南昌大学物理实验报告
课程名称：普通物理实验（2）
实验名称：典型光学系统设计
学院：专业班级：
学生姓名：学号：
实验地点：座位号：
实验时间：
一、 实验目的：
1、通过实验掌握望远镜和显微镜的基本原理，并在导轨和光具座上用透镜自组望远镜和显微镜。
2、通过实际测量，了解显微镜的主要光学参量。 3、了解视觉放大率的概念并学习期测量方法。
二、 实验原理：
在近轴光束（靠近主光轴且与主光轴的夹角很小的光线）的条件下，薄透镜的成像公式：
1??
1??
1
+=……（1） ??
（一）凸透镜焦距的测量方法 （1）自准法
从（1）式可知，当像距??=∞时，??=??，即当物体上各点发出的光经透镜后，变为不同方向的平行光时，物距即为透镜的焦距。该方法利用实验装置本身产生平行光，故为自准法，见图（1）。
（2）物距像距法
由实验分别测出物距u及像距v，利用（1）式，求出焦距：
??=
（3）共轭法（位移法）
1??
1??
??????+??
……（2） 由图（2）可见，物屏和像屏距离为L（L>4f），凸透镜在??1、??2两
1??
1
1???D
1??
个位置分别在像屏上成放大和缩小的像，由凸透镜成像公式，成放大的像时，有
+==
4??
，成缩小的像时，有
。
???D
+=
，又由于??+??=??，可
得??
??2+??2
图（1）
图（2）
（二）物距像距法测凹透镜焦距
将凹透镜与凸透镜组成透镜组，用成像法测凹透镜的焦距。如图（3）所
示，先用凸透镜L1使物AB成缩小倒立的实像??′??′，然后将待测凹透镜L2置于凸透镜L1与像??′??′之间，如果??′??′<|??2|（其中??2为凹透镜焦距），则通过L1的光束经过L2折射后，仍能成一实像??′′??′′。但应注意，对凹透镜L2来讲，??′??′为虚物，物距??=?|??′??′|，像距??=?|??′??′′|，代入成像公式（1）即能计算出凹透镜焦距??2。
图（3）
（三）典型光学系统设计
1、开普勒望远镜是由一片长焦距的凸透镜作为物镜，用一短焦距的凸透镜作为目镜组合而成，如下图。
远处的物经过物镜在其后焦面附近成一缩小的倒立实像，物镜的像方焦平面与目镜的物方焦平面重合，光学间距为0。在公共焦平面上可置分划板以测量像的尺寸和位置。平行光射入平行光射出。开普勒望远镜可观测到远处倒立的像。