保罗棱镜结构望远镜

实验目的

认识保罗棱镜望远镜的光路,理解直角棱镜全反射转像的作用。

实验原理

光从物镜射出后,以 45° 入射到直角棱镜的斜面,入射角大于玻璃的临界角(约 42°),发生全反射。两块棱镜相互垂直放置,各反射两次,使像上下、左右都翻转,变成正立的像。目镜再放大。光路折叠还能缩短镜筒长度。

实验器材

• 物镜
• 第一块直角棱镜
• 第二块直角棱镜
• 目镜
• 远处物体
• 光线

实验步骤

1. 识别物镜、两块直角棱镜和目镜的位置
2. 跟踪光线进入物镜后向棱镜传播的路径
3. 观察光线在第一块棱镜内的两次全反射
4. 观察第二块棱镜与第一块方向相互垂直,继续反射
5. 比较像经过棱镜前后的方向变化
6. 观察光线进入目镜后形成的最终像

实验现象与结论

物镜成倒立的像,经两块相互垂直的直角棱镜全反射后,像上下、左右都翻转,变成正立。光线在棱镜里来回折叠,镜筒长度比不折叠时短。最终通过目镜看到正立、放大的虚像。

注意事项

• 不要用望远镜直接观察太阳,以免伤害眼睛

常见问题

望远镜里的棱镜起什么作用?

利用全反射把物镜所成的倒立像转正,同时折叠光路、缩短镜筒。

为什么棱镜里能发生全反射?

光在斜面上的入射角约 45°,大于玻璃的临界角(约 42°),所以发生全反射。