文档介绍：第四章光学仪器的基本原理
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几何光学近轴条件理想成象。
实际中遇到的多是具有连续光谱的复色光
*介质的折射率
随波长而变的(色散)
*从同一物点所发出的不同波长的光,即使在近轴区域内也不相交于一点(色差)
*光线超出了近轴区域,从同一点发出的光,即使是单色的也不相交于一点(象差)
色差和象差都严重地破坏了象的清晰度
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成象清晰,尽可能消除象差和色差
象场广阔而明亮
实际光学仪器要求
光的波动性的影响
障碍物越小,衍射花样越明显
成象清晰度与细节分辨程度的关系
特别注意权衡光学仪器的放大本领、聚光本领和分辨本领诸方面的得失。
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§4-1助视仪器的放大本领
一、放大本领的概念
在认为是理想光具组的条件下,研究放大镜、显微镜和望远镜等助视仪器的放大本领。这些仪器通常用以改善和扩展视觉。
l’—线状物通过光学仪器和眼睛构成的光具组在视网膜上造成的象的长度
l—同一物体放在助视仪器原来所成虚象平面上,而用肉眼直接观察在视网膜上所成象的长度
将物体经助视仪器所成之象与肉眼观察的物体于同一特定位置来比较象与物的大小
0
Q
P
a
–l
U
Q’
P’
Q
P
H
H’
0
a’
–l’
U’
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助视仪器的放大本领
定义
上述的特定位置,对放大镜或显微镜,是指被观察物离人眼的明视距离;对望远镜,是指被观察物放在远处或无穷远处。
Q’
P’
Q
P
H
H’
0
a’
–l’
U’
0
Q
P
a
–l
U
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Q’
P’
Q
P
H
H’
0
a’
–l’
U’
0
Q
P
a
–l
U
U’—为通过光学仪器所观察到的像对眼睛光心的张角
U—为眼睛直接观察同一线状物时对眼睛光心的张角
助视仪器的放大本领
6
O
–r
B
注意,U与u 的区别,U表示视角,u 则是某一条光线的倾角。上式中 l 和 l’、U和U’并不是共扼量,它们是两个不同条件下物体在网膜上的象高或视角。
Q’
P’
Q
P
H
H’
0
a’
–l’
U’
0
Q
P
a
–l
U
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二、放大镜
为看清微小物体,把物体移近眼睛,可以增大视角,使视网膜上形成一较大的实象。但当物体离眼的距离太近时,反而无法看清楚。即要分辨微小物体,不但应使物体对眼有足够大的张角,而且还应取合适的距离。显然对眼睛来说,这两个要求是相互制约的。
解决的办法:在眼前面放置一个凸透镜。
凸透镜—简单的放大镜,即帮助眼睛观察微小物体或细节的简单的光学仪器。
计算凸透镜的放大本领
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P’
y’
F
P
Q
y
(-s’)
(-f)
-l’
-l
25cm
Q’
Q
P
y
为便于观察,’Q’对眼的视角近似为
把物体PQ置于透镜L 的物方焦点和透镜之间并使它靠近焦点
物体经透镜成一放大的虚象P’Q’
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明视距离—眼能看清物体细节的距离。
调节范围—成年人25cm~
P’
y’
F
P
Q
y
(-s’)
(-f)
-l’
-l
25cm
Q’
Q
P
y
若不用透镜而将物置于明视距离处时,从瞳孔看物的视角为
y 的单位为厘米
透镜的放大本领
f ’的单位为厘米
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