应用光学课件：ch9 望远镜和显微镜
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《望远镜和显微镜》课件
《望远镜和显微镜》PPT 课件
本课件将介绍望远镜和显微镜的概念及其区别与联系，并探讨其种类、原理、 组成部分以及应用领域。让我们一起探索望远镜和显微镜的奥秘！
望远镜与显微镜
什么是望远镜和显微镜？
介绍望远镜和显微镜的定义和作用。
比较与联系
探讨望远镜和显微镜之间的相似与相异之处。
望远镜
种类和分类
介绍不同种类和分类的望远镜，包括折射式望远 镜。
望远镜和显微镜的应用
天文学和其他领域的应用
讨论望远镜在天文学以及其他领域中的重要 应用。
生物学和其他领域的应用
探讨显微镜在生物学以及其他领域的广泛应 用。
结论
1 望远镜和显微镜的重要性
强调望远镜和显微镜在科学和探索中的重要作用。
2 未来的发展趋势
展望望远镜和显微镜未来发展的可能方向和趋势。
定义和原理
解释望远镜的基本原理和工作机制。
主要组成部分
列举和解释望远镜的主要组成部分。
如何选购
提供选购适合自己的望远镜的建议和注意事项。
显微镜
种类和分类
介绍不同种类和分类的显。
主要组成部分
列举和解释显微镜的主要组成部分。
如何使用
提供使用显微镜观察样品的技巧和方法。
本课件将介绍望远镜和显微镜的概念及其区别与联系，并探讨其种类、原理、 组成部分以及应用领域。让我们一起探索望远镜和显微镜的奥秘！
望远镜与显微镜
什么是望远镜和显微镜？
介绍望远镜和显微镜的定义和作用。
比较与联系
探讨望远镜和显微镜之间的相似与相异之处。
望远镜
种类和分类
介绍不同种类和分类的望远镜，包括折射式望远 镜。
望远镜和显微镜的应用
天文学和其他领域的应用
讨论望远镜在天文学以及其他领域中的重要 应用。
生物学和其他领域的应用
探讨显微镜在生物学以及其他领域的广泛应 用。
结论
1 望远镜和显微镜的重要性
强调望远镜和显微镜在科学和探索中的重要作用。
2 未来的发展趋势
展望望远镜和显微镜未来发展的可能方向和趋势。
定义和原理
解释望远镜的基本原理和工作机制。
主要组成部分
列举和解释望远镜的主要组成部分。
如何选购
提供选购适合自己的望远镜的建议和注意事项。
显微镜
种类和分类
介绍不同种类和分类的显。
主要组成部分
列举和解释显微镜的主要组成部分。
如何使用
提供使用显微镜观察样品的技巧和方法。
望远镜和显微镜.ppt
它们的中心处在同一直线上
以透镜成像规律为依据，利用共轭 原理细调
（1）按图放置物，透镜和像屏，使得D>4f，然后固定物和像屏 的位置； （2）当移动透镜到O1和O2两处时，屏上分别得到放大和缩小的 像。物点B处在主光轴上，它的两次成像位置重合于B’处；物点 P如不在主光轴上，它的两次成像位置P’和P’’分开。当P点在主 光轴上方时，放大的像P’在缩小的像P’’点的下方。反之，则表 示P点在主光轴的下方。调节物点的高低，使经过透镜两次成像 的位置重合，即达到了同轴等高。 （3）如果固定物点的位置，调节透镜的高度也可以出现步骤 （2）所述的现象，根据观察到的透镜两次成像的位置关系，判 断透镜中心是偏高还是偏低，最后将系统调成同轴等高。
M L
o f
平面镜法
凸透镜焦距测定
2、物距像距法
11 1 uv f
移动屏得到一个清晰的 与物相似的倒立像
凸透镜焦距测定
3、共轭法
L4f
L2 d 2 f
4L
凹透镜焦距测定
物体经凹透镜后被发散成 虚像,因此需用一凸透镜 作辅助透镜可成虚物,再 经凹透镜成实像。测出u， v,代入透镜成像公式即可
求得凹透镜焦距f
实验内容
自准法测量凸透镜焦距
白炽灯光源S
平面发射镜M
品字型物像屏P 待测凸透镜L
品待字测型白凸物炽透像灯镜屏光LP源S
平面发射镜M
实验内容
自组望远镜
1. 标尺 3. 二维架: SZ-07 5. 二维架: SZ-07 7. 二维平移底座：SZ-02
1
23
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱLo
2. 物镜Lo: fo= 225mm 4. 目镜Le: fe= 45mm 6. 二维平移底座：SZ-02
以透镜成像规律为依据，利用共轭 原理细调
（1）按图放置物，透镜和像屏，使得D>4f，然后固定物和像屏 的位置； （2）当移动透镜到O1和O2两处时，屏上分别得到放大和缩小的 像。物点B处在主光轴上，它的两次成像位置重合于B’处；物点 P如不在主光轴上，它的两次成像位置P’和P’’分开。当P点在主 光轴上方时，放大的像P’在缩小的像P’’点的下方。反之，则表 示P点在主光轴的下方。调节物点的高低，使经过透镜两次成像 的位置重合，即达到了同轴等高。 （3）如果固定物点的位置，调节透镜的高度也可以出现步骤 （2）所述的现象，根据观察到的透镜两次成像的位置关系，判 断透镜中心是偏高还是偏低，最后将系统调成同轴等高。
M L
o f
平面镜法
凸透镜焦距测定
2、物距像距法
11 1 uv f
移动屏得到一个清晰的 与物相似的倒立像
凸透镜焦距测定
3、共轭法
L4f
L2 d 2 f
4L
凹透镜焦距测定
物体经凹透镜后被发散成 虚像,因此需用一凸透镜 作辅助透镜可成虚物,再 经凹透镜成实像。测出u， v,代入透镜成像公式即可
求得凹透镜焦距f
实验内容
自准法测量凸透镜焦距
白炽灯光源S
平面发射镜M
品字型物像屏P 待测凸透镜L
品待字测型白凸物炽透像灯镜屏光LP源S
平面发射镜M
实验内容
自组望远镜
1. 标尺 3. 二维架: SZ-07 5. 二维架: SZ-07 7. 二维平移底座：SZ-02
1
23
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱLo
2. 物镜Lo: fo= 225mm 4. 目镜Le: fe= 45mm 6. 二维平移底座：SZ-02
显微镜和望远镜PPT课件(人教版)
得所成的像更加明亮
➢把天文望远镜安置在大气层外，是为 了( 免受大气层的干). 扰，得
到更清楚的天体照片
小 结:你学会了什么?
物镜的作用 目镜的作用 增大视角的方法
➢显微镜 ➢望远镜
使被视察 的物体成 一个倒立 的放大的 实像
使远处的 物体在焦 点附近成 倒立的缩 小的实像
把物镜成 的实像， 再一次放 大成虚像
显微镜结构图
欣赏：奇异的微观世界
课堂练习
➢显微镜镜筒两端各有一组（凸透）镜 ，靠近 眼睛的叫（ 目镜），靠近被视察物体的是 （ 物）镜.
➢用显微镜视察物体时，物镜对物体所成 的像是一个放大的( 实 )像（填“虚”或 “实”），道理就像(投影仪)的镜头成像一样， 目镜的作用则像一个( )放再大次镜对这个像成 放大的( )（填“虚虚像像”或“实像”）.
把物体的像放大
把物镜成的 实像，放大
把物体的像移近
成虚像
把物体的像放大
作业
➢自制望远镜 ➢自制显微镜
嫦娥
科学家们用什么仪器把月亮看清楚呢？
动手做：做一架望远镜
取两个焦距不同的 凸透镜，通过两个透 镜看远处的景物。
再用一个凸透镜和 一个凹透镜做一架望
远镜，试试看。
注意：不准用望远镜直接观看太阳！
伽利略 望远镜
开普勒 望远镜
牛顿望 远镜
动手做：做一架显微镜
• 一块凸透镜能放大物体，能 不能用两个透镜把物体放得 更大呢？
课堂练习
➢望远镜物镜的作用是使远处的物体在焦 点附近成( 实)像（填“虚”或“实”）这 个像是( 缩小的 )（填“放大的”或“缩小 的”），道理就像( 照相机)的镜头成像一样， 目镜的作用则像一个( )放用大来镜把这个像 放大。
➢把天文望远镜安置在大气层外，是为 了( 免受大气层的干). 扰，得
到更清楚的天体照片
小 结:你学会了什么?
物镜的作用 目镜的作用 增大视角的方法
➢显微镜 ➢望远镜
使被视察 的物体成 一个倒立 的放大的 实像
使远处的 物体在焦 点附近成 倒立的缩 小的实像
把物镜成 的实像， 再一次放 大成虚像
显微镜结构图
欣赏：奇异的微观世界
课堂练习
➢显微镜镜筒两端各有一组（凸透）镜 ，靠近 眼睛的叫（ 目镜），靠近被视察物体的是 （ 物）镜.
➢用显微镜视察物体时，物镜对物体所成 的像是一个放大的( 实 )像（填“虚”或 “实”），道理就像(投影仪)的镜头成像一样， 目镜的作用则像一个( )放再大次镜对这个像成 放大的( )（填“虚虚像像”或“实像”）.
把物体的像放大
把物镜成的 实像，放大
把物体的像移近
成虚像
把物体的像放大
作业
➢自制望远镜 ➢自制显微镜
嫦娥
科学家们用什么仪器把月亮看清楚呢？
动手做：做一架望远镜
取两个焦距不同的 凸透镜，通过两个透 镜看远处的景物。
再用一个凸透镜和 一个凹透镜做一架望
远镜，试试看。
注意：不准用望远镜直接观看太阳！
伽利略 望远镜
开普勒 望远镜
牛顿望 远镜
动手做：做一架显微镜
• 一块凸透镜能放大物体，能 不能用两个透镜把物体放得 更大呢？
课堂练习
➢望远镜物镜的作用是使远处的物体在焦 点附近成( 实)像（填“虚”或“实”）这 个像是( 缩小的 )（填“放大的”或“缩小 的”），道理就像( 照相机)的镜头成像一样， 目镜的作用则像一个( )放用大来镜把这个像 放大。
《显微镜和望远镜》精品课件ppt
显微镜用途
显微镜在科学研究和教育领域广泛应用，可用于观察细胞、细菌、微生物等 微小物体，帮助人们了解它们的结构和特性。
望远镜的定义和用途
望远镜定义
望远镜是一种用于观察远处物体的光学仪器。
望远镜用途
望远镜主要用于天文学、气象学、军事侦察等领域，帮助人们观察遥远的星体、 行星、宇宙景象等。
显微镜和望远镜的历史与发展
显微镜的维护与保养
01
02
03
保持清洁
经常使用柔软的干布擦拭 显微镜表面，避免灰尘和 污垢影响观察效果和使用 寿命。
避免碰撞
使用时避免显微镜受到碰 撞或摔落，以免损坏显微 镜的部件或影响其精度和 使用寿命。
正确存放
在不使用时，应将显微镜 放置在干燥、通风、避免 阳光直射的地方，以免影 响其性能和使用寿命。
技术发展
随着材料科学和制造技术的进步，显微镜和望远镜的性能也在不断提升。现代显微镜和望 远镜已经采用了许多先进的技术，如数字成像、自动对焦、防抖等，使得观察更加准确和 方便。
02
显微镜的构造与使用
显微镜的构造
目镜
靠近观察者的一端，通常为透明或半透明 的塑料材质，用于将物镜成像后的图像进 一步放大，以便观察者观察。
文化传承
望远镜可以用于观察文物和历史遗 迹，对文化遗产保护和研究有重要 作用。
显微镜和望远镜在科学研究和教育中的重要性
科学研究
显微镜和望远镜都是科学研究的重要工具，可以深入探究自 然现象和社会问题，推动科技进步和发展。
教育
显微镜和望远镜可以帮助学生更好地理解科学知识，提高他 们的实践能力和科学素养。
03
调节放大倍数
望远镜的放大倍数可以通过目镜组的放大倍数来调节。通过旋转目镜
显微镜在科学研究和教育领域广泛应用，可用于观察细胞、细菌、微生物等 微小物体，帮助人们了解它们的结构和特性。
望远镜的定义和用途
望远镜定义
望远镜是一种用于观察远处物体的光学仪器。
望远镜用途
望远镜主要用于天文学、气象学、军事侦察等领域，帮助人们观察遥远的星体、 行星、宇宙景象等。
显微镜和望远镜的历史与发展
显微镜的维护与保养
01
02
03
保持清洁
经常使用柔软的干布擦拭 显微镜表面，避免灰尘和 污垢影响观察效果和使用 寿命。
避免碰撞
使用时避免显微镜受到碰 撞或摔落，以免损坏显微 镜的部件或影响其精度和 使用寿命。
正确存放
在不使用时，应将显微镜 放置在干燥、通风、避免 阳光直射的地方，以免影 响其性能和使用寿命。
技术发展
随着材料科学和制造技术的进步，显微镜和望远镜的性能也在不断提升。现代显微镜和望 远镜已经采用了许多先进的技术，如数字成像、自动对焦、防抖等，使得观察更加准确和 方便。
02
显微镜的构造与使用
显微镜的构造
目镜
靠近观察者的一端，通常为透明或半透明 的塑料材质，用于将物镜成像后的图像进 一步放大，以便观察者观察。
文化传承
望远镜可以用于观察文物和历史遗 迹，对文化遗产保护和研究有重要 作用。
显微镜和望远镜在科学研究和教育中的重要性
科学研究
显微镜和望远镜都是科学研究的重要工具，可以深入探究自 然现象和社会问题，推动科技进步和发展。
教育
显微镜和望远镜可以帮助学生更好地理解科学知识，提高他 们的实践能力和科学素养。
03
调节放大倍数
望远镜的放大倍数可以通过目镜组的放大倍数来调节。通过旋转目镜
《显微镜和望远镜》精品课件ppt
课外拓展环节
通过安排学科竞赛、兴趣小组等形式，拓展学生的视野 和知识面，培养学生的创新能力和科学素养。
04
教学过程
导入新课
复习旧知
回顾已学知识，如光学基本概念、凸透镜成像等。
情境导入
展示显微镜和望远镜的图片，引导学生思考如何通过光学原理实现微观和宏 观的观测。
实施教学
• 显微镜讲解 • 构造解析：介绍显微镜的各组成部分及其功能。 • 工作原理：阐述显微镜如何通过物镜和目镜的光学系统将物体放大。 • 望远镜讲解 • 构造解析：介绍望远镜的各组成部分及其功能。 • 工作原理：阐述望远镜如何通过物镜和目镜的光学系统将远处的物体放大。 • 对比与联系 • 对比显微镜和望远镜的结构异同。 • 分析两种仪器在观测方式和放大效果上的差异。
教学辅助设备和教具
01
实物模型
展示显微镜和望远镜的实物模型，使学生更加直观地了解其结构和设
计特点。
02
挂图和卡片
使用挂图和卡片等教具，展示显微镜和望远镜的各个部件和系统组成
，帮助学生更好地掌握其知识要点。
03
实验器材
组织学生使用实验器材进行实践操作，培养其实际动手能力和科学探
究精神。
03
教学设计
教学内容难易程度
考虑教学内容的难度是否适中，是否有助于学生 知识的掌握和思维的拓展。
教学方法改进和提高
增加互动环节
通过课堂讨论、小组合作等方式，鼓励学生积极参与，增强学生 的主体意识。
个性化教学
针对不同学生的特点和需求，采用不同的教学方法和策略，以达 到最佳的教学效果。
创新性教学
运用现代信息技术手段，如微课程、翻转课堂等，提高教学方法的 创新性和实效性。
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通过安排学科竞赛、兴趣小组等形式，拓展学生的视野 和知识面，培养学生的创新能力和科学素养。
04
教学过程
导入新课
复习旧知
回顾已学知识，如光学基本概念、凸透镜成像等。
情境导入
展示显微镜和望远镜的图片，引导学生思考如何通过光学原理实现微观和宏 观的观测。
实施教学
• 显微镜讲解 • 构造解析：介绍显微镜的各组成部分及其功能。 • 工作原理：阐述显微镜如何通过物镜和目镜的光学系统将物体放大。 • 望远镜讲解 • 构造解析：介绍望远镜的各组成部分及其功能。 • 工作原理：阐述望远镜如何通过物镜和目镜的光学系统将远处的物体放大。 • 对比与联系 • 对比显微镜和望远镜的结构异同。 • 分析两种仪器在观测方式和放大效果上的差异。
教学辅助设备和教具
01
实物模型
展示显微镜和望远镜的实物模型，使学生更加直观地了解其结构和设
计特点。
02
挂图和卡片
使用挂图和卡片等教具，展示显微镜和望远镜的各个部件和系统组成
，帮助学生更好地掌握其知识要点。
03
实验器材
组织学生使用实验器材进行实践操作，培养其实际动手能力和科学探
究精神。
03
教学设计
教学内容难易程度
考虑教学内容的难度是否适中，是否有助于学生 知识的掌握和思维的拓展。
教学方法改进和提高
增加互动环节
通过课堂讨论、小组合作等方式，鼓励学生积极参与，增强学生 的主体意识。
个性化教学
针对不同学生的特点和需求，采用不同的教学方法和策略，以达 到最佳的教学效果。
创新性教学
运用现代信息技术手段，如微课程、翻转课堂等，提高教学方法的 创新性和实效性。
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《显微镜和望远镜》课件
开普勒望远镜的成像原理
如图所示，由于望远镜所观察的物体极远，即物体到 物镜的距离远大于物镜的2倍焦距，所以被观察的物体 可以在物镜的焦点附近成一个倒立、缩小的实像。这 个实像落在目镜的1倍焦距以内，经过目镜后成正立、 放大的虚像。
第一次：倒立、缩 小、实像
第二次：正立、放 大、虚像
1.被观察的物体通过望远镜，第一次成倒立、缩小的 实像，“倒立”是相对于物体而言的；第二次成正立、 放大的虚像，“正立”是相对于第一次所成的像而言 的，所以人眼通过望远镜看到的是物体倒立的虚像。 2.不要用望远镜直接观察太阳，否则会损伤眼睛，甚 至导致失明。
视角
1.定义：视角是从 物体两端（上、下或左、 右）向人眼所引两条直 线间的夹角，如图所示。
2.我们感觉到的物体的大小取决于被观察物体对 眼睛所成的视角的大小。我们看物体时，物体对眼睛 所成的视角越小，看到的物体就越小，甚至可能看不 清楚物体；物体对眼睛所成的视角越大，看到的物体 就越大，对物体观察得就越清楚。
知识点2 望远镜
望远镜的作用 望远镜是用来观察远处物体的一种光学仪器。
开普勒望远镜的构造 望远镜的种类很多，有一种 望远镜( 比如开普勒望远镜) 是由两组凸透镜组成的，如 图所示。
物镜和目镜的特点及作用如下：
1.物镜：靠近被观测物体的一组凸透镜，焦距较长。 作用：相当于照相机的镜头，远处的物体经物镜在焦 点附近成倒立、缩小的实像。 2.目镜：靠近眼睛的一组凸透镜，焦距较短。 作用：相当于一个放大镜，物体(物镜所成的实像)经 目镜成正立、放大的虚像。
3.视角的大小不仅与物体本身的大小有关，还与 物体到眼睛的距离有关，当物体与眼睛的距离一定时， 物体越大，视角越大；当物体的大小定时，离眼睛越 近，视角越大。
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显微镜和望远镜
显 微 镜 的 构 造
显
微 镜 最
镜 筒 两 端
重
的
要凸
的透
结镜
构
目镜：靠近眼睛的 凸透镜
物镜：靠近被观察 物体的凸透
镜
显微镜中的两个凸透 镜
分别成什么样的像？
显微镜的成像原理
望远镜的结构
望
远 镜 最
镜 筒 两 端
重
的
要凸
的透
结镜
构
目镜：靠近眼睛的 凸透镜
物镜：靠近被观察 物体的凸透镜 Nhomakorabea望远镜成像原理
物体
视角
通过目镜可观察物体的虚 像，视角增大了，好像物 体被移近，从而使我们能 看清远处的物体。
通过望远镜看物体
手术显微镜
扫描电子显微镜
7 、面对人生的磨难，请用你的毅力创造生命的奇迹吧! 7 、一个获得成功的人，从他的同胞那里所取得的，总是无可比拟地超过他对他们所做的贡献。 1 、你可以没有梦想，但不能不知道现在要做什么，你可以长相平凡丢到人群里就被淹没，但不能随波逐流成为没有个性的复制品，你可以被压力逼迫得痛哭一百次，但哭完记得笑一千次给它看 ，你可以习惯为别人付出，但至少别忘了为自己而活，你可以学会假装，但最后不要变成你当初讨厌的那种人。
16 、有希望就会有动力，只要坚持不懈，黑暗过去，迎接的就是无限光明。 8 、每朵花都有盛开的理由。 14 、如果上帝要毁灭一个人必先令其疯狂。可我疯狂了这么久为何上帝还不把我毁掉。 1 、贵在坚持、难在坚持、成在坚持。 17 、人生需要时时提醒，责任需要时时敲打。 19 、一个人的成功除了靠自己的勤奋努力外，谦虚谨慎是不可缺少的品格。自以为是的人永远也找不到成功的门路。 10 、要想壮志凌云，就须脚踏实地。 8 、我们的梦想就在高高的山巅上，如果每天攀登一阶，矢志不渝，梦想终会实现。 9 、要寻找与自己有共同价值观的人，爱自己的人，好好珍惜，好好保护，终了一生。 4 、不要把成功想得太遥远，有时候，它离我们很近，只是由于我们的疏忽而与它失之交臂。 16 、生命的奖赏远在旅途终点，而非起点附近。我不知道要走多少步才能达到目标，踏上第一千步的时候，仍然可能遭到失败。但我不会因此放弃，我会坚持不懈，直至成功! 4 、天底下有享不了的福，没有遭不了的罪，多大的苦你要吃，多大的罪你要受，只要你吃苦受罪，好日子就会来了。 16 、生命的奖赏远在旅途终点，而非起点附近。我不知道要走多少步才能达到目标，踏上第一千步的时候，仍然可能遭到失败。但我不会因此放弃，我会坚持不懈，直至成功! 10 、如果你岁之后，花的钱还是伸手向父母要的，那么你的满身名牌只能衬托出你的无能。 14 、人生就是生活的过程。哪能没有风、没有雨?正是因为有了风雨的洗礼才能看见斑斓的彩虹;有了失败的痛苦才会尝到成功的喜悦。 7 、对生命而言，接纳才是最好的温柔，不论是接纳一个人的出现，还是，接纳一个人的从此不见。
显 微 镜 的 构 造
显
微 镜 最
镜 筒 两 端
重
的
要凸
的透
结镜
构
目镜：靠近眼睛的 凸透镜
物镜：靠近被观察 物体的凸透
镜
显微镜中的两个凸透 镜
分别成什么样的像？
显微镜的成像原理
望远镜的结构
望
远 镜 最
镜 筒 两 端
重
的
要凸
的透
结镜
构
目镜：靠近眼睛的 凸透镜
物镜：靠近被观察 物体的凸透镜 Nhomakorabea望远镜成像原理
物体
视角
通过目镜可观察物体的虚 像，视角增大了，好像物 体被移近，从而使我们能 看清远处的物体。
通过望远镜看物体
手术显微镜
扫描电子显微镜
7 、面对人生的磨难，请用你的毅力创造生命的奇迹吧! 7 、一个获得成功的人，从他的同胞那里所取得的，总是无可比拟地超过他对他们所做的贡献。 1 、你可以没有梦想，但不能不知道现在要做什么，你可以长相平凡丢到人群里就被淹没，但不能随波逐流成为没有个性的复制品，你可以被压力逼迫得痛哭一百次，但哭完记得笑一千次给它看 ，你可以习惯为别人付出，但至少别忘了为自己而活，你可以学会假装，但最后不要变成你当初讨厌的那种人。
16 、有希望就会有动力，只要坚持不懈，黑暗过去，迎接的就是无限光明。 8 、每朵花都有盛开的理由。 14 、如果上帝要毁灭一个人必先令其疯狂。可我疯狂了这么久为何上帝还不把我毁掉。 1 、贵在坚持、难在坚持、成在坚持。 17 、人生需要时时提醒，责任需要时时敲打。 19 、一个人的成功除了靠自己的勤奋努力外，谦虚谨慎是不可缺少的品格。自以为是的人永远也找不到成功的门路。 10 、要想壮志凌云，就须脚踏实地。 8 、我们的梦想就在高高的山巅上，如果每天攀登一阶，矢志不渝，梦想终会实现。 9 、要寻找与自己有共同价值观的人，爱自己的人，好好珍惜，好好保护，终了一生。 4 、不要把成功想得太遥远，有时候，它离我们很近，只是由于我们的疏忽而与它失之交臂。 16 、生命的奖赏远在旅途终点，而非起点附近。我不知道要走多少步才能达到目标，踏上第一千步的时候，仍然可能遭到失败。但我不会因此放弃，我会坚持不懈，直至成功! 4 、天底下有享不了的福，没有遭不了的罪，多大的苦你要吃，多大的罪你要受，只要你吃苦受罪，好日子就会来了。 16 、生命的奖赏远在旅途终点，而非起点附近。我不知道要走多少步才能达到目标，踏上第一千步的时候，仍然可能遭到失败。但我不会因此放弃，我会坚持不懈，直至成功! 10 、如果你岁之后，花的钱还是伸手向父母要的，那么你的满身名牌只能衬托出你的无能。 14 、人生就是生活的过程。哪能没有风、没有雨?正是因为有了风雨的洗礼才能看见斑斓的彩虹;有了失败的痛苦才会尝到成功的喜悦。 7 、对生命而言，接纳才是最好的温柔，不论是接纳一个人的出现，还是，接纳一个人的从此不见。
《显微镜与望远镜》课件
扫描隧道显微镜具有原子级的 高分辨率，常用于表面科学和 纳米技术领域的研究。
03
望远镜的发明与历史
望远镜的发明
望远镜的发明者
望远镜的发明可以追溯到17世纪初，由荷兰眼镜商汉斯·利伯 于1608年制造出了第一架望远镜。
望远镜的发明过程
汉斯·利伯在制作眼镜的过程中，将两个透镜放在筒内，通过 调节透镜之间的距离，可以清晰地看到远处的物体。这一发 明引起了轰动，并被广泛用于航海、军事等领域。
05
显微镜与望远镜的比较与未来发 展
显微镜与望远镜的比较
观察对象
显微镜主要观察微观世界，如细 胞、微生物等；望远镜则用于观
察遥远的天体和星系。
放大倍数
显微镜的放大倍数通常较高，可 以观察到非常微小的细节；望远 镜的放大倍数相对较低，但能够
观察到更广阔的天体。
应用领域
显微镜在生物学、医学和科学实 验等领域广泛应用；望远镜则在 天文学、宇宙学等领域发挥重要
作用。
显微镜与望远镜的未来发展
技术创新
随着科技的不断进步，显微镜和望远镜将进一步发展，提高分辨 率和观察能力。
多学科交叉
显微镜和望远镜的应用领域将更加广泛，与其他学科的交叉将更加 密切，推动多学科的融合发展。
人类探索的延伸
随着技术的进步，显微镜和望远镜将成为人类探索微观世界和宇宙 的重要工具，进一步拓展人类的认知边界。
望远镜的发展历程
早期望远镜
早期的望远镜采用金属材料制作，结构简单，但重量较大。随着玻璃技术的发 展，人们开始使用玻璃材料制造望远镜，使得其重量和体积大大减小。
现代望远镜
现代望远镜采用了更加先进的技术和材料，如反射式望远镜、干涉仪等，使得 其观测精度和分辨率大大提高。同时，现代望远镜还具有自动化、计算机控制 等功能，使得观测更加方便快捷。
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适用于大相对孔径望远 物镜，其相对孔径可 达1：2
常用折射式望远物镜的结构和光学特性
• 摄远物镜
• 系统的总长度小于物镜的焦距，可缩短仪器的外形 尺寸
• 能增加视场 • 相对孔径较小
反射式望远物镜
大口径望远镜均采用反射式物镜。
• 优点：
• 完全没有色差 • 可以在紫外到红外很大波长范围内工作 • 反射镜的材料比透镜的材料容易制造，特别对大
9-2 望远镜的物镜
物镜的光学特性：焦距、相对孔径和视场
• 焦距
f物' f物 ' f目' f目'
• 相对孔径
D D'
• 视场
tan' tan
D D' tan tan'
常用望远镜物镜的种类
• 折射式望远物镜
两片镜组、三片镜组、摄远物镜等
• 反射式望远物镜
牛顿系统、格里高里系统、卡塞格林系统等
出曈直径 – D’
和出曈直径直接相关的是仪器的主观量度
仪器的出曈直径应该不小于人眼的瞳孔直径。
出曈直径还间接与仪器的衍射分辨率有关
140''
D
D
D'
D
D'
e
D 2.3
仪器使用条件对出曈直径有要求。
出曈距离 – lz’ 一般的仪器出曈距离不小于6mm 军用仪器出曈距离不小于20mm 武器上的瞄准镜，出曈距离可达数十毫米。
• 系统采用几个透镜组，成像关系，各光学零件的大 体位置
• 相对出曈距离 目镜的出曈距离和目镜焦距之比。
lz ' lF ' 1 f目' f目'
目镜的相对出曈距离直接影响仪器的外形尺寸。 目镜的相对出曈距离影响目镜的结构。 一般目镜的相对出曈距离为0.5~0.8。
• 工作距离 目镜第一面顶点到物方焦平面的距离。
x SD f目'2 1000
对于有分划板的望远镜，为了保证在调负视度时 目镜的第一面不至于与分划板相碰，要求目镜的 工作距离大于目镜的视度调节所需要的最大轴向 移动量。
成倒像 系统长度短 视场可扩大
Hubble Space Telescope
Hubble Space Telescope
Hubble Space Telescope
9-3 望远镜的目镜
目镜的光学特性：像方视场角、相对出曈 距离和工作距离
• 像方视场角
tan' tan
tan' tan
目前，提高望远镜的视觉放大率和视场主要是 受到目镜视场的限制。一般目镜的视场为 40o~50o。
望远目镜
• 目镜的球差与轴向色差一般比较小 • 目镜主要校正与视场有关的像差：
慧差、像散、场曲、畸变和垂轴色差
• 对于目镜的光阑球差有一定的要求
光阑球差就是孔径光阑经过其后方的光学系统 成像时的球差
常用望远目镜的型式和光学特性
惠更斯目镜
• 视场角2’=40o~50o
• 相对出曈距lz’/f ’=1/4 • 焦距不小于15mm • 天文望远镜常采用惠
视放大率 --
➢视放大率与其他因素之间的关系
• 与仪器体积、重量的关系
f物' f目'
• 与视场2的关系
D D'
tan' tan
• 仪器的使用条件
视放大率 --
➢视放大率与其他因素之间的关系
• 望远镜的有效放大率
一定的物镜口径条件下，仪器的衍射分辨率已定， 无限度地提高视觉放大率也是无意义的。
第九章
望远镜和显微镜
主要研究内容
技术要求
初步设计
光学系统原理图
像差设计
优化系统的结构参数
光学系统设计的流程图
9-1 望远镜的光学性能和技术条件
光学性能
• 视放大率 -- • 视场角 -- 2
• 出曈直径 – D’ • 出曈距离 – lz’
技术条件
• 分辨率 -- • 视差角 --
口径零件
• 缺点
• 加工精度要求高
常用反射式望远物镜的结构和光学特性
• 牛顿系统
一个抛物面和一块与光 轴成45o的平面反射镜 构成
常用反射式望远物镜的结构和光学特性
• ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ里高里系统
一个抛物面主镜和一个椭球面副镜构成 成正像；系统较长
常用反射式望远物镜的结构和光学特性
• 卡塞格林系统
一个抛物面主镜和一个 双曲面副镜构成
更斯目镜
常用望远目镜的型式和光学特性
冉斯登目镜 • 场镜向接目镜移近，使
物镜的像平面移出目镜， 可以设置分划板
• 视场角2’=30o~40o
• 相对出曈距lz’/f ’=1/3 • 大地测量仪器常采用冉
斯登目镜，一般用作测 量和读数。
常用望远目镜的型式和光学特性
凯涅尔目镜 • 由场镜和双胶合接目
60'' 140'' D
e
D 2.3
符合上述关系的视放大率称为望远镜的有效放大率。
视场角 -- 2
视场角与视放大率必须同时考虑
➢对于一定视场角的目镜，望远镜的视场与视 放大率成反比。
tan' tan
➢常用目镜的视场角2’约为40o~70o。
➢对于双眼仪器，要考虑两目镜之间的最小瞳 孔间隔。
• 折反射式望远物镜
施米特物镜、马克苏托夫物镜、同心系统等
常用折射式望远物镜的结构和光学特性
• 双胶物镜
• 视场：一般不超过8o ~ 10o • 相对孔径：与焦距有关。
一般最大口径不超过 100mm。 • 优点：结构简单，安装方 便，光能损失小。
常用折射式望远物镜的结构和光学特性
• 双单和单双物镜
其他要求
• 军用 -- 外形、体积和重量 • 双眼仪器 – 光轴平行性、相对像倾斜
视放大率 --
➢视放大率的初步确定 – 仪器的精度
• 观察仪器 – 仪器的分辨角
60''
• 瞄准仪器 – 瞄准误差（与瞄准方式有关）
压线瞄准
对线、双线、叉线瞄准
60''
10''
• 测距仪器 – 测距误差
镜组成，像质优于冉 斯登目镜。
• 视场角2’=45o~50o
• 相对出曈距lz’/f ’=1/2
常用望远目镜的型式和光学特性
无畸变目镜 • 无畸变目镜并非完全校
正了畸变，只是畸变小
些，如在40o视场时的 相对畸变为3%~4% • 视场角2’=48o
• 相对出曈距lz’/f ’=3/4 • 适用于测量仪器
常用望远目镜的型式和光学特性
长出曈距目镜
• 视场角2’=40o
• 相对出曈距 lz’/f ’=1.37
• 适用于军用仪器
除此之外，还有对称目镜，广角目镜，
超广角目镜等。目镜的型式较多，设计 时，在满足光学特性要求时，要兼顾成 像质量和结构的简单化。
9-4 望远镜的外形尺寸计算
• 根据光学特性和外形、体积等要求，拟定光学 系统的结构原理图。
常用折射式望远物镜的结构和光学特性
• 摄远物镜
• 系统的总长度小于物镜的焦距，可缩短仪器的外形 尺寸
• 能增加视场 • 相对孔径较小
反射式望远物镜
大口径望远镜均采用反射式物镜。
• 优点：
• 完全没有色差 • 可以在紫外到红外很大波长范围内工作 • 反射镜的材料比透镜的材料容易制造，特别对大
9-2 望远镜的物镜
物镜的光学特性：焦距、相对孔径和视场
• 焦距
f物' f物 ' f目' f目'
• 相对孔径
D D'
• 视场
tan' tan
D D' tan tan'
常用望远镜物镜的种类
• 折射式望远物镜
两片镜组、三片镜组、摄远物镜等
• 反射式望远物镜
牛顿系统、格里高里系统、卡塞格林系统等
出曈直径 – D’
和出曈直径直接相关的是仪器的主观量度
仪器的出曈直径应该不小于人眼的瞳孔直径。
出曈直径还间接与仪器的衍射分辨率有关
140''
D
D
D'
D
D'
e
D 2.3
仪器使用条件对出曈直径有要求。
出曈距离 – lz’ 一般的仪器出曈距离不小于6mm 军用仪器出曈距离不小于20mm 武器上的瞄准镜，出曈距离可达数十毫米。
• 系统采用几个透镜组，成像关系，各光学零件的大 体位置
• 相对出曈距离 目镜的出曈距离和目镜焦距之比。
lz ' lF ' 1 f目' f目'
目镜的相对出曈距离直接影响仪器的外形尺寸。 目镜的相对出曈距离影响目镜的结构。 一般目镜的相对出曈距离为0.5~0.8。
• 工作距离 目镜第一面顶点到物方焦平面的距离。
x SD f目'2 1000
对于有分划板的望远镜，为了保证在调负视度时 目镜的第一面不至于与分划板相碰，要求目镜的 工作距离大于目镜的视度调节所需要的最大轴向 移动量。
成倒像 系统长度短 视场可扩大
Hubble Space Telescope
Hubble Space Telescope
Hubble Space Telescope
9-3 望远镜的目镜
目镜的光学特性：像方视场角、相对出曈 距离和工作距离
• 像方视场角
tan' tan
tan' tan
目前，提高望远镜的视觉放大率和视场主要是 受到目镜视场的限制。一般目镜的视场为 40o~50o。
望远目镜
• 目镜的球差与轴向色差一般比较小 • 目镜主要校正与视场有关的像差：
慧差、像散、场曲、畸变和垂轴色差
• 对于目镜的光阑球差有一定的要求
光阑球差就是孔径光阑经过其后方的光学系统 成像时的球差
常用望远目镜的型式和光学特性
惠更斯目镜
• 视场角2’=40o~50o
• 相对出曈距lz’/f ’=1/4 • 焦距不小于15mm • 天文望远镜常采用惠
视放大率 --
➢视放大率与其他因素之间的关系
• 与仪器体积、重量的关系
f物' f目'
• 与视场2的关系
D D'
tan' tan
• 仪器的使用条件
视放大率 --
➢视放大率与其他因素之间的关系
• 望远镜的有效放大率
一定的物镜口径条件下，仪器的衍射分辨率已定， 无限度地提高视觉放大率也是无意义的。
第九章
望远镜和显微镜
主要研究内容
技术要求
初步设计
光学系统原理图
像差设计
优化系统的结构参数
光学系统设计的流程图
9-1 望远镜的光学性能和技术条件
光学性能
• 视放大率 -- • 视场角 -- 2
• 出曈直径 – D’ • 出曈距离 – lz’
技术条件
• 分辨率 -- • 视差角 --
口径零件
• 缺点
• 加工精度要求高
常用反射式望远物镜的结构和光学特性
• 牛顿系统
一个抛物面和一块与光 轴成45o的平面反射镜 构成
常用反射式望远物镜的结构和光学特性
• ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ里高里系统
一个抛物面主镜和一个椭球面副镜构成 成正像；系统较长
常用反射式望远物镜的结构和光学特性
• 卡塞格林系统
一个抛物面主镜和一个 双曲面副镜构成
更斯目镜
常用望远目镜的型式和光学特性
冉斯登目镜 • 场镜向接目镜移近，使
物镜的像平面移出目镜， 可以设置分划板
• 视场角2’=30o~40o
• 相对出曈距lz’/f ’=1/3 • 大地测量仪器常采用冉
斯登目镜，一般用作测 量和读数。
常用望远目镜的型式和光学特性
凯涅尔目镜 • 由场镜和双胶合接目
60'' 140'' D
e
D 2.3
符合上述关系的视放大率称为望远镜的有效放大率。
视场角 -- 2
视场角与视放大率必须同时考虑
➢对于一定视场角的目镜，望远镜的视场与视 放大率成反比。
tan' tan
➢常用目镜的视场角2’约为40o~70o。
➢对于双眼仪器，要考虑两目镜之间的最小瞳 孔间隔。
• 折反射式望远物镜
施米特物镜、马克苏托夫物镜、同心系统等
常用折射式望远物镜的结构和光学特性
• 双胶物镜
• 视场：一般不超过8o ~ 10o • 相对孔径：与焦距有关。
一般最大口径不超过 100mm。 • 优点：结构简单，安装方 便，光能损失小。
常用折射式望远物镜的结构和光学特性
• 双单和单双物镜
其他要求
• 军用 -- 外形、体积和重量 • 双眼仪器 – 光轴平行性、相对像倾斜
视放大率 --
➢视放大率的初步确定 – 仪器的精度
• 观察仪器 – 仪器的分辨角
60''
• 瞄准仪器 – 瞄准误差（与瞄准方式有关）
压线瞄准
对线、双线、叉线瞄准
60''
10''
• 测距仪器 – 测距误差
镜组成，像质优于冉 斯登目镜。
• 视场角2’=45o~50o
• 相对出曈距lz’/f ’=1/2
常用望远目镜的型式和光学特性
无畸变目镜 • 无畸变目镜并非完全校
正了畸变，只是畸变小
些，如在40o视场时的 相对畸变为3%~4% • 视场角2’=48o
• 相对出曈距lz’/f ’=3/4 • 适用于测量仪器
常用望远目镜的型式和光学特性
长出曈距目镜
• 视场角2’=40o
• 相对出曈距 lz’/f ’=1.37
• 适用于军用仪器
除此之外，还有对称目镜，广角目镜，
超广角目镜等。目镜的型式较多，设计 时，在满足光学特性要求时，要兼顾成 像质量和结构的简单化。
9-4 望远镜的外形尺寸计算
• 根据光学特性和外形、体积等要求，拟定光学 系统的结构原理图。