常见光学仪器
(光学测量技术)第2章常用光学测量仪器及基本部件
图 2.1 典型的平行光管光学原理图
第2章 用光学测量仪器及基本部件 二、 平行光管的基本结构及主要组成部分 图 2.2 所示为国内常用的 CPG — 550 型平行光管光路
结构示意图，并附有高斯目镜和可调式平面反射镜。
图 2.2 CPG — 550 型平行光管结构示意图
第2章 用光学测量仪器及基本部件
1. 物镜 物镜是平行光管中起折光作用的元件。它把自分划板上 的物点发出的发散光束变成平行光束射出，从而给出无限远 的“点”目标，即把有限远的物转化为无限远的目标。
第2章 用光学测量仪器及基本部件
根据使用要求的不同，物镜有多种形式，例如:孔径较 小，要求不太高时，使用一般的双胶合物镜;当孔径较大时， 胶合很困难，一般用双分离的形式，即两片互相分离的镜片 构成物镜;在某些应用场合，希望能调节(改变)物镜的焦距， 就要设计可调焦距物镜;对于要求较高的物镜，同时要求复 消色差，这时使用复消色差物镜;当要求大视场时，则可使 用照相物镜作为平行光管的物镜;在某些要求特大孔径、长 焦距的情况下，透射式常难于实现，就可采用反射面作为物 镜，即所谓的反射物镜。
第2章 用光学测量仪器及基本部件
1. 自准直法的调校原理 用自准直法调校平行光管，是将平行光管的分划板配上 带有分划板照明装置的目镜构成所谓自准直目镜(见 2.2 节)， 该自准直目镜和平行光管物镜就构成了自准直前置镜。将 该准直前置镜对向一个标准平面反射镜，并用分划板的分划 对反射像调焦，实现自准直，从而达到校正的目的。其原理 见图 2.4 。 调焦完毕，就认为平行光管已调校好。
自准直法有较高的精度，并且除了标准平面反射镜外， 不需要其它标准设备，而在通常的孔径下，标准平面反射镜 也是不难找到的，因此自准直法是平行光管调校中的重要方 法。
常用的光学仪器
本节前言第五节常用的光学仪器大约400多年前，荷兰的米德堡城里住着一个磨眼镜片名叫詹森的玻璃技师。
他的两个男孩又天真又淘气。
一次詹森因事外出，弟兄俩爬上他的工作台玩玻璃片。
他们用铜管两端放上玻璃片，对准一本书看去。
新奇的事出现了，一个逗号竟象一个胖蝌蚪似地爬在那里。
詹森后来做了更高明的管子：管子细长，两端各固定一块凸透镜，管子的长度还可以调整。
这便是1590年制成的第一具显微镜。
詹森的生意就越来越兴隆。
名声很快传了出去。
这消息传到伽利略耳里时，竟成了荷兰有人发明了可以看见远处物体的仪器。
在这一误传之下，伽利略制成了第一具望远镜。
1827年，法国写生画家达格尔开始钻研摄影术。
他拿所有的钱去向光学家购买贵重的透镜，向药房买药品，不分昼夜地一个人关在暗室里。
达格尔把一片铜板镀了银，把它放在水银蒸汽中，然后把这张片子装到摄影机上，对准物体进行拍照，拍照后再作一番处理，片子上有光照的地方就会变成黑色。
因为达格尔制成的镀银铜板感光性能很差，所以拍一次照片十分费事。
一个人要照像，得先在脸上涂一层白粉，然后在摄影机前一动不动地坐上半小时。
我们现在所运用的显微镜、望远镜、照相机在构造上、功能上与早期相比都有了很大改进。
这节中我们对它们的结构，工作原理作具体介绍，并结合动画来生动演示各自的成像过程。
§1.5常用的光学仪器观察很小或很远的物体时，我们凭肉眼往往看不清楚，这时就要凭借相应的仪器——显微镜和望远镜来增大观察物体时的视角，从而能最大限度地看清物体。
为了把观察到的景物记录下来，还需要使用照相机。
显微镜显微镜是用来观察细菌、动植物组织、金属结构等细微物体的光学仪器。
显微镜的主要部分是装在镜筒两端的两组透镜。
每组透镜都相当于一个凸透镜，对着物体的一组叫做物镜，对着眼睛的一组叫做目镜。
物镜的焦距很短，目镜的焦距较长。
图中展示的是利用显微镜观察到的微生物（单细胞海藻）的情况。
我们将样品放置在载玻片上，盖上覆片。
常见光学仪器
一、放大镜
控制光进入镜头时间长短的装置，
它和光圈配合使用，一起来控制曝
光量。
等级：
B门，1秒，1/2秒，1/4秒，1/8秒， ——焦距很短的会聚透镜
1/16秒，1/30秒， 1/60秒，1/125秒， 定义：助视仪器的视角放大率：M u
1/250秒 ， 1/500秒 ， 1/1000秒 …
u
当光圈/快门组合为 f/4和1/500秒 、 f/5.6和1/250秒 、
决定显微镜放大率的两个因素：
x1
⑴ 物镜的横向放大率β1，它决定了实像的
大小；
l
镜 筒 长 度
1
x1 f1
令 F2 F1
f1、 f2 较小，故 x1
⑵ 显微镜的视角放大率：M
光学间隔
1 u
x1 f1
f1
y 视角 u 可得：Mp0物 Nhomakorabeau （物在明视距离处）
M目
p0 f1f 2
25cm
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2、眼睛成像为倒立实像 ——实像刺激感光细胞兴奋，通过 神经把兴奋传给大脑产生视觉；
——长期生活经验，大脑自动纠倒 为正。
3、双眼视觉产生立体感 4、改变眼睛的焦距（水晶体曲率半 径——靠睫状肌调节） ——在视网膜上形成清晰地像。 5、视网膜上成像越大，越能看清物体 的细节
f1f 2
式中负号表示成倒像， 因 f1、f2 远远小于l,
计算时可以用 l 代替 △。
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几何光学
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§4-5 望 远 镜
也是由物镜和目镜组成
来自无穷远
u
利用光学仪器观察光的偏振现象
利用光学仪器观察光的偏振现象光是一种电磁波，通常被描述为电场和磁场的正交振动。
而光的偏振现象是指光波中电矢量在特定方向上振动的现象。
为了观察和研究光的偏振现象，科学家们发展了各种光学仪器。
本文将介绍几种常用的光学仪器，以及利用这些仪器观察和分析光的偏振现象的方法。
一、偏振片偏振片是用于观察和控制光的偏振状态的最基本工具之一。
它通过一个特殊的材料制成，能够选择性地允许某个偏振方向的光通过，而阻挡其他方向的光。
常见的偏振片有线性偏振片和圆偏振片两种。
1. 线性偏振片线性偏振片是最常见的偏振片类型，它只允许一个特定方向上的光通过。
在观察光的偏振现象时，可以使用两个线性偏振片叠加的方法。
首先，将两个线性偏振片相互垂直放置。
当没有光通过时，两个偏振方向相互垂直，光无法通过。
接下来，逐渐旋转其中一个偏振片，可以观察到从完全暗到逐渐亮起的变化。
当两个偏振片的偏振方向重合时，光通过的强度最大；当两个偏振片的偏振方向相互垂直时，光无法通过。
通过这种方法，可以定量测量光的偏振方向，并观察不同偏振状态下的光强变化。
2. 圆偏振片圆偏振片是一种特殊的偏振片，它能够将线偏振光转化为圆偏振光，进而改变光的偏振状态。
观察光的偏振现象时，可以将圆偏振片与待观察光源或其他偏振片相结合。
将圆偏振片与线偏振片叠加时，可以观察到逐渐改变的亮度和颜色。
这是因为圆偏振片将线偏振光转化为左旋或右旋的圆偏振光，而线偏振片只允许一个特定方向上的光通过。
通过分析观察到的颜色和亮度变化，可以推断出光的偏振状态。
二、偏振显微镜偏振显微镜是一种专门用于观察偏振光的光学仪器。
它结合了具有特殊功能的偏振片和显微镜系统，能够观察到物质的光学性质和结构。
使用偏振显微镜观察光的偏振现象时，可以通过旋转偏振片和分析样品的偏振特性来观察和测量样品的光学性质。
首先，将物质样品放置在显微镜的样品平台上。
然后，通过旋转偏振片调整偏振方向，观察样品光的强度和颜色的变化。
不同样品对偏振光的旋转能力和吸收性有不同的响应，通过观察这些变化，可以推断出样品的光学性质和结构。
什么是光的光学仪器和光学设计
光学仪器是用于检测、测量和操作光的设备和工具，它们基于光的传播、反射、折射、干涉和衍射等现象来实现特定的功能。
光学设计则是通过优化光学系统的构成和参数，以实现特定的光学性能和功能。
本文将详细介绍光学仪器和光学设计的原理、方法和应用。
一、光学仪器的原理和分类：光学仪器是利用光的传播和相互作用来检测、测量和操作光的设备和工具。
它们基于光的特性和光学元件，如透镜、反射镜、光栅等，实现特定的功能。
常见的光学仪器包括以下几种：1. 显微镜：利用透镜和光学系统来放大和观察微小物体的设备。
它可以通过调整放大倍数和对焦距离来获得高分辨率的图像。
2. 望远镜：利用反射镜或透镜等光学元件来放大远处物体的设备。
它可以通过调整焦距和放大倍数来观察远处天体或景物。
3. 光谱仪：用于测量和分析光的波长和强度分布的设备。
它可以通过光栅、棱镜或干涉仪等光学元件对光进行分散、分光和检测。
4. 干涉仪：利用光的干涉原理来测量物体的形状、厚度或折射率等参数的设备。
常见的干涉仪包括白光干涉仪、迈克尔逊干涉仪和弗罗格干涉仪等。
5. 激光器：产生激光光束的设备。
它利用光的受激辐射和放大过程来产生一束高强度、单色和相干性很好的光。
二、光学设计的原理和方法：光学设计是通过优化光学系统的构成和参数，以实现特定的光学性能和功能。
它基于光的传播和相互作用，利用光学元件和光学系统的特性和参数，以满足特定的设计要求。
常见的光学设计方法包括以下几种：1. 几何光学设计：基于几何光学原理，通过光的传播和物体的几何形状来设计光学系统。
例如，通过选择适当的光学元件和调整其参数，以实现特定的光学成像、放大或聚焦等功能。
2. 光线追迹法：通过追踪光线的传播路径和相互作用，以预测和优化光学系统的性能。
它可以用于设计光学系统的光路、像差校正和光源布局等。
3. 波前传播法：通过模拟光的波前传播和相位变化，以预测和优化光学系统的成像质量和像差。
它可以用于设计光学系统的透镜曲率、光阑尺寸和光学元件的位置等。
北师大版八年级物理第六章《常见的光学仪器》知识点+测试试题和答案
北师大版物理八年级下册第六章知识点+测试题第六章：常见的光学仪器一.基本知识点归纳：1.凸透镜:有两个虚焦点。
1)外观：表面是球面的一部分，中间厚，边缘薄，由透明材料制成。
2）光学特点：对光线具有会聚作用①正确看待凸透镜对光线的会聚作用：光线经透镜折射后，折射光线相对于入射光线原来的传播方向，更靠近主轴。
②凸透镜越厚，它表面的弯曲程度越大，折光能力越强，其焦距越短。
3）成像规律及应用：①U>2f:f＜V＜2f，成倒立缩小的实像应用：照相机②U=2f:V=2f，成倒立等大的实像应用：——③2f>U>f:V＞2f，成倒立放大的实像应用：幻灯机，投影仪④U＜ｆ：成正立放大的虚像应用：放大镜规律简化总结：①一倍焦距分虚实，两倍焦距分大小。
②成实像时：物远像近，物近像远，像近像小，像远像大。
③成虚像时：物远像远，物近像近，像近像小，像远像大。
④成实像时，像与物比较：上下，左右均相反；而成虚像时，像与物上下，左右均相同。
这点与平面镜有所区别！2．光学仪器的操作1）照相机的操作：①若要扩大照相范围，就要让像变小，具体操作方法是：增大照相机与被拍照物体的距离以增大物距，同时缩短暗箱长度以减小相距．②照相机镜头上沾有少量灰尘对成像效果影响不大,灰尘由于距离镜头太近，故它不会通过凸透镜成实像呈现在底片上。
但它会遮挡住部分射到镜头上的光，使像的亮度受到一定的影响。
2）幻灯机的操作：①由于物体通过幻灯机的镜头成的是倒立的像，故幻灯片要倒插。
②若觉得屏幕上的图像太小，则应该减小幻灯片到镜头的距离，同时增大镜头到屏幕的距离。
3）放大镜的操作：①要利用放大镜看到物体正立放大的虚像，必须保证物体到放大镜的距离小于一倍焦距。
若物体到放大镜的距离大于一倍焦距，则我们看到的就是倒立的实像了。
②如果要想将物体的像放大得更多一些，则应该稍稍增大物体到放大镜的距离，但要保证这个距离不能超过一倍焦距。
3.眼睛1)原理:U>2f,成倒立缩小的实像(与照相机相同)眼睛的晶状体相当于照相机的镜头，瞳孔相当于照相机的光圈，眼睑相当于照相机的快门，视网膜相当于照相机的底片。
6.51常见的光学仪器总结
教学课题第五节常见的光学仪器总结备课组成员：齐军飞史彦君主备成员：严海雷授课地点授课老师授课时间【知识要点】1、透镜的种类及几个名词（1）凸透镜：中间厚．、边缘薄．的透镜；凸透镜对光有会聚．．作用。
（2）凹透镜：中间薄．、边缘厚．的透镜；凹透镜对光有发散．．作用。
（3）有关透镜的几个名词：①光心O：透镜的中心；②主光轴：通过光心O和球面球心C的直线；③焦点F：平行光线经凸透镜折射后会聚于主光轴上的一点叫凸透镜的焦点，凸透镜两侧各有一个焦点且对称；平行光线经凹透镜折射后发散，这些折射光线的反向延长线相交在主光轴上的一点叫凹透镜的虚焦点，两侧各有一个且对称。
④焦距f：焦点到透镜光心的距离。
2、三条特殊光线（1）凸透镜（见图3-1）：①平行于主光轴的光线被凸透镜折射之后会聚于焦点；②从焦点发出的光线被凸透镜折射之后平行于主光轴射出；③经过光心的光线传播方向不改变。
（2）凹透镜（见图3-2）：①平行于主光轴的光线被凹透镜折射后，折射光线的反向延长线过焦点；②正对凹透镜另一侧焦点射出的光线，通过凹透镜后与主光轴平行；③经过光心的光线传播方向不改变。
（图3-1）（图3-2）3、测定凸透镜焦点的方法：让平行光平行于主光轴通过凸透镜会聚于一点，这点就是凸透镜的焦点。
然后用刻度尺测出焦点到光心的距离即为焦距；4、测定凸透镜焦距的方法：让凸透镜正对．．着太阳光，拿一张白纸在它的另一侧来回移动，直到在纸上出现一个最小最亮的光斑．．．．．．．（见图3-3），用刻度尺测出凸透镜到白纸的距离即为该凸透镜的焦距。
探究凸透镜成像规律1、探究凸透镜成像规律实验：（1）用到的实验器材有：光具座、蜡烛、凸透镜、光屏。
（2）实验过程：①把蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛，调整它们的高度，使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度．．．．；②把凸透镜放在光具座中央，把蜡烛放在离凸透镜尽量远的位置上，调整光屏到透镜的距离（即像距），使烛焰在光屏上成一个清晰的像，观察像的大小、正倒情况，测出物距和像距；③调节蜡烛的位置，重复以上操作。
物理八上第六章《常见的光学仪器》复习
【课后作业】
1.发光体从距凸透镜很远的地方向焦点移近时，
在凸透镜另一侧得到清晰的像，则像距和像的大
小的变化是: ( )
A.像距变大，像变大
B.像距不变，像变大
C.像距变小，像变小
D.像距变大，像变小
2.关于实像和虚像，下列说法正确的是: ( )
A.实像能用光屏收集到，虚像不能
B.虚像是人的幻觉，并没有光线进入人眼，实像
了解眼睛是怎样矫正视力的。
【学习重点、难点】
重点：透镜对光的作用，三条特殊光线，凸透镜
成像的规律；
难点：凸透镜成像的规律，常见光学仪器的调节，
视力的矫正。
【知识回顾】
一、透镜
1.边缘厚中央薄的是
透镜；边缘薄中央厚的
是 透镜。
2.通过光心的光线传播方向
。
3.透镜对光的作用：凸透镜对光起
作用。
凹透镜对光起
A.5°
B.15°
C.3°
D.30°
【知识回顾】
四、眼睛和眼镜
1.眼球的构造：
2.眼睛和照相机的类似之处：
3.正常眼的远点是
，近点是
明视距离
。
4.(1)近视眼的成因：
_____________________________
矫正：
特点：
(2)远视眼的成因：
_______________________________
6.显微镜和望远镜都装有一组目镜，目镜的 作用相当于：（ ） A.一个放大镜 B.投影仪的镜头 C.照相机镜头
D.以上说法都不对
7.在探究凸透镜成像规律的实验中，当烛焰、凸 透镜、光屏处于如图所示的位置时，恰能在光屏 上得到一个清晰的像。利用这一成像原理可以制 成（ ）A.照相机 B.幻灯机 C.放大镜 D.潜望镜 8.如图所示，将凸透镜看作是眼睛的晶状体，光 屏看作是眼睛的视网膜，烛焰看作是眼睛观察的 物体。 拿一个近视眼镜给“眼睛”戴上，光屏上 出现烛焰清晰的像，而拿走近视眼镜则烛焰的像 变得模糊。那么在拿走近视眼镜后，下列操作能 使光屏上重新得到清晰像的是 （ ） A.将光屏适当远离凸透镜 B.将蜡烛适当远离凸透镜 C.将光屏适当移近凸透镜 或将蜡烛适当移近凸透镜
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常见光学仪器
常见光学仪器包括：
1. 显微镜：用于观察微小物体的仪器，可以放大和清晰地看到细胞、微生物等细微结构。
2. 望远镜：用于观察远处物体的仪器，可以放大天体、地表景物等。
3. 光谱仪：用于分析物质的光谱特性的仪器，可以分解出物质的光谱线并测量其波长、强度等信息。
4. 分光计：用于测量光的波长、颜色、强度等性质的仪器，常用于分析色光、反射率、吸光度等。
5. 激光器：产生高强度、高单色度、高聚束度的激光光源，广泛应用于科研、医疗、测量等领域。
6. 折射仪：用于测量材料的折射率，常用于研究材料的光学性质和质量控制。
7. 照相机：将光学图像转化为电信号记录下来的设备，用于拍摄静态或动态的视觉信息。
8. 光学显微成像系统：集合了光学显微镜和成像设备的系统，用于高质量、高分辨率的显微观察和图像记录。
9. 激光扫描共聚焦显微镜（LSM）：利用激光扫描和共聚焦技术，实现在三维空间中高分辨率的活体细胞成像。
10. 光纤光谱仪：利用光纤传输光信号并进行分光分析，可进行远程和实时的光谱测量。