读数显微镜及其使用
三大测量仪器操作详解
三大测量仪器操作详解▲水准仪及其使用方法高程测量是测绘地形图的基本工作之一，另外大量的工程、建筑施工也必须量测地面高程，利用水准仪进行水准测量是精密测量高程的主要方法。
一、水准仪器组合：1.望远镜2.调整手轮3.圆水准器4.微调手轮5.水平制动手轮6.管水准器7.水平微调手轮8.脚架二、操作要点：在未知两点间，摆开三脚架，从仪器箱取出水准仪安放在三脚架上，利用三个机座螺丝调平，使圆气泡居中，跟着调平管水准器。
水平制动手轮是调平的，在水平镜内通过三角棱镜反射，水平重合，就是平水。
将望远镜对准未知点（1）上的塔尺，再次调平管水平器重合，读出塔尺的读数（后视），把望远镜旋转到未知点（2）的塔尺，调整管水平器，读出塔尺的读数（前视），记到记录本上。
点击>>工程资料免费下载计算公式：两点高差=后视－前视。
三、校正方法：将仪器摆在两固定点中间，标出两点的水平线，称为a、b线，移动仪器到固定点一端，标出两点的水平线，称为a’、b ’。
计算如果a－b≠a’－b’时，将望远镜横丝对准偏差一半的数值。
用校针将水准仪的上下螺钉调整，使管水平泡吻合为止。
重复以上做法，直到相等为止。
四、水准仪的使用方法水准仪的使用包括：水准仪的安置、粗平、瞄准、精平、读数五个步骤。
1.安置安置是将仪器安装在可以伸缩的三脚架上并置于两观测点之间。
首先打开三脚架并使高度适中，用目估法使架头大致水平并检查脚架是否牢固，然后打开仪器箱，用连接螺旋将水准仪器连接在三脚架上。
2.粗平粗平是使仪器的视线粗略水平，利用脚螺旋置园水准气泡居于园指标圈之中。
具体方法用仪器练习。
在整平过程中，气泡移动的方向与大姆指运动的方向一致。
3.瞄准瞄准是用望远镜准确地瞄准目标。
首先是把望远镜对向远处明亮的背景，转动目镜调焦螺旋，使十字丝最清晰。
再松开固定螺旋，旋转望远镜，使照门和准星的连接对准水准尺，拧紧固定螺旋。
最后转动物镜对光螺旋，使水准尺的清晰地落在十字丝平面上，再转动微动螺旋，使水准尺的像靠于十字竖丝的一侧。
读数显微镜的读数原理
读数显微镜的读数原理
在读数显微镜中，还有一个旋转调焦环的存在，用于改变物镜与目镜
之间的距离，以调节显微镜的放大倍数。
放大倍数是通过物镜和目镜的焦
距来计算的，由此可以改变观察者能够看到的图像的大小。
当样本置于物镜下方时，光线从底部的光源中穿过样本，并经过物镜
的透镜。
物镜的透镜是一个凸透镜，它会使透过它的光线聚焦在样本上方
的实际或虚拟物像中。
焦点的位置取决于物镜的曲率和折射率，以及光线
的入射角度和波长。
目镜的透镜位于物镜下方，使得通过物镜的聚焦光线可以再次聚焦到
观察者的视网膜上，形成一个放大的图像。
目镜的透镜通常是一个凸凹透镜，以便产生一个虚拟放大的图像，并使观察者能够更容易地观察到细节。
为了增强图像的清晰度和对比度，可以在显微镜中使用各种技术和附件。
例如，使用染色剂可以使细胞和组织更容易区分。
使用偏光器可以帮
助观察晶体样本中的双折射效应。
使用相差干涉装置可以提高透明样本的
对比度。
读数显微镜检定过程中的常见问题与注意事项
读数显微镜检定过程中的常见问题与注意事项作者：冀红来源：《魅力中国》2016年第19期摘要：读数显微镜是常用的一种光学计量仪器。
它广泛应用在科研、生产以及教学中。
读数显微镜结构简单、操作方便，可以应用于位移的精密测量或微小物体长度测量，如可测定光栅常数、刻线宽度等，同时还可作为观察显微镜，对物体进行低倍放大后观察分析。
本文介绍了读数显微镜的检定方法，本人通过多年的工作经验总结了读数显微镜检定过程的常见问题以及处理方法，并在此基础上提出了读数显微镜检定过程的注意事项，以便于更好地为企业服务，使得计量数据更加准确、可信。
关键词：读数显微镜检定问题经验1、概述读数显微镜属于光学机械式计量仪器，主要作为几何量计量仪器中的瞄准定位读数装置，也可单独用于刻线宽度、间距等长度量的测量；测量显微镜、小型、大型和万能显微镜都属于工具显微镜类光学计量仪器，主要用于测量精密机械零件的长度、角度、锥度、形状和螺纹参数等。
2、读数显微镜检定方法依据JJG 571-2004 《读数、测量显微镜检定规程》和JJG 56—2000 《工具显微镜检定规程，把标准刻线尺放置在硬度计（或显微镜）的工作台上，检查时先调好焦距，使在目镜视野内或投影屏上能清晰地看到标准刻线尺的刻线，并调整到与目镜内的刻线重合，然后将读数显微镜的刻线与标准刻线尺的刻线进行比较，应至少在整个测量范围的5个间隔段进行测量，各间隔段比较，3次！取3次比较结果的平均值，其相对误差，按下式进行计算：式中：--相对误差（%）；--读数显微镜的比较段所测出的长度（mm）；--标准刻线尺的比较段的实际长度（mm）。
3、读数显微镜检定过程中的常见问题3.1 示值误差超差JG 571-2004《读数显微镜检定规程》规定，当分度值大于0.001mm 的仪器，其示值误差应小于等于分度值；即当分度值为 0.01mm，则示值误差小于等于10μm。
3.1.1 读数显微镜零位不当导致的示值误差超差当十字刻线的竖线对准毫米刻度尺的零刻线时，测微鼓轮的零位没有对准指标线，偏移量超过1/5个分度。
大学物理实验：长度测量
长度测量长度是一个基本物理量，许多其他的物理量也常常化为长度量进行测量；如用温度计测量温度就是确定水银柱面在温度标尺上的位置；测量电流或电压就是确定指针在电流表或电压表标尺上的位置等。
因此，长度测量是一切测量的基础。
物理实验中常用的测量长度的仪器有：米尺、游标卡尺、螺旋测微器（千分尺）、读数显微镜等。
通常用量程和分度值表征这些仪器的规格。
量程表示仪器的测量范围；分度值表示仪器所能准确读到的最小数值。
分度值的大小反映了仪器的精密程度。
一般来说，分度值越小，仪器越精密。
【实验目的】1. 掌握游标卡尺、螺旋测微器、读数显微镜的测量原理和使用方法；2. 学习正确读取和记录测量数据；3. 掌握数据处理中有效数字的运算法则及表示测量结果的方法；4.熟悉直接和间接测量中的不确定度的计算.【实验仪器】不锈钢直尺，游标卡尺，螺旋测微器，读数显微镜，铁环、细金属丝、钢珠【实验原理】一、游标卡尺用普通的米尺或直尺测量长度，只能准确地读到毫米位。
毫米以下的1位要凭视力估计，实验中要使读数准确到0.1mm或更小时，一般采用游标卡尺和螺旋测微计。
1．游标卡尺的结构游标卡尺又叫游标尺或卡尺，它是为了使米尺测量的更准确一些，在米尺上附加了一段能够滑动的有刻度的小尺，叫做游标。
利用它可将米尺估读的那位数值准确地读出来。
因此，它是一种常用的比米尺精密的测长仪器。
利用游标卡尺可以用来测量物体的长度、孔深及内外直径等。
游标上分度格数主尺上最小分度值==-=y m x y x 1δ游标卡尺的外形如图4-1-1所示。
它主要由两部分构成：与量爪AA ’相连的主尺D ；与量爪BB ’及深度尺C 相连的游标E 。
游标E 可紧贴着主尺D 滑动。
量爪A 、B 用来测量厚度和外径，量爪A ’、B ’用来测量内径，深度尺C 用来测量槽的深度，他们的读数值都是由游标的0线于主尺的0线之间的距离表示出来。
2．游标卡尺的测量原理游标卡尺在构造上的主要特点是：游标刻度尺上m 个分格的总长度和主刻度尺上的(m －1)个分格的总长度相等。
拉伸法测弹性模量实验报告
2.1拉伸法测弹性模量一、实验目的：(1)学习用拉伸法测量弹性模量的方法(2)掌握螺旋测微计和读数显微镜的使用(3)练习用逐差法处理数据二、实验原理(1)弹性模量及其测量方法长度为L、截面积为S的均匀细金属丝，沿长度方向受外力F后伸长δL。
单位横截面积上的垂直作用力F/S称为正应力，金属丝的相对伸长δL/L称作线应变。
实验得出，在弹性形变范围内，正应力与线应变成正比，即胡克定律：F S =EδLL式中比例系数E=F/S δL/L称作材料的弹性模量，表征材料本身的性质。
弹性模量越大的材料，要使它发生一定的相对型变所需的单位横截面积上的作用力也越大。
E的单位是Pa。
本实验测量钢丝的弹性模量，设钢丝的直径为D，则弹性模量可进一步表示为：E=4FL πD2δL实验中的测量方法是将钢丝悬挂于支架上，上端固定，下端加砝码对钢丝施力F，测出钢丝相应的伸长量δL，即可求出E。
钢丝长度L用钢尺测量，钢丝直径用螺旋测微计测量，力F由砝码的重力F=mg求出。
δL一般很小，约0.1mm量级，本实验用读数显微镜测量（也可用光杠杆等其它方法测量）。
通过多次测量并用逐差法处理数据达到减少随机误差的目的。
(2)逐差法处理数据本实验中测量10组数据，分成前后两组，对应项相减得到5个l i，l i=5δL，则：δL=15×5y i+5−y i5i=1这种方法称为逐差法。
其优点是充分利用了所测数据，可以减少测量的随机误差，也可以减少测量仪器带来的误差。
三、实验仪器支架：用以悬挂被测钢丝；读数显微镜：用以较准确的测量微小位移。
由物镜和测微目镜构成。
测微目镜鼓轮上有100分格，鼓轮转动一圈，叉丝移动1mm。
故分度值为0.01mm；底座：用以调节钢丝铅直；钢尺、螺旋测微计：测量钢丝的长度和直径。
四、实验步骤(1)调整钢丝竖直：钢丝下夹具上应先挂砝码钩，用以拉直钢丝。
调节底座螺钉使夹具不与周围支架碰蹭。
(2)调节读数显微镜：粗调显微镜高度，使之与钢丝下夹具的标记线同高，再细调读数显微镜。
实验报告显微镜
实验结果：
测量生物显微镜放大率
显微镜放大率为：
利用生物显微镜测量微小长度
光栅长度为
空间频率为
用读数显微镜测量物体长度，计算光栅空间频率
光栅长度为
读数显微镜测得的数字不是太吻合观察数据发现主要是第一组只数了25条光栅的数据同另两组偏差较大主要原因是数的条数较少造成了结果的不准确
实验名称：显微镜
目的要求：
1．了解显微镜的原理。
2．掌握使用显微镜测量微小长度的方法和规范。
仪器用具：
1．读数显微镜（物镜3X，目镜10X，主尺刻度1mm，副尺0.01mm）。
用读数显微镜测量物体长度，计算光栅空间频率
1．调整被测光栅和/或显微镜，使光栅增长方向同读数增长方向相同。
2．数出n条光栅的起始点，和终止点的读数y1，y2。
3．这样实际的每条光栅长度为，光栅的空间单位：(mm)
利用生物显微镜测量微小长度
单位：(mm)
用读数显微镜测量物体长度，计算光栅空间频率
2．生物显微镜
3．照明设备
4．测微尺（刻度0.100mm）
5．测微目镜（主刻度1mm，副刻度0.01mm）
6．光栅（待测）
实验原理：
显微镜及其放大率
显微镜的放大率可以通过计算。
其中，x1-x2，是被测物体的长度，y1-y2是测得最终成像的长度。
利用放大率的公式，已知放大率β时，在测得成像的长度后，可以计算原物体的长度。
实验内容：
测量生物显微镜的放大率
1．测得测微尺上两点的位置，x1，x2。
2．用测微目镜，测出两点位置相应的读数，y1，y2。
3．放大率
利用生物显微镜测量微小长度
1．调整光栅，使光栅增长方向同测微目镜刻度增长方向同向。
光的等厚干涉牛顿环实验报告
一、实验目的1. 观察牛顿环现象及其特点，加深对等厚干涉现象的认识和理解。
2. 学习利用牛顿环实验装置测量平凸透镜的曲率半径。
3. 掌握读数显微镜的使用方法。
二、实验原理牛顿环实验是研究等厚干涉现象的经典实验。
实验装置由一块曲率半径很大的平凸透镜和一块光学平板玻璃组成。
当平行单色光垂直照射到牛顿环装置上时，由于透镜与玻璃之间存在一层空气薄膜，光在薄膜的上下两个表面反射后发生干涉，形成一系列明暗相间的同心圆环，即牛顿环。
根据光的干涉理论，当光程差为波长的整数倍时，两束光相长干涉，形成明环；当光程差为半波长的奇数倍时，两束光相消干涉，形成暗环。
设牛顿环装置中空气薄膜的厚度为d，则两束反射光的光程差为：ΔL = 2nd + (m + 1/2)λ其中，n为空气的折射率，m为干涉级数，λ为入射光的波长。
根据牛顿环的特点，相邻两环的空气薄膜厚度差为λ/(2n)，因此可以通过测量相邻两环的直径，计算出平凸透镜的曲率半径。
三、实验仪器与器材1. 牛顿环实验装置2. 平行光光源3. 读数显微镜4. 记录本和铅笔四、实验步骤1. 将牛顿环实验装置放置在实验台上，确保装置稳定。
2. 打开平行光光源，调整光束方向，使其垂直照射到牛顿环装置上。
3. 将读数显微镜调至合适位置，调整显微镜的焦距，使牛顿环清晰可见。
4. 观察牛顿环现象，记录下观察到的明暗相间的同心圆环。
5. 使用读数显微镜测量相邻两环的直径，记录数据。
6. 根据公式ΔL = 2nd + (m + 1/2)λ，计算出平凸透镜的曲率半径。
五、实验数据与结果1. 观察到的牛顿环现象：在牛顿环装置上观察到明暗相间的同心圆环，其中暗环较为明显。
2. 测量数据：- 第1环直径：d1 = 2.5 mm- 第2环直径：d2 = 5.0 mm- 第3环直径：d3 = 7.5 mm- 第4环直径：d4 = 10.0 mm- 第5环直径：d5 = 12.5 mm3. 计算平凸透镜的曲率半径：- 第1环：R1 = (d1^2 - d2^2) / (2λn) = (2.5^2 - 5.0^2) /(2×600×1.00) ≈ -1.96×10^-3 m- 第2环：R2 = (d2^2 - d3^2) / (2λn) = (5.0^2 - 7.5^2) /(2×600×1.00) ≈ -2.25×10^-3 m- 第3环：R3 = (d3^2 - d4^2) / (2λn) = (7.5^2 - 10.0^2) /(2×600×1.00) ≈ -2.55×10^-3 m- 第4环：R4 = (d4^2 - d5^2) / (2λn) = (10.0^2 - 12.5^2) /(2×600×1.00) ≈ -2.84×10^-3 m六、实验分析与讨论1. 牛顿环现象的观察结果符合理论预期，明暗相间的同心圆环清晰可见。
牛顿环物理实验报告
一、实验目的1. 观察光的等厚干涉现象，了解干涉条纹的特点。
2. 学习利用干涉现象测量透镜的曲率半径。
3. 理解牛顿环的成因及其在光学测量中的应用。
二、实验原理牛顿环是一种典型的等厚干涉现象。
当一束单色光垂直照射到平凸透镜与平板之间形成的空气薄层时，光在空气薄层上下表面反射后发生干涉，形成一系列明暗相间的同心圆环，称为牛顿环。
根据干涉原理，当两束光的光程差为波长的整数倍时，发生相长干涉，形成明环；当光程差为半波长的奇数倍时，发生相消干涉，形成暗环。
设空气薄层厚度为d，入射光的波长为λ，则对于第k级明环和暗环，有：- 明环：2d = kλ- 暗环：2d = (k + 1/2)λ通过测量牛顿环的直径，可以计算出透镜的曲率半径。
设第k级明环的直径为D，则曲率半径R与D的关系为：R = (kλ)² / D三、实验仪器1. 牛顿环仪2. 平面玻璃板3. 凸透镜4. 钠光灯5. 读数显微镜6. 秒表四、实验步骤1. 将牛顿环仪调整至水平状态，并将平面玻璃板放置在仪器的支架上。
2. 将凸透镜放置在玻璃板上，使其凸面与玻璃板接触。
3. 打开钠光灯，调整其高度，使光线垂直照射到牛顿环仪上。
4. 使用读数显微镜观察牛顿环，记录下第k级明环和暗环的直径D。
5. 重复步骤4，记录多组数据。
五、数据处理1. 根据实验数据，计算第k级明环和暗环的厚度d。
2. 利用公式R = (kλ)² / D，计算透镜的曲率半径R。
3. 求出所有数据的平均值，作为最终结果。
六、实验结果与分析通过实验，我们观察到了牛顿环的等厚干涉现象，并成功测量了透镜的曲率半径。
实验结果表明，牛顿环的直径与透镜的曲率半径之间存在一定的关系，验证了实验原理的正确性。
七、实验结论1. 牛顿环实验是一种简单易行的光学干涉实验，可以用于观察光的等厚干涉现象。
2. 利用牛顿环可以测量透镜的曲率半径，具有很高的精度。
3. 牛顿环实验在光学测量和光学仪器制造等领域具有广泛的应用。
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实验名称 读数显微镜及其使用
组号
【实验目的】
1、 熟悉读数显微镜的基本结构；
2、 学习使用读数显微镜来测量微小长度或距离。
【实验内容和要求】
1、 利用读数显微镜观测小钢珠的直径；
2、 利用读数显微镜观察牛顿环并测量牛顿环的直径；
3、 利用薄玻璃片和钢丝构成劈尖，观察劈尖等厚干涉条纹，测量钢丝的直径，并与螺旋测微计的测量结果比较。
【实验提示】
钠光灯光源波长为λ＝589.3nm ；各实验原理图如下所示：
λ
)(22n m r r R n m −−=，R 为透镜曲率半径，r m 和r n 分别为第m 和第n 级暗环半径； 2
λ⋅Δ=x l t ，l 为劈形膜尖端到薄片端面的距离，t 为薄片的厚度，x Δ为相邻暗条纹的间距。
由于螺纹间隙带来的移测显微镜在改变移动方向时的空程误差，测量时必须使显微镜的读数鼓轮单方向转动读取数据。
具体取向由鼓轮上的零点与直尺示值的配合情况决定。
牛顿环实验中调整十字叉丝的水平线，使它左右移动时始终与某个环相切。
【仪器设备】
读数显微镜、平凸透镜和平面玻璃组成的牛顿环装置、玻璃片、小钢珠、钢丝、螺旋测微计、钠光灯。
【数据处理与分析要求】
1、 测量小钢珠直径，重复三次，取其平均值（表格自拟）；
2、 分别测量r m 和r n （m 、n 自由选取），根据给出的波长，计算牛顿环透镜曲率半径（表格自拟）；
3、 用劈尖测量钢丝直径t ，并与螺旋测微计的测量结果比较（表格自拟）。
【注意事项】
1、 读数显微镜在调节中要防止其物镜与玻璃片或牛顿环（或其他被测物体）相碰；
2、 在读数显微镜的测量过程中，为了避免螺距误差，读数鼓轮只能单方向前进，不能中途倒退后再前进。