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。由图可知，
L＝u1＋v1 d＝v1－v2＝v1－u2 将上两式相加和相减，得出
将u1及v1代入透镜成像公式，则
2、开普勒望远镜的放大原理
图中可见开普勒望远镜也是由物镜与目镜构成，与显微镜不同的是望远镜的光学间隔为0，平行光入射平行光射出。其系统的视觉放大倍率为：Γ=fo/fe 式中， fo 为物镜的焦距；fe 为目镜的焦距。
五、实验步骤
图2 共轭法测焦距装置图
1、选择两块凸透镜
2、选择其中一块凸透镜，按图2所示所示安放仪器并使物屏与像屏间距大于4f，记录物屏坐标y1,像屏坐标y4,则l=|y4-y1|
3、将凸透镜沿米尺从物屏侧开始缓慢移动，到像屏上出现放大倒立的实像时，采用左右逼近，使像屏上的放大倒立实像最为清晰，记录此时凸透镜的位置y2
4、继续向像屏移动，用同样的方法测出像屏上呈现清晰缩小倒立的实像时，记录此时凸透镜的坐标y3，则d=|y3-y2|
5，改变L,重复三次，利用公式计算凸透镜的焦距，求其平均值 6，重复上述过程，测出另外一块凸透镜的焦距
图3 自制开普勒望远镜
7、将测出焦距的的凸透镜，以焦距大的作为物镜，焦距小的为目镜，再将望远物镜、目镜，标尺按图3所示的位置固定住，目镜与物镜距离为两面凸透镜的焦距之和，标尺放在距目镜3米左右，在标尺中选择一个“E”，记录下长度X1。
8、在目镜这端，一只眼睛透过目镜观察标尺中的一个“E”,另一只眼睛观察标尺上的红色卡盘，然后调节卡盘使卡盘之间的距离等于透过目镜看见的“E”的大小，记录下卡盘之间的距离X2
9、计算放大率为Γ=X2/X1，然后调节标尺的距离，重复测三次，求平均数，并求出其不确定度。
六、数据处理和分析
单位：
cm
表一 共轭法测焦距实验数据1
表二 共轭法测焦距实验数据2
单位：cm
表三 自制望远镜实验数据
X1=5cm
七、误差分析
1、系统误差
（1）、实验仪器本身存在误差。 （2）、实验方法不够精确 2、偶然误差
（1）、读数不够精确。 （2）、像与像重合点的判断不够准确。 （3）、计算不够准确。
八、结束语
为了提高实验精度，我希望本次实验的凸透镜焦距可以更大一点，比如说使用焦距为45和225的凸透镜，然后，通过这次实验，我提高了我对实验的设计能力，对望远镜的成像原理也有了系统的了解，更重要的是我对光学仪器的使用有了更深的理解，熟练程度也大大提高，此次实验让我获益匪浅。
九，参考文献
[1] 书籍：赵丽华等.新编大学物理实验[M].浙江大学出版社.2007.3
[2] 网页: http://wenku.baidu.com/view/676c3c36a32d7375a417804b.html
http://www.zonpon.com/wuli/gaozhongwulishiyan/03xuesheng/56/56.htm