测显微镜的放大率实验报告

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XX 学院

课程设计说明书

课程名称 工程光学 题 目 自组显微镜并测其放大率

学院（系） 电气工程系

年级专业

学 号

学生姓名

指导教师

教师职称

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。 2欢迎下载 课程名称： 工程光学

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第1章 显微镜原理与应用 (1)

1.1 显微镜原理 (1)

1.2 显微镜应用 (2)

第2章 实验设计及介绍 (3)

2.1 显微镜的组装 (4)

2.2 显微镜放大率的测定 (5)

第3章 数据处理与误差分析 (7)

3.1 数据处理 (7)

3.2 误差分析..............................................................................8 参考文献..................................................................... 10 评审意见 (11)

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。 1 1欢迎下载 第1章 显微镜原理与应用

1.1 显微镜原理

显微镜常用于观测微小物体，其作用都是把人体的眼睛的张角（视角）加以放大

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XX 学院

课程设计说明书

课程名称 工程光学 题 目 自组显微镜并测其放大率

学院（系） 电气工程系

年级专业

学 号

学生姓名

指导教师

教师职称

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第1章 显微镜原理与应用 (1)

1.1 显微镜原理 (1)

1.2 显微镜应用 (2)

第2章 实验设计及介绍 (3)

2.1 显微镜的组装 (4)

2.2 显微镜放大率的测定 (5)

第3章 数据处理与误差分析 (7)

3.1 数据处理 (7)

3.2 误差分析..............................................................................8 参考文献..................................................................... 10 评审意见 (11)

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。 1 1欢迎下载 第1章 显微镜原理与应用

1.1 显微镜原理

显微镜常用于观测微小物体，其作用都是把人体的眼睛的张角（视角）加以放大

显微镜与望远镜的组装及放大率的测定.doc

显微镜和望远镜的组装及放大率的测定

成员:32人，13人，35人，彭发勇17人，3人

首先，实验的目的:

1.组装简单的望远镜和显微镜，熟悉它们的机理和放大原理；2、学会望远镜、显微镜的放大率测量。

二。实验仪器和设备

凸透镜(四个)、标尺、光学工作台、光源等。

三、实验原理(设计思路)

显微镜和望远镜是常用的视觉辅助工具。显微镜主要用来帮助人眼观察附近的小物体。望远镜主要用来帮助人眼观察远处的物体。它们在许多领域都发挥着非常重要的作用，如天文学、电子学、生物学和医学。它们都增加了观察对象对人眼的角度，并在扩大视角方面发挥作用。但是他们的基本光学系统由一个物镜和一个目镜组成。1.显微镜的结构(1):

显微镜由两组凸透镜组成，一组是焦距相对较短的凸透镜作为物镜，另一组是稍大一点的凸透镜作为目镜。

(2)显微镜的放大率:

显微镜的放大率是放大率:m =-25 cm ×△(f1’ × F2 ‘)，其中△是物镜像焦点f1 ‘和目镜物焦点F2之间的距离，即光学间隔。

图a

△物镜F’1 F2目镜

图a

(3)放大率的测量:

(1)组装实验装置，如图B所示

(2)前后移动目镜，同时保持物镜相对靠近标尺，以便通过显微镜可以清楚地看到短标尺的图像。

实验五 测自组望远镜的放大率

一、实验目的

1.熟悉望远镜的构造及其放大原理； 2.学会测定望远镜放大率的方法；

3.掌握显微镜的正确使用方法，并学会利用显微镜测量微小长度。 二、实验原理

望远镜由物镜和目镜组成，物镜的焦距大于目镜的焦距，常用的望远镜有开普勒望远镜和伽利略望远镜。组成特点是两透镜的光学间隔近乎为零，物镜和目镜都是会聚透镜的为开普勒望远镜，物镜为会聚透镜、目镜为发散透镜的为伽利略望远镜。本实验针对开普勒望远镜。原理路如图5-1

图5－1

望远镜视角放大率（放大本领）定义为： U——物对物镜的视角，U’——最后像对目镜的视角

因望远镜的光学间隔，通过计算可得：

1

测量时，测出未经望远镜放大的标尺上两个红色指标间的“E”字间距d

（d=5cm），再通过望远镜测出对应的间距d，则望远镜的测量放大率

1

2

如果标尺在有限距离（物距）s处，则测量放大率应为

三、主要仪器及耗材

1：标尺 5：二维调节架（SZ-07） 2：物镜Lo（fo?=225 mm） 6：三维平移底座（SZ-01） 3：二维架 （SZ-07）

实验五 测自组望远镜的放大率

一、实验目的

1.熟悉望远镜的构造及其放大原理； 2.学会测定望远镜放大率的方法；

3.掌握显微镜的正确使用方法，并学会利用显微镜测量微小长度。 二、实验原理

望远镜由物镜和目镜组成，物镜的焦距大于目镜的焦距，常用的望远镜有开普勒望远镜和伽利略望远镜。组成特点是两透镜的光学间隔近乎为零，物镜和目镜都是会聚透镜的为开普勒望远镜，物镜为会聚透镜、目镜为发散透镜的为伽利略望远镜。本实验针对开普勒望远镜。原理路如图5-1

图5－1

望远镜视角放大率（放大本领）定义为： U——物对物镜的视角，U’——最后像对目镜的视角

因望远镜的光学间隔，通过计算可得：

1

测量时，测出未经望远镜放大的标尺上两个红色指标间的“E”字间距d

（d=5cm），再通过望远镜测出对应的间距d，则望远镜的测量放大率

1

2

如果标尺在有限距离（物距）s处，则测量放大率应为

三、主要仪器及耗材

1：标尺 5：二维调节架（SZ-07） 2：物镜Lo（fo?=225 mm） 6：三维平移底座（SZ-01） 3：二维架 （SZ-07）

近代物理实验 扫描隧道显微镜

近代物理实验报告

扫描隧道显微镜

学 院 数理与信息工程学院 班 级

姓 名

学 号

时 间

近代物理实验 扫描隧道显微镜

摘要：本实验我们将从了解扫描隧道显微镜原理出发，熟悉各部件的工作原理和功用，掌握描隧道显微镜的操作和调试过程，通过对隧道效应和样品表面的形貌观测初步体会描隧道显微镜在微观观测和操作领域的重要作用，学会用计算机软件处理原始图象数据。 关键词：工作原理 工作模式 仪器构成 操作方法

0 引言：

社会发展、科技进步总伴随着工具的完善和革新。以显微镜来说吧，发展至今可以说是有了三代显微镜。这也使得人们对于微观世界的认识越来越深入，从微米级，亚微米级发展到纳米级乃至原子分辨率。1982年，IBM瑞士苏黎士实验室的葛·宾尼（G．Binning）和海·罗雷尔（H．Rohrer）研制出的世界上第一台扫描隧道显微镜（简称STM）已达纳米级别。STM使人类第一次能够实时地观察单个原子在物质表面的排列状态和与表面电子行为有关的物化性质，在表面科学、材料科学、生命科学等领域的研究中有着重大的意义和广泛的应用前景，被国际科学界公认为20世纪80年代世界十

实验二 特殊显微镜的使用

实验2.1相差显微镜

一、实验目的

掌握相差显微镜的原理、构造及其使用方法。 二、实验原理

相差显微镜（phase-contrast microscope）是由P. Zernike于1932年发明的，P. Zernike于1953年获诺贝尔物理奖。相差显微镜最大的特点就是可以用于观察未经染色的标本和活细胞。

人们在光学显微镜下观察被检标本时，只有在反射光的波长（颜色）和振幅（亮度）与周围介质有变化时，方能看到被检样品的结构。活细胞近于无色透明，光波通过时，透过或反射光的波长和振幅都不发生改变，所以用普通光学显微镜难以辨清活体的结构。一般对于明暗对比很小的样品，多借助于固定和染色等理化方法，使样品和背景的反射或透射光在波长和振幅上发生变化，即在颜色和亮度上有所差异，才能识别。但有些样品一经染色就会引起变形，染色也可使有生命的样品死亡。我们可以利用相差显微镜来进行观察。相差显微镜利用了光的干涉现象，将人眼不可分辨的相位差变为可分辨的振幅差，因此它是一种应用在染色困难或不能染色的新鲜标本上获得高对比图像的新型显微镜。

相差方法应用于生物学上的主要价值，在于它能对透明的活体进行直接观察，无需采用使细胞致死的固定和染色的方法。

近代物理实验 实验报告

实验名称：原子力显微镜 所在学院：物理与电子学院 专业班级：物理升华班 学生姓名：黄佳清 学生学号： 指导教师：黄迪辉

1301 0801130117

一、 目的要求

(1) 了解原子力显微镜的工作原理。

(2) 初步掌握用原子力显微镜进行表面观测的方法。

二、实验原理

1.基本原理

AFM是利用一个对力敏感的探针针尖与样品之间的相互作用力来实现表面成像的，工作原理如图1所示。将一个对微弱力极敏感的弹性微悬臂一端固定，另一端有一微小的针尖，针尖与样品的表面轻轻接触，由于针尖尖端原子与样品表面原子间存在极微弱的作用力（10-8～10-6 N），微悬臂会发生微小的弹性形变。针尖和样品之间的力F与微悬臂的形变△z之间遵循胡克定律（Hooke Law） F = k·△z

其中，k为微悬臂的力常数。测定微悬臂形变量的大小，就可以获得针尖与样品之间作用力的大小。针尖与样品之间的作用力与距离有着强烈的依赖关系，所以在扫描过程中利用反馈回路保持针尖和样品之间的作用力恒定，即保持微悬臂的形变量不变，针尖就会随表面的起伏上下移动。记录针尖上下运动的轨迹即可得到样品表面形貌的信息。这种检测方式

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（一）显微镜 1 显微镜的结构识别

2显微镜的使用步骤 （1）取镜和安放

[1]右手握住镜臂，左手托住镜座。

[2]把显微镜放在实验台距边缘7 cm左右处,略偏左,安装好目镜和物镜。 （2）对光

[3]转动转换器，使低倍物镜对准通光孔。要使物镜前端与载物台保持2 cm的距离。

[4]把一个较大的光圈对准通光孔。左眼注视目镜，右眼睁开。转动反光镜，使光线通过通光孔反射到镜筒内。通过目镜可以看到白亮的圆形视野。 （3）观察

[5]把所要观察的玻片标本放在载物台上，用压片夹压住，玻片标本要正对通光孔的中心。

[6]顺时针转动粗准焦螺旋，使镜筒缓缓下降，直到物镜接近玻片标本为止（此时眼睛一定要看着物镜）。 [7]用左眼向目镜内看，同时逆时针方向转动粗准焦螺旋，使镜筒缓缓上升直到看清物像为止。再略微转动细准焦螺旋，使看到的物像更加清晰。 [8]练习将所观察的标本移到视野中央。 （4）实验完毕

[9] 用擦镜纸将目镜和物镜擦拭干净；

转动转换器，把两个物镜偏到两旁，并将镜筒缓缓下降到最低处。 最后把显微镜放进镜箱里，送回原处。 注： ①

AFM原子力显微镜技术及应用实验报告

原子力显微技术观测薄膜形貌

姓名：吴涵颖 学号：5404312065 班级：工业工程122

一、实验目的：

Ⅰ、学习和了解AFM的结构和原理。

Ⅱ、掌握AFM的操作和调试过程，并以之来观察薄膜表面的形貌。 Ⅲ、学习用计算机软件来处理原始数据图像。 二、实验原理简析： 1. AFM基本原理

原子力显微镜的工作原理就是将探针装在一弹性微悬臂的一端，微悬臂的另一端固定，当探针在样品表面扫描时，探针与样品表面原子间的排斥力会使得微悬臂轻微变形，这样，微悬臂的轻微变形就可以作为探针和样品间排斥力的直接量度。一束激光经微悬臂的背面反射到光电检测器，可以精确测量微悬臂的微小变形，这样就实现了通过检测样品与探针之间的原子排斥力来反映样品表面形貌和其他表面结构。

在原子力显微镜的系统中，可分成三个部分：力检测部分、位置检测部分、反馈系统。如图一显示。

（1）力检测部分 在原子力显微镜系统中，所要检测的力是原子与原子之间的范德华力。使用微悬臂来检测原子之间力的变化量。如图2所示，微悬臂通常由一个一般100～500μm长和大约500nm～5μm厚的硅片或氮化硅片制成。微悬臂顶端有一个尖锐针尖，用来检测样品