设计组装望远镜
设计组装望远镜
甄志强
2011年8月21日
主要内容
★ ★ 实验教案介绍 实验讲授内容
★ 课堂指导介绍
★
实验教案介绍
★
实验讲授内容
望远镜展示与应用
望远镜展示与应用
望远镜展示与应用
哈 勃 太 空 望 远 镜
视频介绍
望远镜简要介绍
一、折射望远镜
特征：透镜作物镜，难以消除色差 举例： 伽利略望远镜，开普勒望远镜
德国100 米直径的 射电望远 镜
美国阿雷西博天文台366米直 径的射电望远镜
日本发射的空间射电望远镜
双子望远镜
中国多通道太阳望远镜
红外望远镜
数码望远镜
望远镜的发明
汉斯·利普希 1608年
荷兰眼镜铺
伽利略望远镜
最初的天文望远镜 1609年
伽利略式望远镜
【伽利略式望远镜】
光路图
由一个凹透镜（目镜）和一个凸透镜（物镜）构成。 其优点是结构简单，能直接成正立虚像，现在多被玩具 级的望远镜采用，所以又被称做观剧镜。
仪器设备介绍
未知焦距透镜Lx
未知焦距透镜Ly
问题2. 如何判断物镜和目镜，依据为何？
实验中的问题
【思考】
问题3. f1+f2L如何理解？结合实际进行解释。
需要测量的数据
【需要测量的数据】 1.测量未知透镜Lx、Ly的焦距，进行三次并记录
物位置 像位置 透镜位置 物距（u） 像距（v） 单位：mm 焦距（f）
望远镜简要介绍
二、反射望远镜 特征：凹面反射镜作物镜，存在像差
举例：牛顿望远镜
望远镜简要介绍
三、折反射望远镜
特征：增加校正像差的折射元件 举例：施密特望远镜
望远镜简要介绍
四、其他望远镜 射电望远镜，双子望远镜， 太阳望远镜，红外望远镜， 数码望远镜，等等。
英国焦德雷尔班克76米直径的射电望远镜
实验寄语
§寄语§ 实验中如何培养动手能力？
思考
在进行实验的每一步操作要问自己：为什么要进行这样的操作？进 行这样的操作应该出现什么现象？如何没有出现可能是什么原因？
实验的每一步都是有依据的，不是猜，不是碰，不是凑数据，而是有的放矢！ 实验中没有问题，很顺利，未必就能培养能力，没有问题就没有去分析问 题解决问题的机会，所以实验出现了问题，不可怕，提高能力的机会来了，没 有问题是可怕的，抹杀了你提高能力的机会！ 实验中你如果能提出问题，进而分析，最终解决，你将进入一个全新的境 界，高的实验能力离你也就不远了！
Lx
Ly
2.测量望远镜镜筒长L
单位：mm 物镜位置 目镜位置 镜筒L
3.记录数据
标尺位置 已知透镜位置 物镜位置 标尺实像位置 实像的描述 目镜的位置
单位：mm 虚像的描述
需要处理的数据
【需要处理的数据】
1. 分别计算出未知透镜Lx、Ly的焦距，求出平均值。 2. 计算望远镜镜筒长L。
f1 tan 3.根据公式 M ，计算望远镜视角放大率M。 ＝ tan f2
课后讨论
光具座为什么拿不动？
★
实验指导介绍
实验指导过程
问题1. 如何组装成无穷远的发光物体？ 问题2. 如何判断物镜和目镜，依据为何？
问题3. f1+f2=L如何理解？结合实际进行解释。
开普勒式望远镜
【开普勒式望远镜】
结构图
由两个凸透镜构成。两透镜间能成一个实像，可方 便的安装分划板，目前军用望远镜，小型天文望远镜等 专业级的望远镜都采用此种结构。但这种结构成像是倒 立的，所以要在中间增加正像系统。
实验目的
【实验目的】
1.了解望远镜的构造原理，设计组装简单望远镜。
2.掌握望远镜的调节使用方法。 3.测量望远镜的视角放大率。
仪器设备介绍
光 源
仪器设备介绍
已 知 焦 距 透 镜
仪器设备介绍
标 尺
作为望远镜观察的物
仪器设备介绍
物 屏
作为测焦距时的物
仪器设备介绍
未 知 焦 距 透 镜
Lx
仪器设备介绍
未 知 焦 距 透 镜
Ly
仪器设备介绍
标 尺
作为望远镜观察的物
仪器设备介绍
光源
标尺
已知透镜问题1ຫໍສະໝຸດ 如何组装成无穷远的发光物体？望远镜原理
望远镜原理
u
1 1 1 u v f
u为物距，v为像距，f为焦距。
f1 f 2 L
f1为物镜焦距，f2为目镜焦距，L为镜筒长
望远镜原理
望远镜视角放大率计算公式：
视角放大率M必须大于 1
f1 ' tan ' M tan f2
仪器设备介绍
仪 器 设 备
可重构空间望远镜的自动组装(AAReST)-2015-美
可重构空间望远镜的自动组装（AAReST）英国萨里大学和美国加州理工学院、印度空间科学与技术学院联合开展了针对太空卫星在轨组装、重构技术的研究，他们计划使用两颗搭载高精度自适应反射镜的3U立方星和一颗15U的主平台卫星实现AAReST(Autonomous Assembly of a Reconfigurable Space Telescope)计划。
AAReST望远镜是一种主聚焦设计(焦距为1.2m，视野为0.3°)，主镜分为一组稀疏孔，稀疏孔由直径10cm的圆形反射镜组成。
主镜的组成部分连接到一组Cubesats集群(其中两个能够脱离集群并独立导航)。
如下图所示，该望远镜将以收起状态发射，收起体积为0.5m×0.5m×0.6m。
与主要有效载荷分离后，望远镜使用可展开的吊杆将其传感器展开到反射镜阵列的焦点。
使用波前传感器，可以调整和校准反射镜，以最小化反射镜的单个点扩展函数(PSF)的大小。
在满足初始校准和成像要求后，由配备推进系统的独立Cubesats 携带的两个镜面将从镜组中分离出来，执行轨道操纵以将自己重新定位在阵列中的新位置，然后重新定位到集群。
这将演示镜面在轨道上的组装。
重新组装好仪表组后，将再次执行镜面校准和成像，以显示各种配置下的校准能力。
航天器的设计方法与萨里郡所有航天器的设计方法一样，那就是:低成本:在可能的地方使用经过试验和测试的商用现货(COTS)技术。
利用立方体卫星)。
传统:利用萨里郡35年的SmallSat经验，特别是snap1(2000)纳米卫星计划(丁烷推进和轴向力矩_轮/磁控制ADCS)和STRaND-1(2013)(英国首个立方体卫星)任务(。
增量:硬件、软件、推进和_通过萨里的STRaND-1、STRaND-2、QB50/CubeSail和SMESat任务开发的交会/对接概念，最近在SSC飞行或目前正在开发_。
模块化方法:最大限度地提高MirrorSat和CoreSat系统以及与SSC其他立方体卫星项目之间的通用性MirrorSat的要求可以概括为:必须通过5v 1a (2w)电源机械和电气支持可变形镜有效载荷(DMP)持续运行电源)和遥测/电信命令(TTC)通过USB 2.0接口。
【自制天文望远镜】自己如何制作望远镜 图解天文望远镜DIY步骤
【自制天文望远镜】自己如何制作望远镜图解天文望远镜DIY步骤如何自制望远镜望远镜实际上就是一个使远处的物体看起来变近的工具。
为了实现这个功能，望远镜上有一个装置（物镜，也叫作主镜）可以收集远处物体发出的光，并将光线（图像）传到另一个装置（目镜透镜）的焦点处，后者会将图像放大并传到您的眼里。
按照以下的步骤，您就能自己在家里制作出一个简单的望远镜：两片放大镜——直径大约在2.5——3厘米之间（如果其中一片放大镜比另一片大些，效果会更好）一个纸筒——用纸巾或者礼品包装纸卷成筒状（长一些会比较好）胶带剪刀一把直尺、码尺或者卷尺印有内容的纸——报纸或者杂志都可以按照以下步骤来组装望远镜：拿出两片放大镜和一篇打印好的文章。
将一片放大镜（大的那一片）放在您和纸之间。
文章上的影像看起来会很模糊。
将另一个放大镜放在您的眼睛和第一个放大镜之间。
前后移动第二片玻璃，直到印刷内容看起来非常清晰。
您将注意到文章看起来变大了，并且是倒立的。
请一个朋友帮助测量两片放大镜之间的距离，并记录下来。
在纸筒靠近前端开口处大约2.5厘米的地方剪一个槽。
不要将卷筒剪穿。
这个槽应能够容纳较大的那片放大镜。
在纸筒上再剪一个槽，这个槽及第一个槽之间的距离等于您的朋友所记录的距离。
这是放置第二片放大镜的地方。
将两片放大镜放在相应的槽上（大的放在前面，小的放在后面），并用胶带将它们固定好。
在较小的放大镜后面留大约1——2厘米的卷筒，将多余的卷筒剪掉。
用这个望远镜来看印有内容的纸张，以检查它是否制作成功了。
您也许要花点精力来确定两个镜片之间的准确距离，从而使图像能够聚焦。
您已经制作成了一个简单的折射望远镜！有了这个望远镜，您就可以用它来观察月亮、一些星团和地球上的东西（比如鸟）。
以上就是普通望远镜的制作方法，接下来让我们一起看看如何制作更专业的天然望远镜。
【图解教程】自制天文望远镜自制天文望远镜记得小的时候，夏天的晚上常常停电，没电的晚上人们只能坐在门口乘凉，在美丽的星空下闲聊等待睡意的来临，在那漆黑的晚上，明亮的繁星显得异常的美丽，引人无限联想，好奇的心一直想弄明白，宇宙的深处有些什么奇妙的场景，有没有外星人，他们是不是比我们更加发达等等。
小学科学实验如何用简单材料制作一个简易望远镜
汇报人：
01 准 备 材 料 03 注 意 事 项
02 制 作 过 程 04 实 验 总 结
准备材料
镜片：选择两个相同大小的镜片， 最好是凸透镜
胶带：用于固定镜片和连接镜筒
添加标题
添加标题
镜筒：选择一个硬纸筒或塑料筒
添加标题
添加标题
剪刀、尺子等工具
凸透镜：用于放大远处的物体 凹透镜：用于矫正近视眼 镜片纸：用于擦拭透镜，保持清晰度 胶带：用于固定透镜
实验材料有限， 无法制作更高级 的望远镜
实验步骤较为繁 琐，需要进一步 简化
实验效果不够理 想，需要改进透 镜的组合方式
实验时间较短， 需要更多的实践 机会来提高技能
实验材料：纸筒、 放大镜、胶带
实验步骤：将放 大镜放入纸筒一 端，用胶带固定， 然后将纸筒另一 端对准目标物体
实验结果：观察 到目标物体被放 大，清晰可见
完成组装后，可以尝试通过望 远镜观察远处物体，调整焦距，
以达到最佳观察效果
将两个透镜分别固定在两个纸筒上，并确保它们之间的距离可以调节。 将望远镜对准远处目标，旋转调节轮，使目标清晰。 调整两个纸筒之间的距离，使目标更加清晰。 重复步骤3，直到达到最佳的焦距效果。
观察远处物体：确认望远镜能否清晰地看到远处的物体。 调整焦距：通过旋转目镜，使望远镜的焦距与眼睛的焦距相匹配，以获得最佳观察效果。 对比测试：将望远镜与裸眼观察进行对比，以评估望远镜的放大效果。 多角度测试：从不同角度观察物体，以确认望远镜的稳定性和清晰度。
实验总结：通过 简单材料制作简 易望远镜，可以 观察远处的物体， 提高观察能力， 培养动手能力
汇报人：
注意事项
避免使用尖锐的物品 确保实验材料干净卫生 实验过程中不要离开操作台 实验结束后及时清理现场
组装显微镜和望远镜实验报告
组装显微镜和望远镜实验报告一、引言显微镜和望远镜是科学研究和观察天体的重要工具。
通过组装这两种光学仪器，我们可以更好地观察微观世界和广阔的宇宙。
二、实验目的本实验的主要目的是通过组装显微镜和望远镜，了解其结构和工作原理，并掌握操作方法。
三、实验原理显微镜主要由物镜、目镜、载物台、准直镜、焦距调节装置等部分组成。
物镜和目镜分别起到放大物体和接收放大图像的作用。
准直镜用于调节物镜与目镜之间的焦距，以使图像清晰可见。
望远镜主要由物镜、目镜、反射镜（或透镜）、焦距调节装置等部分组成。
物镜用于接收远处物体的光线，放大成图像；目镜用于观察物体。
反射镜或透镜用于聚焦光线，使图像清晰可见。
四、实验步骤1. 显微镜的组装a. 将物镜、目镜和准直镜依次安装在显微镜的镜筒上，并用螺丝固定。
b. 将载物台固定在显微镜的底座上。
c. 调节焦距，使物镜与目镜之间的距离合适。
2. 望远镜的组装a. 将物镜和目镜依次安装在望远镜的镜筒上，并用螺丝固定。
b. 将反射镜或透镜固定在望远镜的底座上。
c. 调节焦距，使物镜与目镜之间的距离合适。
五、实验结果与分析经过组装后，我们成功地得到了一个完整的显微镜和望远镜。
在使用过程中，我们发现显微镜可以放大微小的物体，使其清晰可见。
而望远镜可以观察远处的天体，如星星、行星等。
六、实验心得通过这次实验，我们深入了解了显微镜和望远镜的组装原理和操作方法。
这不仅增加了我们对光学仪器的认识，也让我们更好地理解了科学研究和观察天体的过程。
七、实验拓展除了组装显微镜和望远镜，我们还可以进一步探究它们的应用。
显微镜可以用于观察细胞、微生物等微观世界的研究。
望远镜则可以用于观测天体运动、天体物理学等领域的研究。
八、总结通过本次实验，我们成功地组装了显微镜和望远镜，并对其结构和工作原理有了更深入的了解。
这不仅丰富了我们的科学知识，也提高了我们的实验操作能力。
希望今后能有更多的机会进行类似的实验，进一步拓宽我们的科学视野。
望远镜装配工艺流程
望远镜装配工艺流程Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998望远镜装配工艺流程1.目镜的组装1）目镜筒的安装①将镜片擦干净，胶合目镜放在下面，凸面朝上，再放隔圈，将单片目镜放在隔圈上，凸面向下，保证凸面对凸面；②目镜筒台阶向上，套在装好的目镜组上，然后倒置，将压圈拧紧，目镜筒的组装完成。
注意：1.保证眼睛是对着单片目镜，胶合目镜是在目镜筒内。
2.目镜分为左目镜与右目镜，有凸起的为右目镜筒，没有的为左目镜筒。
3.在整个操作过程中，手不能触摸棱镜表面。
2）目镜筒与目镜座的连接：右目镜：①在目镜座内部均匀涂抹防尘脂，将带有凸起的目镜筒放入带凹槽的目镜座中；②在凸起的下方(非螺纹部分)涂上一圈基轴膏，然后将视度手轮套上；③将挡圈拧紧④点502胶在挡圈内部，点一滴即可，把挡圈固定在右目镜筒上。
左目镜：不用在目镜筒上涂油，直接将目镜筒和目镜座拧紧，直到左目镜筒的螺纹面与左目镜座平齐。
2. 棱镜的组装①将屋脊棱镜及半五棱镜擦干净，保证每个面的清洁度；②将屋脊棱镜放入棱镜座内，倒角的部位紧挨棱镜座边缘；③放入棱镜隔片，将半五棱镜放在棱镜隔片上，黑色的面在侧面；④棱镜盖压紧盖上。
⑤用AB胶1：1混合于纸板上，涂抹于两个小洞以及半五棱镜与棱镜座的结合处。
3.物镜的组装①将物镜框放在桌上，物镜凸面向外，平面向内，只需擦干净平面；②将物镜压圈拧紧即可。
4.连接板的安装①将手轮套套在调焦手轮上。
②将调焦螺杆带螺纹的一端涂抹适量基轴油，然后装入连接板下端的孔中，将调焦螺杆旋入调焦手轮中5.镜身与调节筒的安装①在镜身中少量均匀涂抹基轴油+防尘脂，大孔的下方，台阶的上方；②装入调节筒，保证调节筒最上面的小孔与镜身大孔的上边沿重合，然后拧入十字螺钉。
(注意：左右镜身的大孔与装入的调节筒上小孔的方向要一致。
)6.镜身与连接板的连接①左右镜身的上下槽分别装入涂抹过基轴油的钢珠；②左右镜身分别与连接板挂住，然后用铰链钉拧紧。
制作望远镜最简单的方法
制作望远镜最简单的方法
嘿，朋友们！想不想自己动手制作一个望远镜呀？这可不难哦！
首先，你需要准备两个凸透镜，一个直径大些，一个直径小些。
然后找一个合适的纸筒或者塑料管。
接下来就是具体步骤啦！把直径小的凸透镜放在纸筒或塑料管的一端，用胶水固定好，这就是目镜啦。
然后把直径大的凸透镜放在另一端，同样用胶水固定，这就是物镜咯。
在安装的时候一定要注意镜片的位置要正，不能歪哦，不然可就看不清楚啦！而且胶水不能用太多，不然会影响美观。
在这个过程中，安全性可是很重要的呢！要注意别让胶水沾到手上或其他地方，也别不小心把镜片弄碎了呀。
稳定性也不能忽视，镜片一定要粘牢固，不然使用的时候晃动可就不好啦。
制作这样简单的望远镜有啥用呢？那用处可多啦！比如说，你可以用它来观察远处的鸟儿呀，星星呀。
它的优势就在于成本低呀，自己动手做又有趣，而且携带方便。
我就曾经用自己做的望远镜在野外观察小鸟，哇塞，那感觉简直太棒啦！我清楚地看到了小鸟的羽毛和动作，就好像它们就在我眼前一样。
所以呀，大家赶紧动手试试吧，自己做一个望远镜，去探索那些平常看不到的美好！制作望远镜真的超有趣，而且很实用，何乐而不为呢？。
望远镜组装
●第一步，将三脚架展开后放到地上，并安装载物盘。
常见的三脚架有两类，一类是本例的这种，整体为一体化设计，中部有载物盘托架进行展开角度的限制（以免展得过开而垮掉），载物盘直接安放在托架上再用螺帽固定。
这类三脚架使用非常方便，直接往地上一放将三条腿往外拉至最大角度，再把载物盘装上去即可。
不过有的载物盘是三角形的（本例就是如此），因此装上去时要先错开一定角度，再往里转正入槽（如图2所示），这样载物盘能顶住托架的可弯折部分，三脚架就不会因为不小心的碰撞而向内收拢了。
另一类三脚架是三条腿分体式设计的，安装时要分别用螺丝将其拧在经纬支架或赤道仪的底座上，其载物盘一般是挂钩式的，需要手动调整三条腿的角度再将载物盘挂上，三条腿向外扩展和向内收拢的限位都靠载物盘本身来完成。
这类三脚架的安装显然比上一种要麻烦得多，因此现在越来越少见了●第二步，安装赤道仪，对极轴。
安装过程非常简单，直接将赤道仪“坐”在三脚架上，从下端用螺丝拧紧即可。
这个螺丝有的直接和三脚架做到了一起（本例就是如此），这样省得单独存放和保管。
也有的是和三脚架分离的单独一个大螺丝，这样的设计便于三脚架在必要时连接其他赤道仪，因此这两种设计各有优劣。
另外，本例中的三脚架在侧面还有一个小螺丝用于进一步锁定赤道仪，也需要拧紧。
接下来要进行一个非常重要的步骤——对极轴。
赤道仪要想正常工作，必须将自己的赤经轴方向对准北天极，这个过程称之为对极轴。
精确对极轴比较麻烦，也需要相对较好的器材支持，对于本例这种使用入门级小赤道仪进行目视观测而言，只需要粗对极轴就可以了，这只要求你知道观测地的方向和地理纬度。
，在赤道仪底座的上方有一个醒目的地理纬度刻度盘，从0到90度，刻度盘上方有一个小箭头指向刻度盘。
我们只需要拧松锁紧螺丝和限位螺杆，将那个小箭头指向对应当地纬度的示数，再把锁紧螺丝拧紧，限位螺杆轻轻拧到拧不动为止（拧这个不要使太大劲，因为它不是起锁紧的作用，而是起限位和微调的作用。
简易望远镜的设计与组装
简易望远镜的设计与组装班级：XXXX 学号：XXXXXXXXXXXXXX姓名：XXX 联系方式：XXXXXXXXX实验时间：XXXXXXXX摘要：望远镜是生活中常见的光学仪器,它能够是人们看见更远的东西。
但很多人并不清楚望远镜的制作原理及其制作的过程，因此通过本次实验，简单初步了解望远镜的成像原理及构造。
关键词：凸透镜焦距倍率光学仪器一、引言望远镜是一种助视仪器，用来帮助人们观察远处物体，当位于远处的物体的细节对眼睛的视角小于人眼的分辨极限时，人们必须借助此仪器才能分辨它。
因此，了解并掌握他们的构造原理和调整方法，不仅有助于理解透镜的成像规律，也有助于加强对光学仪器调整好使用的训练。
二、实验任务通过实验室提供的实验仪器和实验设备,测量出凸透镜焦距,根据物镜与目镜焦距测出自制望远镜的放大倍率.三、实验仪器1、光学平台一个2、GY-1型溴钨灯一个3、平面镜各一个4、凸透镜两个5、物屏、白屏各一个6、二维架两个7、三维调节架一个8、SZ-02型二维平移底座一个9、SZ-01型三维平移底座一个10、SZ-04型通用底座两个11、升降调节座一个12、标尺一把四、实验原理1、目前所学知识中，有两种测焦距的方法，一是自准法，二是共轭法。
（1）、自准法测焦距图1 自准法测焦距如图1所示，物A在凸透镜L的焦平面时，他发出的光经凸透镜后会变成一束平行光，若用与主光轴垂直的平面镜M将此光反射回去，反射光再次透过凸透镜，仍会会聚在凸透镜的焦平面上，这是发光点与透镜之间的距离就近似等于改透镜的焦距。
（2）、共轭法测焦距共轭法测定薄透镜焦距当物（“1”字屏）与像（白屏）之间的距离L保持不变时，待测透镜在“1”字屏与白屏之间移动位置，在屏上可得到一个放大的倒像及一个缩小的倒像。
根据物、像共轭关系，透镜成放大像时的物距等于成缩小像时的像距，即u1＝v2，u2＝v1，如图5．4－3所示。
图中A为透镜成放大像的位置，B为透镜成缩小像的位置。
望远镜装配工艺流程
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准备所需的工具和材料，如螺丝刀、扳手、胶水、镜片等。
显微镜望远镜的设计与组装
显微镜
人眼的极限分辨角约为 1 （角分辨本领）。当人 ' 眼观察物体的细节时，该细节对人眼的视角大于1 ' ， 人才能看清楚这一细节。物体对人眼的视角取决于物 体的大小和该物到人眼的距离。对于一个特定的物体 来说这个距离越近，视角越大。但人眼的调节能力有 限，物体不能无限地靠近眼睛，物体必须位于人眼的 近点之外。 当物体移到近点但视觉任小于 1 ' ，则人们必须借 助目视光学仪器将物体放大，放大的像对人的视角大 于 1 ' ，人们就看清这个物体了。对于近物放大的目视 仪器，常用的有放大镜（15X以下）及显微镜。
B、伽利略望远镜
O1
O’1
O2
F’1 F2
入射窗 视场光阑
出射 窗
孔径光阑 （出瞳）
入瞳
O1
O’1
O2
P’
p
如图所示，伽利略 望远镜由正透镜的物镜 和负透镜的目镜组成， 物镜的像方焦点重合并 位于望远镜的外部。当 不考虑眼瞳的作用时， 物镜框就是系统的入射 光瞳，经目镜成的是虚 像，位于目镜的前 ' ' 方 O 1 ，O 1 是 系统的出 瞳，眼睛无法与之重合。 当考虑眼睛时，眼睛就 是出射光瞳，出瞳经系 统成的像就是入瞳。
CCD摄像机
镜体
显示器
控制与数 码 显 示
图1 DRMS-I 数字读数显微镜
小论文格式
• • • • • • • 引言 实验原理 设计简单方案及参数 实验装置 实验内容及效果 结束语 参考文献
[1]王之江著，光学设计理论基础，科学出版社（第二版）1985年，北京 [2]张以谟主编，应用光学，机械工业出版社，1982年， [3]高凤武，李继祥主编，应用光学，解放军出版社，1986年，北京 [4] [苏]В.А.帕诺夫，显微镜的光学设计与计算，1982年09月第1版 [5] [英]D.F.霍勒 ，光学仪器及其应用，1988年08月第1版 要求：１、文章用手写 ２、文章字数1500——2500