一、望远镜的工作原理
1、望远镜的用途:观察无限远或远距离物体;
2、需要满足目视光学仪器的两个共同要求。
成像在无穷远
对于单个放大镜,物体应位在其物方焦平面处,因此必有在前面加上一组透镜,将无限远的物体首先成像在其像方焦平面处,并且使第一组透镜的像方焦平面和放大镜的物方焦平面重合。
对着物方的透镜称为物镜,对着人眼的透镜称为目镜。
物镜的像方焦点和目镜的物方焦点重合。
组合系统的△=0
望远镜:△=0
显微镜:△≠0
增大视角?——望远镜视放大率
视放大率计算公式:Γ=(tgω仪)/(tgω眼)
ω仪:用了仪器后目标像对人眼的张角,即像方视场角
ω眼:人眼直接观察时目标对人眼的张角,即物方视场角
ω仪=ω',ω眼=ω
Γ=(tgω仪)/(tgω眼)=(tgω')/(tgω)
根据定义有 tgω=y1'/(-f物'),tgω'=y2/(f目'),y1'=y2
望远镜的视放大率 Γ=-(f物'/f目')
要增大视角,要求丨Γ丨>1,即要求丨f物'丨>丨f目'丨
物镜的焦距比目镜的焦距长几倍,仪器就放大几倍
倍率越高,物镜焦距越长,仪器的长度就越长
Γ可正可负:Γ>0,ω和ω'同号,成正像
Γ<0,ω和ω'异号,成倒像
Γ的正负号由物镜和目镜焦距的正负号决定
二、望远镜的类型
1、开普勒望远镜:物镜和目镜的焦距均为正
Γ<0,成倒像,通常须加倒像系统,体积较大,系统中存在实像,可安装分划板,进行测量和瞄准,军用光学仪器
2、伽俐略望远镜:物镜焦距为正,目镜焦距为负
Γ<0,成正像,不须加倒像系统,体积较小,系统中不存在实像,不能安装分划板,无法进行测量和瞄准,常用于观察
三、望远镜视放大率的特点
Γ=(tgω')/(tgω)=(tgu')/(tgu)=γ
望远镜的角放大率不随共轭面的位置变化而变化,数值上等于视放大率。
望远镜的垂轴放大率也不随共轭面的位置变化而变化,数值上等于视放大率的倒数。
β=y'/y=1/Γ=-f目'/f物'
望远镜的放大率 Γ=γ=1/β=D/D'
四、思考题
1、开普勒望远镜的物镜和目镜颠倒过来,行不行?
2、开普勒望远镜中分划板安装在什么地方?
3、伽俐略望远镜的物镜和目镜颠倒过来,行不行?
4、物镜和目镜的焦距均为负,能否构成一个望远镜?
五、知识来源: