顯微鏡望遠(yuǎn)鏡的設(shè)計與組裝課件

顯微鏡望遠(yuǎn)鏡的設(shè)計與組裝顯微鏡望遠(yuǎn)鏡的設(shè)計與組裝1望遠(yuǎn)鏡當(dāng)遠(yuǎn)處的物體對人眼的視角小于1時,人類必須借助望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行觀察才能分辨物體。望遠(yuǎn)鏡有多種分類方式,如反射式與透射式望遠(yuǎn)鏡,而透射式望遠(yuǎn)鏡又分為兩類:開普勒望遠(yuǎn)鏡和伽利略望遠(yuǎn)鏡。望遠(yuǎn)鏡2一望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)分劃板目鏡D的原理F,TF2出瞳A、開普勒望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)孔徑光闌(入瞳)如圖所示,開普勒望遠(yuǎn)鏡是由正透鏡的物鏡和正透鏡的目鏡組成。無窮遠(yuǎn)物經(jīng)望遠(yuǎn)鏡的物鏡后,在像方焦面(目鏡的物方焦面)上成一實像,該實像再經(jīng)目鏡放大成像于無窮遠(yuǎn)。因此,用它觀察物體時,正常人的眼睛無須調(diào)節(jié),觀察時亦不易疲勞。開普勒望遠(yuǎn)鏡的物鏡框就是孔徑光闌(有效光闌),物鏡框D按正向光路成的像就是出射光瞳D',入射光瞳也是孔徑光闌為了計量,人們也可在目鏡物方焦面放置分劃板,這是它的一大優(yōu)點,另一優(yōu)點是沒有漸暈現(xiàn)象,像質(zhì)好。其缺點是呈倒像,在應(yīng)用中應(yīng)加轉(zhuǎn)像系統(tǒng)。一望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)3B、伽利略望遠(yuǎn)鏡如圖所示,伽利略望遠(yuǎn)鏡由正透鏡的物鏡和負(fù)透鏡的目鏡組成,F物鏡的像方焦點重合并F2位于望遠(yuǎn)鏡的外部。當(dāng)不考慮眼瞳的作用時,物鏡框就是系統(tǒng)的入射光瞳,經(jīng)目鏡成的是虛射窗像,位于目鏡的前視場光闌出射孔徑光闌(出瞳)入瞳方O1,O是系統(tǒng)的出瞳,眼睛無法與之重合,當(dāng)考慮眼睛時,眼睛就是出射光瞳,出瞳經(jīng)系O2TPp統(tǒng)成的像就是入瞳。B、伽利略望遠(yuǎn)鏡4伽利略望遠(yuǎn)鏡的優(yōu)點是鏡筒短,光能損失小,結(jié)構(gòu)簡單便于攜帶。但它沒有中間實像不能放置分劃板。不能進(jìn)行計量,另外有漸暈。因此只能作輔助性的觀察,應(yīng)用不及開普勒望遠(yuǎn)鏡廣泛望遠(yuǎn)鏡的放大率:三個等價的表達(dá)式tanw'tanwD:進(jìn)入望遠(yuǎn)系統(tǒng)的軸向光束的直徑D∴:離開望遠(yuǎn)系統(tǒng)的軸向光束的直徑伽利略望遠(yuǎn)鏡的優(yōu)點是鏡筒短,光能損失小,結(jié)5二、望遠(yuǎn)鏡的主要指標(biāo)參數(shù):1、視角放大率Ttanwtanw2、出瞳直徑D出瞳直徑D’是表示望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)主觀亮度的特征量。人眼通過望遠(yuǎn)鏡觀察的主觀亮度與系統(tǒng)的出瞳直徑的平方成正比出瞳直徑大,系統(tǒng)的像就亮,反之則暗。3、出瞳距離P出曈距離是指目鏡最后一表面至出瞳的距離,它的大小是由使用條件決定的。對于15-25mm的目鏡來說,出瞳就在目鏡的后焦點處,而對于長焦距的目鏡則不然4、分辨率ψ望遠(yuǎn)系統(tǒng)對兩個很近的物點仍舊能成兩個分開的像點的能力叫望遠(yuǎn)系統(tǒng)的分辨率屮。二、望遠(yuǎn)鏡的主要指標(biāo)參數(shù):6望遠(yuǎn)物鏡分辨率的理論值y=arcg1.224)140D為物鏡通光口徑D由于人眼的分辨率為1(60")。為了保證物體經(jīng)望遠(yuǎn)系統(tǒng)后仍被人眼分辨,物體的分辨率應(yīng)有60結(jié)合以上兩者,系統(tǒng)有效放大率與分辨率的關(guān)系:=0.43DT140L應(yīng)該指出,望遠(yuǎn)鏡的分辨率與物鏡的通光孔徑有關(guān)與目鏡無關(guān)。目鏡只能把像放大,不能增加系統(tǒng)的分辨率望遠(yuǎn)物鏡分辨率的理論值y=arcg7結(jié)構(gòu)尺寸問題1、長度問題A、出瞳距離例:利用下列兩組透鏡,設(shè)計一個放大率為100倍的望遠(yuǎn)鏡物鏡f物200f物1000目鏡f自2f10按理說利用以上兩組透鏡都可以獲得放大率為100X的望遠(yuǎn)鏡。但實際上,這只是理論上的。實際中第一組透鏡行不通為什么呢?答案是:望遠(yuǎn)鏡是目視光學(xué)儀器,它是通過人眼來觀察的,應(yīng)充分考慮人眼的結(jié)構(gòu)問題。人眼眼瞳到角膜頂點約為4mm,因此目視光學(xué)儀器的瞳孔距一定要大于此值。再加上眼瞳到睫毛距約為8mm,因此,目鏡焦距應(yīng)不小于10mm(般推薦的是12.5~25mm)。因此,上述兩組透鏡組合,選取后組才是合理的。結(jié)構(gòu)尺寸問題8B、關(guān)于長度問題中的第二個問題:由于人眼的缺陷(正常眼,近視眼,老花眼),我們在設(shè)計望遠(yuǎn)鏡時必須考慮這個問題。因此目鏡機(jī)構(gòu)在望遠(yuǎn)鏡軸線方向上一定留有一個調(diào)節(jié)自由度,才能使望遠(yuǎn)鏡能適合不同的使用者。B、關(guān)于長度問題中的第二個問題:92、橫向尺寸(孔徑尺寸)A、出瞳直徑由于望遠(yuǎn)鏡的出瞳直徑與像主觀亮度有關(guān),因此針對不同的使用者和使用條件之中,設(shè)計合符要求的出瞳直徑。人眼瞳孔和環(huán)境的亮度是密切相關(guān)的,它能自動調(diào)節(jié)。一般地:白天眼瞳孔直徑2mm黃昏眼瞳孔直徑41夜間眼瞳孔直徑8rB、場鏡在望遠(yuǎn)鏡物鏡的像方焦平面(或附近)加入一個場鏡(正透鏡)可以減小系統(tǒng)的外形尺寸(主要是目鏡部分)。2、橫向尺寸(孔徑尺寸)10顯微鏡人眼的極限分辨角約為1(角分辨本領(lǐng))。當(dāng)人眼觀察物體的細(xì)節(jié)時,該細(xì)節(jié)對人眼的視角大于1',人才能看清楚這一細(xì)節(jié)。物體對人眼的視角取決于物體的大小和該物到人眼的距離。對于一個特定的物體來說這個距離越近,視角越大。但人眼的調(diào)節(jié)能力有限,物體不能無限地靠近眼睛,物體必須位于人眼的近點之外。當(dāng)物體移到近點但視覺任小于1,則人們必須借助目視光學(xué)儀器將物體放大,放大的像對人的視角大于1,人們就看清這個物體了。對于近物放大的目視儀器,常用的有放大鏡(15X以下)及顯微鏡顯微鏡11顯微鏡望遠(yuǎn)鏡的設(shè)計與組裝課件12顯微鏡望遠(yuǎn)鏡的設(shè)計與組裝課件13顯微鏡望遠(yuǎn)鏡的設(shè)計與組裝課件14顯微鏡望遠(yuǎn)鏡的設(shè)計與組裝課件15顯微鏡望遠(yuǎn)鏡的設(shè)計與組裝課件16顯微鏡望遠(yuǎn)鏡的設(shè)計與組裝課件17顯微鏡望遠(yuǎn)鏡的設(shè)計與組裝課件186、最大的驕傲于最大的自卑都表示心靈的最軟弱無力?！官e諾莎

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