自组显微镜并测其放大率.docx
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自组显微镜并测其放大率
XX学院
课程设计说明书
课程名称工程光学
题目自组显微镜并测其放大率
学院(系)电气工程系
年级专业
学号
学生姓名
指导教师
教师职称
课程名称:
工程光学
基层教学单位:
检测教研室指导教师:
学号
学生姓名
(专业)班级
设计题目
自组显微镜并测其放大率
设
计
技
术
参
数
1、器材:
光具座(带标尺)、透镜架2、透镜2、毫米刻度标尺2、底座2。
2、参数:
机械筒长160mm
思考题:
1)把显微镜倒置使用会出现什么现象?
设
计
要
求
1、画出显微镜系统放大原理图,并说明组合系统对透镜的要求
2、设计组合过程中应遵循的程序及校验方法
3、绘制测量数据的表格
4、测量系统的放大率
参
考
资
料
1、《工程光学》郁道银编机械工业出版社
2、其他资料(自查)
周次
第二十周
应
完
成
内
容
周一~周二收集资料及方案论证
周三~周四绘图撰写设计说明书
周五答辩
指导教
师签字
基层教学单位主任签字
第1章显微镜原理与应用………………………………………………1
1.1显微镜原理………………………………………………………………1
1.2显微镜应用………………………………………………………2
第2章实验设计及介绍………………………………………………3
2.1显微镜的组装……………………………………………………………4
2.2显微镜放大率的测定……………………………………………………5第3章数据处理与误差分析………………………………………………7
3.1数据处理……………………………………………………………………7
3.2误差分析……………………………………………………………………8
参考文献……………………………………………………………10
评审意见……………………………………………………………11
第1章显微镜原理与应用
1.1显微镜原理
显微镜常用于观测微小物体,其作用都是把人体的眼睛的张角(视角)加以放大。
显然,同一物体对人眼所张的视角与物体离人眼的距离有关。
在一般照明条件下,人眼一般能分辨在明视距离处相距0.05-0.07mm的两点,此时人眼的张角为1’,为最小分辨角。
当微小物体的对人眼的张角小于这个角时,人眼只能借助光学仪器才可以看清楚。
光学仪器的放大能力可用视觉放大率Г=
;式中,
为明视距离处物体对眼睛所张的视角,
为通过光学仪器观察时在明视距离
最简单的显微镜是由两个凸透镜构成的。
其中,物镜的焦距很短,目镜的焦距较长。
它的光路如图所示,图中的
为物镜(焦点在
和
),其焦距为
;
为目镜,其焦距为
。
将长度为
的被观测物
放在的焦距
外且接近焦点处,物体通过物镜成一放大的倒立实像
(其长度为
)。
此实像在目镜的焦点以内,经过目镜放大,结果在明视镜
上得到一个放大的虚像
(其长度为
)。
虚像
对于被观测物
来说是倒立的。
显微镜物镜焦点
到目镜焦点
之间的距离
称为物镜和目镜的光学间隔。
当显微镜中能看到物体清晰图像时,物镜前端面到被测物的距离叫做显微镜的工作距离。
为获得清晰的图像而调节显微镜与被观测物的距离称之为调焦。
由图可见,显微镜的视觉放大率为
式中,
,为目镜的视觉放大率;
(因
比
大得多),为物镜的线放大率。
因而式
(2)可改写成
(3)
由式(3)可见,显微镜的放大率等于物镜放大率和目镜视觉放大率的乘积。
在
、
、
和
已知的情形下,可利用式(3)算出显微镜的视觉放大率。
显微镜通常配有一套不同放大率的物镜和目镜,可供选用。
例如,使用20×物镜和5×目镜的显微镜,它的视觉放大率。
一般显微镜的放大率为几十倍到几百倍。
根据式(3)可知,显微镜的镜筒越长,物镜和目镜的焦距越短,放大率就越大。
同时受光学底座尺寸的限制,故实验中所选的物镜焦距为35mm,目镜焦距为50mm。
图一显微镜光路图
主要用途
显微镜被用来放大微小物体的图像。
一般应用于生物、医药、微观粒子等观测。
(1)利用微微动载物台之移动,配全目镜之十字座标线,作长度量测。
(2)利用旋转载物台与目镜下端之游标微分角度盘,配全合目镜之址字座标线,作角度量测,令待测角一端对准十字线与之重合,然再让另一端也重合。
(3)利用标准检测螺纹的节距、节径、外径、牙角及牙形等尺寸或外形。
(4)检验金相表面的晶粒状况。
(5)检验工件加工表面的情况。
(6)检测微小工件的尺寸或轮廓是否与标准片相符。
第2章实验设计及介绍
2.1显微镜的组装
简单显微镜设计光路的装置图和简图分别如图所示。
1-小照明光源
,2-干版架,3-微尺M1(1/10mm),4-二维架或透镜架,5-物镜Lo(
=45mm),6-二维架,7-三维调节架,8-目镜Le(
=29mm),9-45°玻璃架,10-升降调节座,11-双棱镜架,12-毫米尺M2(l=30mm),13-三维平移底座,14-三维平移底座,15-升降调节座,16-通用底座,17-白光源(图中未画)
1、将各光学元件沿着光学平台上的标尺固定在相应的支架上,夹好、靠拢,调同轴等高
注意:
各光学元件的高度通过目测调节好后,在固定前同时应确保各光学元件与
相应光学底座的某一边保持平行,便于调节光路。
2、测物镜、目镜的焦距
方法:
物距像距法,如图所示。
调节白屏在光轴上的位置,直至白屏上有物的
等大实像,则焦距为物与白屏之间距离的。
多次测量求平均值。
3、按装置图装配显微镜
将物镜与目镜的距离定为24cm;在之后放置一与光轴成45°角的平玻璃
板,距此玻璃板25cm处放置一白光源(图中未画出)照明的毫米尺。
4、微调微尺的位置
调整微尺离物镜的距离,使它经显微镜系统成的像与毫米尺经45°玻
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- 关 键 词:
- 显微镜 放大率