第4章光学仪器1.ppt

光 学 第四章 光学仪器的基本原理 本课内容： §4－1人眼 §4－2助视仪器的放大本领 §4－4显微镜的放大本领 §4－5望远镜的放大本领 光学仪器需要解决的矛盾： 放大本领 聚光本领 分辩本领 §4－1人的眼睛 一、人眼的结构： 人眼是一个精密的光学仪器 人眼与相机原理相似： 二、简化眼模型： 人眼简化成只有一个折射球面的光具组。 三、人眼的调节功能 远点：物体能够在视网膜上成清晰象的最 远点（∞） 近点：物体能够在视网膜上成清晰象的最 近点（幼7~8cm，中25cm，老1~2m）。 §4-2 助视仪器的放大本领 一、放大本领的概念： 光学仪器的放大本领： §4-4 显微镜的放大本领 物镜和目镜组成的复合光具组的焦距： §4-5 望远镜的放大本领 一、开普勒望远镜（折射望远镜） 二、伽利略望远镜 再见！多谢合作。 * * * * 影响象的清晰度的因素 色差（色散） 象差（非近轴区域光束） 衍射（光束受近轴区域约束） 影响象场能量聚集程度 物体限于近轴范围 光束限于近轴区域 光学仪器的指标 水晶体 ～ ～ 镜头 视网膜 ～ ～ 底片 瞳 孔 ～ ～ 光阑 C1 C2 F′ F 人眼是一个由不同介质构成的共轴光具组。 水晶体的折射率 n` =1.33； 折射面曲率半径R1 =5.7mm； 视网膜曲率半径 R2= 9.8mm； 物方焦距 f=17.1mm 像方焦距 f ` =22.8mm； 光 焦 度 Φ= 58.48(D) 1、视度调节——眼睛自动改变焦距的过程。 2、瞳孔调节——眼睛自动改变瞳孔大小的 过程（2mm~8mm）。 近视眼：远点在眼前有限距离（远处的目标 成象于视网膜前）。 远视眼：近点在眼前较大距离（老花眼）。 （近处目标成象于视网膜后） 非正常眼 Q P -l O U Q′ P′ -l′ O U′ H′ H Q P K K′ F F′ 放大镜的放大本领（参见下图）： 参考P236 、以及下页示意图！ 25cm 25cm 物放置在透镜一倍焦距之内，成像在25厘米远处，像对人眼张角为 U` ． 物放在距人眼25厘米远处,对人眼张角为 U . U U` P// Q// Q P F1 F1′ F2 Δ P′ Q′ O l′ 目镜 物镜 简化眼 显微镜的放大本领（参考P241 ！）： 式中Δ 为目镜与物镜的光学间隔，L为镜筒的长度，各量均以cm为单位。 显微镜的放大本领也等于物镜横向放大率与目镜放大本领的乘积。 特点：长焦距物镜和短焦距目镜，成倒 立象。参见下图！ 开普勒望远镜的物镜、目镜均为会聚系统，可以等效为两个正透镜 . ? = 0，为无焦系统。 物镜 目镜 当观察有限远的物体时，如作大地测量的望远镜， 光学间隔不为零 ， ?＝ F1? F2 ? 0，是会聚系统。 特点：长焦距物镜和短焦距目镜，成正 立象。参见下图！