光学仪器专业基础知识
仪器光学知识点归纳总结
仪器光学知识点归纳总结仪器光学是光学的一个重要分支，是关于光学仪器设计、制造和应用的学科。
仪器光学的研究对象包括光学仪器的结构设计、光学元件的制造技术、光学仪器的性能测试和应用等方面。
仪器光学的发展对于现代科学、技术和工程领域具有重要意义，能够促进各行各业的发展。
一、仪器光学的基本原理1. 光的本质：光是一种电磁波，具有波粒二象性。
光的波动性和量子性共同决定了光的行为。
2. 光的传播：光的传播遵循直线传播原理，光在各种介质中的传播可以通过折射定律和反射定律来描述。
3. 光的干涉和衍射：光的干涉和衍射现象是光波特有的特性，可以用来研究光的波动性。
4. 光的偏振：光经过偏振器后可以使振动方向保持一致，根据振动方向的不同可以分为线偏振光和圆偏振光。
5. 光的色散：光在通过不同介质时会发生色散现象，使得光的频谱分布发生改变。
二、光学仪器的设计原则1. 折射率和焦距：在设计光学仪器时，需要根据光学材料的折射率和焦距来确定透镜的设计参数。
2. 成像质量：成像质量是衡量光学仪器性能的重要指标，包括分辨率、畸变、像散和像差等参数。
3. 光路设计：光学仪器的光路设计需要考虑透镜和反射镜的位置和角度，保证光从物体到成像面的传播路径。
4. 材料选择：光学材料的选择直接影响到光学仪器的性能和制造成本，需要根据具体的需求进行选择。
三、光学仪器的基本组成1. 透镜：透镜是光学仪器中最常见的光学元件，包括凸透镜、凹透镜和复合透镜等。
2. 反射镜：反射镜可以反射光线，包括平面镜、曲面镜和球面镜等。
3. 光栅：光栅是一种光学元件，可以分解光，用于光谱分析和光学仪器的性能测试。
4. 光源：光源是光学仪器的重要组成部分，包括白光源、激光源和单色光源等。
四、光学仪器的应用1. 光学仪器在生物医学领域的应用：光学显微镜、光学检测仪器和生物成像仪器等在医学诊断和生物研究中有着重要的应用。
2. 光学仪器在光学通信领域的应用：光纤通信、光学传感器和激光雷达等光学仪器在通信领域具有重要的应用。
常见的光学仪器知识点归纳
5.春天来了，小强同学在拍摄户外优美的风景时，恰好有一只苍蝇停在照相机的镜头上，洗出来的相片上会有苍蝇的像吗？
6.汽车经过学校门口时，被学校的摄像头抓拍到两张照片，我们将前后两张照片进行对比，发现像变大了，则在被拍照时，汽车正校门（选填“靠近”或“远离”）。
无论是成实像还是成虚像，像的大小变化总是与像距的变化一致
总结完这些规律后，你是不是觉得像有点“调皮”呢？它好象在跟踪物体一样，跟物体竭力保持着一定的距离。
3.光线经过透镜折射规律
1）在透镜的折射光路的两条光线中，若有一条光线与透镜的主轴有关（平行），则另一条光线一定与透镜的焦点有关，反之亦然。
2）物体射到透镜上所有的光，经透镜折射后,最终都会聚在像上。
3）通过光因：晶状体变厚或玻璃体变长
晶状体变厚会导致晶状体折光能力变强，物体成的像落在视网膜前方。
②解决近视眼患者看清物体的方法：
A.配戴凹透镜以减弱晶状体的折光能力，使像重新成在视网膜上。
B.让眼睛靠近被观察的物体,这样物体射到眼睛的光发散程度更大,增大了折射光线会聚成像的难度,从而使物体所成的像向后移动,重新落在视网膜上.
7.小强在用放大镜观看远处的小山时，他看到的应该是小山成（选填“正立”或“倒立”）（选填“放大”或“缩小”）的像，这个像是像（选填“实”或“虚”）。当他用放大镜近距离欣赏邮票时，他觉得放大镜对邮票的放大倍数不够，则他应该让放大镜离邮票稍稍一些（选填“远”或“近”）。
5.正确看待照相机与眼睛的“调焦”
照相机：调相距
眼睛：调焦距
二.常见题型及其解法归纳
光学仪器调节使用基础知识
光学仪器调节使用基础知识光学仪器是研究光学性质和现象的工具，包括望远镜、显微镜、光谱仪等。
调节和使用光学仪器需要掌握一些基础知识，下面将详细介绍。
一、光学仪器1.望远镜：用于观察远处的物体，由物镜和目镜组成。
2.显微镜：用于观察微小的物体，有光学显微镜和电子显微镜两种。
3.光谱仪：用于分析物质的光谱特性，包括分光计和光谱仪。
4.激光器：产生激光，有固体激光器、液体激光器和气体激光器等。
二、光学仪器调节1.调节物镜和目镜距离：望远镜和显微镜的调焦原理都是调节物镜和目镜之间的距离。
物镜与目镜距离过大，观察物体不清晰；距离过小，无法观察到物体。
2.调节物镜焦距：根据观察物体的距离来调节物镜焦距，使得物体清晰可见。
调节物镜焦距的方法有移动物镜或改变物镜的曲率等。
3.调节目镜焦距：目镜的主要作用是放大物体，调节目镜焦距可以改变放大倍数。
一般可以通过改变目镜的位置或者目镜的焦距来调节。
4.校正光轴：光学仪器使用过程中，光轴可能会偏离正常位置，需要进行校正。
校正光轴可以采用调节镜片的位置或者折射板的位置来实现。
三、光学仪器使用1.使用望远镜：使用望远镜观察远处的物体，首先要调节物镜和目镜的距离，使物体清晰可见。
然后可以通过调节物镜焦距和目镜焦距来获得所需的放大倍数。
2.使用显微镜：使用显微镜观察微小的物体，首先需要将物体放在载玻片上，然后调节物镜和目镜的距离，使物体清晰可见。
可以通过调节物镜焦距和目镜焦距来获得所需的放大倍数。
3.使用光谱仪：使用光谱仪分析物质的光谱特性，首先要选择合适的光源和选择适当的光谱仪模式。
然后将待测样品放入光谱仪中，通过调节入射角度和接受角度来获得所需的光谱结果。
4.使用激光器：使用激光器进行实验或应用时，要注意激光的安全性。
激光束不可直接照射眼睛或皮肤，同时需要佩戴适当的防护眼镜和防护服。
光学仪器的基本基本原理
1、近点、远点、明视距离
幼年 中年 老年
近点 7—8厘米 25厘米 1—2米
远点 无限远
几米
明视距离：25厘米
第四章光学仪器的基本基本原理
2、人眼的矫正
近视眼：远点不在∞，变近了 远视眼（老花眼）：近点大于明视距离
矫正：戴一凹透镜将∞处的物 矫正：戴一凸透镜将明视距离上
成像于其能看到的远点。
的物成像于其能看到的近点上。
电子： 0.1A 1A （10 -2 10 -1 nm）
所以电子显微镜分辨本领很高，可观察物质 的结构。
1981年联邦德国宾尼格和瑞士罗雷尔 发明了遂道效应电子显微镜，并获1986年 诺贝尔物理奖。
第四章光学仪器的基本基本原理
例题
1、在迎面驶来的汽车上，两盏前灯相 120cm。 试问汽车离人多远的地方，眼睛恰能分辩这 两盏前灯？设夜间人眼瞳孔直径为 5.0mm ， 入射光波长为 550nm，而且仅考虑人眼瞳孔的 衍射效应。
Q 1、物 Q距 F1很近，从而得到尽量大的实像 Q 。
2、目镜最后成的像 Q（ 虚像）处于明视距离上。
因为f1′ 、f2′要求第很四章小光学， 仪器的故基s本′基≈本原x理′≈ ≈l（镜筒长）
二、显微镜的放大本领
s ≈ f1 、
y y
s s
≈
s f1
（ -sf1）
s -
f1
y
≈- y
s f1
、f1要尽量小
（-U′′）= -
fy1′sf′2′、M
U U
25s f1 f2
s ≈x ≈ ≈l（镜筒长）
M
≈（- 25l）（f1 f2
xf1第四）章光（学仪2器f5的2基）本≈基本原物理 M目
光学仪器的基本原理
f2
f1'
Q P U O1
'
Q" U O U"
'
O2 U
F1` F2
使用望远镜： U '' U '
y y
f2
'
y'
Q
26
y 不用望远镜： U
f1'
f 2'
3、放大本领
'' ' U U 使用望远镜后，视角：
y y
远点变近：幼年—无限远；老年—数米
近点: 10cm； 远点：无穷远 定义： 明视距离: 25cm
4
(2) 人眼的缺陷及矫正——被动调节：外加辅助仪器改变焦距的过程。
① 近视眼：远点在有限远处的人眼。
特点：晶状体曲率半径比正常眼小，外形凸出；像方焦点在视网膜 前，焦距短。
矫正前
P 远点 O F‘ O
B、折射式望远镜：物镜为 透镜。 ② 按目镜种类分： A、开普勒望远镜：目镜为 会聚透镜； B、伽利略望远镜：目镜为 发散透镜。
23
三、开普勒望远镜 1、结构特点： 2、光路原理：
• 物镜、目镜均为会聚透镜； • 物镜 像方焦点与目镜物方焦点重合
无穷远处的物体PQ发出的平行光, 入射物镜，成实象PQ于象方焦平面 上；物镜的象方焦平面与目镜的物方焦平面重合，故最终由目镜 出射的光为平行光，成倒立象于无穷远处。
明视 距离 P’’ y
25 l 25 M ' ' ' ' f1 f 2 f1 f 2
Q
' l s1
F1
光学仪器的原理及其应用
光学仪器的原理及其应用光学是一门研究光的传播、反射、折射、散射、干涉、衍射等现象的科学，它的应用与生产生活息息相关。
光学仪器是光学应用的具体体现，如显微镜、望远镜、光谱仪、投影仪等，它们在科学、医学、军事、工业、教育等领域发挥着重要的作用。
一、光学仪器的原理1. 反射定律根据反射定律，一个入射角为α 的光束入射到平面镜上，反射角为β，那么反射角与入射角之间的关系为β=α，即入射角和反射角相等且在同一平面内。
利用反射定律，可以制造反射镜、反光镜、望远镜等光学仪器。
2. 折射定律根据折射定律，光束从一介质经过交界面进入另一介质时，入射角与折射角之间的关系为n1sinα=n2sinβ，其中 n1、n2 分别表示两种介质的折射率，α、β 分别表示入射角和折射角。
利用折射定律，可以制造透镜、眼镜、光纤等光学仪器。
3. 干涉现象干涉是指两束光经过不同的路径汇聚到一点时，它们之间会产生干涉，形成一系列明暗相间的干涉条纹。
干涉现象有菲涅尔双缝实验、英国杨氏双缝干涉实验、迈克尔逊干涉仪等。
利用干涉现象，可以制造干涉仪、等厚线仪、光栅分光计等光学仪器。
4. 衍射现象衍射是指光波通过有限孔径阻碍传播后，在衍射屏上产生的干涉现象。
其中，夫琅禾费衍射成为了光学研究所无法回避的问题。
利用衍射现象，可以制造波阵面计、衍射光栅、像衍射光学等光学仪器。
二、光学仪器的应用1. 医学显微镜是医学领域常用的光学仪器，它可以放大生物细胞、组织、器官等组织结构，便于研究和诊断疾病。
另外，近年来，人们还发明了光学相干断层扫描成像技术（OCT），其原理利用光的干涉和衍射现象对组织进行非侵入式的高分辨率成像，被广泛应用于眼科、皮肤病学、牙科等领域。
2. 工业光学仪器被广泛应用于照明、摄影、激光加工、半导体制造等工业领域。
例如，激光干涉仪可以用于检测工件的表面粗糙度和平整度，直接同步控制加工中心的加工量调整，从而实现自动化加工。
3. 教育光学仪器在教育领域也有很重要的应用。
常见的光学仪器知识点归纳
常见的光学仪器知识点归纳光学仪器是利用光学原理和技术制造的用于观测、测量和分析光学现象和光学性质的工具。
常见的光学仪器有显微镜、望远镜、光谱仪、激光器等。
以下是常见的光学仪器知识点的归纳：1.显微镜：-组成结构：显微镜主要由物镜、目镜、光源和调焦系统等组成。
-工作原理：通过物镜放大物体的细节，再通过目镜观察放大后的像。
光源提供照明。
-数字显微镜：具备数字图像处理系统，可以将观察到的图像数字化和存储。
-应用领域：生物学、医学、材料科学等。
2.望远镜：-类型：天文望远镜、光学显微镜、光学望远镜等。
-分类：可分为折射望远镜和反射望远镜两种。
-折射望远镜：利用透镜集中光线，放大远处的物体，适合观察地面、天体等。
-反射望远镜：通过凹面镜将光线聚焦，适合观测天体等。
3.光谱仪：-基本原理：将光分解成一系列不同波长的分光线，再通过检测器接收光信号，用于分析物质组成和性质。
-分类：可分为离散光谱仪、连续光谱仪等。
-离散光谱仪：采用棱镜或光栅将光分散成不同波长的成分。
-连续光谱仪：利用干涉或衍射原理将光分解成连续的波长范围。
4.激光器：-基本原理：通过光放大器将光增强至激光状态，再通过光学谐振腔产生锐利的单色、单向和相干的激光。
-分类：可分为气体激光器、固体激光器、半导体激光器等。
-气体激光器：利用气体的激发态转变为基态释放能量产生激光。
-固体激光器：利用固体材料中的激发态原子（离子）释放能量产生激光。
5.干涉仪：-类型：干涉仪主要有薄膜干涉仪、迈克尔逊干涉仪、马赫-曾德尔干涉仪等。
-原理：利用光的干涉现象测量光的相位差或物体形状等。
-应用领域：干涉仪广泛应用于光学表面检测、薄膜厚度测量、干涉测量等领域。
以上只是对光学仪器知识的简单归纳，实际上，光学仪器领域还涉及到很多专业的知识，如光学设计、光学制造、光学检测等。
光学仪器的发展和创新在科学、医学和工业领域发挥重要作用，为人们提供了更好的观察、测量和分析手段。
光学仪器维修培训ppt课件
05 光学仪器维修培训总结
培训收获与体会
专业知识掌握
实践操作能力提升
通过培训，我深入了解了光学仪器的基本 原理、常见故障及维修方法，掌握了专业 维修工具的使用技巧。
培训中，我参与了多个实际案例的维修操 作，提高了自己的实践操作能力和问题解 决能力。
团队合作意识增强
对行业的认识加深
在培训过程中，我与来自不同背景的学员 共同合作，互相学习，增强了团队合作意 识。
了解光学成像的基本原理，包括实像 与虚像、放大与缩小等，有助于理解 各种光学仪器的成像特点和性能。
光的折射与反射
折射和反射是光学仪器中光传播的基 本方式，掌握其规律有助于解决仪器 调试和使用中的问题。
光学仪器的分类与用途
01
02
03
显微镜
显微镜是用于观察微小物 体的光学仪器，根据用途 可分为生物显微镜、金相 显微镜等。
案例分析
对每个案例进行深入分析，包括故障现象、原因分析、维修过程和 结果等。
经验总结
总结每个案例的维修经验，提炼出常见的维修技巧和注意事项，以 便学员在实际操作中参考。
04 光学仪器维修安全注意事项
维修现场安全规定
维修人员需佩戴安全帽、手套 等防护用品，确保个人安全。
维修现场应保持整洁，避免杂 物堆积，以免影响维修操作和 人员安全。
安全操作规程
维修人员在进行维修操作前，应先了 解仪器的结构和原理，遵循正确的操 作步骤和顺序。
维修完成后，应进行测试和校准，确 保仪器性能正常，符合安全标准。同 时，应整理和保存维修记录，以便后 续管理和追溯。
在进行高风险操作时，如更换精密元 件或调整光学系统，应采取特别的安 全措施，如使用专用工具、固定仪器 等。
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光学仪器专业基础知识
一、填空题（共15题，每题2分）
1.1阿贝（Abbe）原则是指测量轴线在上，根据这一原则，判别万能测量显微镜是否符合？。
1.2 不论立式光学计还是接触式干涉仪，其工作台均有平面度要求，那么平面度是指包容且距离为最小的两之间的距离。
1.3 投影仪光路的基本原理是由照明系统和投影系统两部分组成。
而照明系统是由组成；投影系统是由组成。
1.4 不论哪种长度计量的光学仪器，检定和使用时均有室温要求，倘若室温偏离标准温度20℃时，会出现误差；室温时高时低，这引起误差。
1.5 不论何种量仪，均规定了示值误差这一技术要求，那么示值误差是以和之间的差值确定。
1.6 光学计的结构原理，是光学原理和
正切原理的组合。
1.7 光学分度头的示值误差，主要由和
组成的。
1.8 接触式干涉仪的测力为；当分度值为
0.05µm时；在示值范围内的测力变化不超过。
1.9 接触式干涉仪的工作台是可换的，通常备有三种，其中一种为筋形工作台，另两为、。
筋形工作台的平面度用检定。
1.10 立式光学计的可升降的工作台,其升降范围应不小于
；具有凸轮升降机构的光管升降范围应不小于。
1.11万能测量显微镜读数装置，其示值误差不超过，用检定。
1.12 万能测长仪的测量轴与基座导轨面的平行度，在100mm 长度上不大于。
用检定。
1.13 工具显微镜的测量刀，用于螺纹测量的，其刻线至刀口的距离为；用于圆锥度测量的，其刻线至刀口的距离为。
1.14 工具显微镜是一种多用途的光学机械式两座标测量仪器，对于零件形状以方法测量；对于直径或圆锥度用法测量。
1.15 光学仪器中的物镜或目镜，其中心称。
焦点到的距离叫焦距。
二、单选题（共5题，每题2分）
2.1某一仪器的工作台面的平面度，若在白光情况下用平晶以技术光波干涉法检定时，受检工作台面的平面度一般不大于。
⑴0.001mm
⑵0.002mm
⑶0.003mm
2.2 光学分度头的主轴锥孔轴线对基座工作台面的平行度，对于2"光学分度头来说，在1000mm长度上不大于。
⑴0.003mm
⑵0.005mm
⑶0.010mm
2.3 对于凹透镜的成像，如果虚物点在主点到焦点之间，像点在主点到无穷远之间，则成。
⑴倒立的虚像；
⑵放大的正立实像；
⑶缩小的正立虚像；
2.4 接触式的干涉仪的辅助工作台，其工作面的平面度，采用的检定方法是。
⑴用平晶以技术光波干涉法检定；
⑵用刀口尺（样板直尺）以光隙法检定；
⑶用水平仪以节距法检定；
2.5 对于凸透镜的成像，当物在两倍焦距上，像也在两倍焦距上，则成。
⑴大小相等倒立实像；
⑵缩小的倒立实像；
⑶放大的倒立实像；
三、问答题（共2题，每题10分）
3.1 不论以光波干涉法测量，还是以光波干涉原理的仪器，其光波干涉产生的条件是什么？
3.2 不论测长机还是投影仪，均属长度计量的光学仪器，那么长度的基本单位名称和符号是什么？它的定义是什么？
四、计算题（共1题，共10分）
一台立式测长仪，其工作台面对测量轴线的垂直度为10′，在此情况下测量100mm长度则引起的误差为多少？。