[发明专利]分划板法测自组望远镜放大率的装置和方法

说明书

本发明公开了一种分划板法测自组望远镜放大率的装置和方法，包括支撑导轨、目标照明标尺、物镜和目镜，物镜位于目标照明标尺和目镜之间，目镜和物镜之间设有分划板，分划板的高度、物镜的高度和目镜的高度相匹配，目标照明标尺通过一号标准滑座滑动连接在支撑导轨上，物镜通过二号标准滑座滑动连接在支撑导轨上，分划板通过三号标准滑座滑动连接在支撑导轨上，目镜通过四号标准滑座滑动连接在支撑导轨上。本发明利用透镜成像原理，精确计算出物镜与目镜的焦距，从系统的有限远视实际放大率入手，最终得到无焦距望远镜系统的放大率，结构简单，操作方便；更加清晰的向学生展示望远镜系统观察近处物体和远处物体放大率的区别。

技术领域

本发明涉及一种实验工具及方法，尤其涉及一种分划板法测自组望远镜放大率的装置和方法。

背景技术

自组望远镜的放大率测量，一般为开普勒望远镜结构。开普勒望远镜由两块凸透镜组成，由于两者之间成像为实像，可方便安装分划板，并且性能优良，所以目前军用、小型天文等专业级的望远镜都采用开普勒望远镜。

由开普勒望远镜的结构图可知，物镜与目镜组成无焦系统，即物镜的像方焦点与目镜的物方焦点重合。无穷远物体发出的光经物镜后再物镜的焦平面上成一道理缩小的实像，再利用目镜(短焦距)将此实像成像于无穷远处，使视角增大，利于人眼观察。如图4所示，

望远镜视放大率Γ定义为目视光学仪器所成的像对人眼的张角(记为ω')的正切与物体直接对人眼的张角(记为ω)的正切之比，即

对图3所示的望远镜，由于物在无穷远处，则物直接对人眼的张角等同于物对望远镜物镜的张角ω，根据几何光路可知

因此，望远镜的视放大率为

式中f_e、f_e'分别是L_e的物方焦距、像方焦距，f_e'＝f_e。如果物镜和目镜焦距已知，则可以计算出望远镜的视放大率。且物镜的焦距越长、目镜的焦距越短望远镜的放大率越大。

实际上为实现对远近不同物体的观察，物镜与目镜的间距长度可调，物镜的像方焦点与目镜的物方焦点会不重合。此时望远镜系统的实际放大率与无焦系统的放大率完全不同。

目前，开普勒望远镜放大率分无焦距系统放大率传统的测量方法有视角直接比较法、成像公式法，比较板法等。

以上各种方法实验测量精度不高，而且各种方法都具有其各自不同的缺点：

1、视角直接比较法：要求被测标尺距离物镜远大于焦距，同时视角直接比较时，操作难度大，不利于学生掌握；

2、成像公式法：需利用读数显微镜或其他辅助性测量工具，系统误差较大，实验过程繁琐；

3、比较板法：相对操作简单，但系统的各镜片的孔径对比较板尺寸限制较大，同时在数据处理过程同，忽略物镜与目镜间隔，实验数据不够准确。

发明内容

本发明为了解决上述现有技术中存在的缺陷和不足，提供了一种结构简单，操作方便；不需要借助其他辅助测量工具；不需忽略物镜与目镜之间的间隔，实验数据准确；实验充分利用透镜成像原理，有利于学生进步了解望远镜的构造；实验运用有限远的实际放大率的方法测量无焦距系统的放大率，更加清晰的向学生展示望远镜系统观察近处物体和远处物体放大率的区别的分划板法测自组望远镜放大率的装置和方法。