A. 求望遠鏡和顯微鏡的原理,要圖!
望遠鏡的工作原理:
開普勒望遠鏡是由兩組凸透鏡組成的.靠近眼睛的凸透鏡叫做目鏡,靠近被觀察物體的凸透鏡叫做物鏡.我們能不能看清一個物體,它對我們的眼睛所成「視角」的大小十分重要.望遠鏡的物鏡所成的像雖然比原來的物體小,但它離我們的眼睛很近,再加上目鏡的放大作用,視角就可以變得很大.
開普勒望遠鏡)物鏡焦距較長,作用是使遠處的物體在目鏡的焦點內,靠近焦點附近成倒立、縮小的實像;目鏡焦距較短,作用相當於一個放大鏡,用來把這個實像放大,相對於實像來說,成正立、放大的虛像.
開普勒望遠鏡的光路圖如下:
B. 初中物理顯微鏡成像原理圖
解答:顯微鏡的物鏡和目鏡都是凸透鏡,利用凸透鏡使物體成放大的虛像。(如圖)
顯微鏡成像原理圖
把載玻片上被觀察的物體AB放在物鏡的焦點外,並且靠近焦點的位置,。這時,凸透鏡(物鏡)能成倒立放大的實像A'B'。
被物鏡放大的實像落在目鏡的焦點以內,並且靠近焦點的位置。這時,凸透鏡(目鏡)成正立、放大的虛像A〃B〃。
顯微鏡放大的倍數等於目鏡和物鏡放大倍數的乘積。
C. 顯微鏡成像原理及其光路圖
顯微鏡是利用凸透鏡的放大成像原理,將人眼不能分辨的微小物體放大到人眼能分辨的尺寸,其主要是增大近處微小物體對眼睛的張角(視角大的物體在視網膜上成像大),用角放大率M表示它們的放大本領。
因同一件物體對眼睛的張角與物體離眼睛的距離有關,所以一般規定像離眼睛距離為25厘米(明視距離)處的放大率為儀器的放大率。顯微鏡觀察物體時通常視角甚小,因此視角之比可用其正切之比代替。
(3)顯微鏡實驗原理裝置圖擴展閱讀
光學部分構造:
(1)目鏡:裝在鏡筒的上端,通常備有2-3個,上面刻有5×、10×或15×符號以表示其放大倍數,一般裝的是10×的目鏡。
(2)物鏡:裝在鏡筒下端的旋轉器上,一般有3-4個物鏡,其中最短的刻有「10×」符號的為低倍鏡,較長的刻有「40×」符號的為高倍鏡,最長的刻有「100×」符號的為油鏡,此外,在高倍鏡和油鏡上還常加有一圈不同顏色的線,以示區別。
顯微鏡的放大倍數是物鏡的放大倍數與目鏡的放大倍數的乘積,如物鏡為10×,目鏡為10×,其放大倍數就為10×10=100。
顯微鏡目鏡長度與放大倍數呈負相關,物鏡長度與放大倍數呈正相關。即目鏡長度越長,放大倍數越低;物鏡長度越長,放大倍數越高。
D. 顯微鏡和望遠鏡的光路圖
1、顯微鏡的光路圖為:
(4)顯微鏡實驗原理裝置圖擴展閱讀
1、顯微鏡的光學原理:
光學顯微鏡主要由目鏡、物鏡、載物台和反光鏡組成。目鏡和物鏡都是凸透鏡,焦距不同。物鏡的凸透鏡焦距小於目鏡的凸透鏡的焦距。物鏡相當於投影儀的鏡頭,物體通過物鏡成倒立、放大的實像。目鏡相當於普通的放大鏡,該實像又通過目鏡成正立、放大的虛像。經顯微鏡到人眼的物體都成倒立
2、望遠鏡的光學原理
(1)開普勒式望遠鏡
開普勒式望遠鏡是指物鏡為凸透鏡,目鏡也是凸透鏡的是一種折射式望遠鏡。兩凸透鏡之間左側為實像,可方便的安裝分劃板,並且各種性能優良,所以目前軍用望遠鏡,小型天文望遠鏡等專業級的望遠鏡都採用此種結構。但這種結構成像是倒立的,所以要在中間增加正像系統。
正像系統分為兩類:棱鏡正像系統和透鏡正像系統。我們常見的前寬後窄的典型雙筒望遠鏡既採用了雙直角棱鏡正像系統。這種系統的優點是在正像的同時將光軸兩次折疊,從而大大減小瞭望遠鏡的體積和重量。
(2)伽利略望遠鏡
伽利略望遠鏡是指物鏡是凸透鏡,而目鏡是凹透鏡的望遠鏡。
光線經過物鏡折射所成的實像在目鏡的後方(靠近人目的後方)焦點上,這像對目鏡是一個虛像,因此經它折射後成一放大的正立虛像。伽利略望遠鏡的放大率等於物鏡焦距與目鏡焦距的比值。其優點是鏡筒短而能成正像,但它的視野比較小。
伽利略發明的望遠鏡在人類認識自然的歷史中佔有重要地位。它由一個凹透鏡(目鏡)和一個凸透鏡(物鏡)構成。其優點是結構簡單,能直接成正像。
E. 求顯微鏡的工作原理及具體結構(包括各種鏡片)
顯微鏡之介紹
光學顯微鏡是為了使肉眼看不清楚的標本影像,人們設想經過一種裝置,使肉眼能夠觀察到該標本組織形態和其間的結構。這種設想的裝置就被後人創造問世了。當前廣泛應用在各種微小物體的觀察、測定、分析、分類、鑒定等。在波長范圍上也不限於可見光波段(4000~7000 )而且(>2000 )到紅外(1~2u)以及用眼睛觀察、顯微、攝影和一般輻射檢測器放大。
顯微鏡的分類是根據照明方法,有透射型與反射(落射)型二種。透射型顯微鏡是應用透射照明通過透明物體的打光方法。反射型顯微鏡是以物鏡上方打光到(落射照明)不透明的物體上。另一種分類方法,系根據觀察方法的差異,分為明視野顯微鏡、暗視野顯微鏡、相位差顯微鏡、偏光顯微鏡、干涉相位差顯微鏡、螢光顯微鏡等。每種顯微鏡一般又各有透射型和反射型二種。在這些顯微鏡中,特別是明視野顯微鏡是構成所有顯微鏡中組成最基本的基礎。通過這種顯微鏡觀察的物體,穿過透過(吸收)率、反射率,因場所不同而各不相同,這種物體被稱為隨照明光強度(振幅)變化振幅物體,無色透明物體只有在照明相位改變時,才能被肉眼觀察到,由於明視野顯微鏡不能改變相位,所以對透明不染色標本不能被觀察到。
倍率、數值孔徑與視場數
顯微鏡的綜合倍率是物鏡倍率G1與目鏡倍率G2的乘積,G=G1×G2。G1是1~100倍,G2是5~20的范圍。
數值孔徑(Numerical Aperture)N.A.是決定物鏡的解析度、焦深、圖像亮度的基本數據,如圖所示,當物鏡焦點對好後,物鏡前透鏡最邊緣處的傾斜光線與顯微鏡光軸所交角成α,此即該物鏡的半孔徑角設標本數據空間的折射率為n,則N.A.=n×sinα。
n通常在空氣中為1,在物鏡與標本間浸入水、甘油、油脂時,該標本折射率,即隨浸液不同而異。這種物鏡稱為浸液系物鏡;如是空氣時,稱為乾燥系物鏡。圖1左半部分表示浸液系,右半部分表示乾燥系的情況。
在顯微鏡上,限制視野的裝置是視野光圈。以物鏡側觀看這種視野光圈時的直徑以mm單位表示的值稱為視野數。實際視野=視野。
實際視野=視野數/物鏡倍率
例如,視野數為20,則10×物鏡就觀看2mm視野范圍。應用聚光鏡時,根據可變的視野光圈,再決定選用聚光鏡的N.A.值,其值是取決於可變聚光鏡孔徑光圈來確定。
暗視野顯微鏡
暗視野顯微鏡由於不將透明光射入直接觀察系統,無物體時,視野暗黑,不可能觀察到任何物體,當有物體時,以物體衍射回的光與散射光等在暗的背景中明亮可見。在暗視野觀察物體,照明光大部分被折回,由於物體(標本)所在的位置結構,厚度不同,光的散射性,折光等都有很大的變化。
相位差顯微鏡
相位差顯微鏡的結構:
相位差顯微鏡,是應用相位差法的顯微鏡。因此,比通常的顯微鏡要增加下列附件:
(1) 裝有相位板(相位環形板)的物鏡,相位差物鏡。
(2) 附有相位環(環形縫板)的聚光鏡,相位差聚光鏡。
(3) 單色濾光鏡-(綠)。
各種元件的性能說明如下:
(1) 相位板使直接光的相位移動 90°,並且吸收減弱光的強度,在物鏡後焦平面的適當位置裝置相位板,相位板必須確保亮度,為使衍射光的影響少一些,相位板做成環形狀。相位板,相位膜及吸收膜加工成圖5形狀。
(2) 相位環(環狀光圈)是根據每種物鏡的倍率,而有大小不同,可用轉盤器更換。
(3) 單色濾光鏡系用中心波長546nm(毫微米)的綠色濾光鏡。通常是用單色濾光鏡入觀察。相位板用特定的波長,移動90°看直接光的相位。當需要特定波長時,必須選擇適當的濾光鏡,濾光鏡插入後對比度就提高。此外,相位環形縫的中心,必須調整到正確方位後方能操作,對中望遠鏡就是起這個作用部件。
使用時的注意事項
使用時,最重要的注意事項為下列三點:
(1)執行正確的操作方法。
(2)根據標本的要求,選擇合適的相位差物鏡。
(3)用其他觀察方法作比較,對標本作出正確的判斷。
1.正確操作的最重要事項必須正確地調整好相位環的中心。若用圖6中的幾種形狀的容器,是不能正確地調到中心位置的。因而作為相位差觀察用是不合適的。
對相位差像的判斷和明視野象的判斷是不相同的。要注意相差法所持有的特點和不足點,相位差物鏡的選擇方法同上。要與其他的觀察法作比較,以及正確地製作標本的方法,這些都是使用時必要的綜合注意事項。
螢光顯微鏡
在螢光顯微鏡上,必須在標本的照明光中,選擇出特定波長的激發光,以產生螢光,然後必須在激發光和螢光混合的光線中,單把螢光分離出來以供觀察。因此,在選擇特定波長中,濾光鏡系統,成為極其重要的角色。
螢光顯微鏡原理:
(A) 光源:光源幅射出各種波長的光(以紫外至紅外)。
(B) 激勵濾光源:透過能使標本產生螢光的特定波長的光,同時阻擋對激發螢光無用的光。
(C) 螢游標本:一般用螢光色素染色。
(D) 阻擋濾光鏡:阻擋掉沒有被標本吸收的激發光有選擇地透射螢光,在螢光中也有部分波長被選擇透過。
F. 顯微鏡的結構和使用的實驗方法及步驟
以生物顯微鏡為例,講述一下原理、構造和實驗方法、步驟。
一、光學顯微鏡的原理
普通光學顯微鏡主要由物鏡和目鏡組成,均為凸透鏡。物鏡的焦距(f1)短,目鏡的焦距(f2)長。物鏡到標本(AB)的距離稍大於物鏡(Lo)的焦距,標本經物鏡放大後,形成放大倒立的實像A』B』,實像A』B是目鏡的物體,它位於目鏡的焦點以內,所以A』B』經目鏡(Le)再次放大後,形成放大的虛像A」B」(如圖1)。
圖3 顯微鏡物鏡鏡頭
物鏡的種類很多,可從不同角度來分類:根據物鏡前透鏡與被檢物體之間的介質不同,可分為:
①干物鏡以空氣為介質,如常用的40×以下的物鏡,數值孔徑均小於1。
②油浸物鏡常以香柏油為介質,此物鏡又叫油鏡頭,其放大率為90×~100×,數值孔值大於1。
數值孔徑(numerical apeature,N.A.),也叫做鏡口率(或開口率)。在物鏡和聚光器上都標有它們的數值孔徑,數值孔徑是物鏡和聚光器的主要參數,也是判斷它們性能的最重要指標。物鏡的性能取決於物鏡的數值孔徑,數值孔徑越大,物鏡的性能越好。數值孔徑和顯微鏡的各種性能有密切的關系,它反映該物鏡分辨力的大小,數值越大,其分辨力越高。
工作距離指物像調節清楚時物鏡下表面與蓋玻片上表面之間的距離;物鏡的放大倍數越大,工作距離越小。
2. 光學顯微鏡的使用方法及實驗:
實驗用品
材料與標本:字片、紅綠羊毛交叉片、人血塗片。
器材:顯微鏡、擦鏡紙。
試劑:香柏油、二甲苯(或乙醚-酒精混合液,比例為2:3)。
1)10×低倍鏡的使用
①將顯微鏡放在離實驗台邊緣6~7厘米處(至少約一拳的距離)。
②打開顯微鏡的電源開關,然後使低倍鏡對准鏡台,開大光圈,上升聚光器並調節光亮調節旋鈕至視野內光線明亮度適中。
③放置標本片:取一張載有標本的載玻片(以下簡稱玻片標本),先用肉眼觀察,以確定止反面(載有標本的面為正面,一般都貼有標簽)和標本的大致位置。再將玻片標本正面朝上放置在載物台並用彈簧夾夾好,用移動器移動片夾將玻片標本的標本移到載物台圓孔,聚光鏡的正上方。
④調節焦距:從顯微鏡側面注視物鏡鏡頭,同時轉動粗調手輪,使得載物台上升到最高(物鏡頭與標本片的距離約5mm處),然後一邊在目鏡上觀察,一邊緩慢轉動粗調手輪,使載物台緩慢下降至視野中出現清晰的物像。
2)40×高倍鏡的使用
①選擇目標:一定先在低倍鏡下把待觀察部位移動到視野中心,將物像調節清晰。
②轉換高倍鏡物鏡:為防止鏡頭碰撞玻片,可從顯微鏡側面觀察。慢慢地轉動轉換器使高倍鏡頭對准通光孔。
③調節焦距:觀察目鏡同時稍稍調節細調手輪,即可獲得清晰的物像。若視野不夠明亮,可上升聚光器和開大光圈。
3)100×油鏡的使用
①選擇目標:在高倍鏡下確定玻片標本上待觀察部位並移至視野正中央。
②轉換油鏡:轉動轉換器,使高倍鏡頭離開通光孔,在載物台圓孔上方的玻片標本處滴一滴香柏油。然後從側面注視著鏡頭與玻片,慢慢轉換油鏡使鏡頭浸入油中。
③調節光亮:將聚光器升到最高位置,光圈開到最大。
④調焦:觀察目鏡同時調節細調手輪,使得物像清晰
若目標不理想或不出現物像需重找,在加油區之外重找應按:低倍→高倍油鏡程序。在加油區內重找應按:低倍→油鏡程序,以免油沾污高倍鏡頭。
⑤擦拭油鏡頭:觀察完畢,先用乾的擦鏡紙吸掉粘在油鏡頭上的油,再用擦鏡紙條沾少許二甲苯(或乙醚-酒精混合液,比例為2:3)擦試鏡頭及周圍,最後用乾的擦鏡紙擦乾多餘的二甲苯。
⑥玻片標本上的油處理方法同上,只是因為玻片上的油較多,要重復2-3次才能擦乾凈。
4)實驗記錄結果與記錄
①低倍鏡的練習
比較肉眼直接觀察字片與低倍鏡下觀察物像的有什麼區別?左右前後移動玻片與低倍鏡下觀察到的物像有什麼區別?
②高倍鏡的練習
取紅綠羊毛交叉片,先在低倍鏡下找到羊毛,並將紅綠羊毛的交叉點移到視野的中心,再換高倍鏡觀察,能否在交叉點同時看到兩根羊毛(利用細螺旋進行判斷)。
③油鏡的練習
取人血塗片,先用低倍鏡、高倍鏡觀察,再換油鏡觀察。比較三種放大倍數的物鏡的分辨力並練習擦拭油鏡頭和標本片。
三、注意事項
移動顯微鏡時一定要一手握住鏡臂,另一手托住底座。顯微鏡不能傾斜,以免目 鏡從鏡筒上端滑出。要輕拿輕放。
顯微鏡的光學部分,只能用特殊試鏡紙紙擦拭,不得隨意使用其它物品擦拭,更不可用手指觸摸透鏡,以免汗液玷污透鏡。
需要更換標本片時,將物鏡頭轉離載物台,方可取下或放置標本片。
保持顯微鏡的清潔,避免灰塵、水及化學試劑的玷污。
轉換物鏡鏡頭時,不要搬動物鏡鏡頭,應轉動轉換器。
切勿隨意轉動粗准焦螺旋。使用細准焦螺旋時,用力要輕,轉動要慢,轉不動時不要硬轉。
不得任意拆卸顯微鏡上的零件,嚴禁隨意拆卸物鏡鏡頭,以免損傷轉換器螺口,或螺口松動後使低高倍物鏡轉換時不齊焦、破壞光軸重合。
在使用高倍物鏡時,不要用粗准焦螺旋調節焦距,以免移動間隔過大,損傷物鏡和玻片。
保持顯微鏡的乾燥。
顯微鏡使用完畢,必須復原,其具體步驟是:先轉動轉換器使物鏡頭離開通光孔,再取下標本片,下降載物台,下降聚光器、關閉光圈,玻片移動器回位,將顯微鏡電光源的亮度調到最暗,再關閉電源,蓋上綢布和外罩,最後將顯微鏡放在桌子的中央。