電子科大應(yīng)用光學(xué)chapter_08_2014-2015

1、2014-2015學(xué)年 2 3 第一第一節(jié)節(jié) 眼睛眼睛 第二節(jié)第二節(jié) 放大鏡放大鏡 第三節(jié)第三節(jié) 顯微鏡系統(tǒng)顯微鏡系統(tǒng) 第四節(jié)第四節(jié) 望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng) 4 第一第一節(jié)節(jié) 眼睛眼睛 第二節(jié)第二節(jié) 放大鏡放大鏡 第三節(jié)第三節(jié) 顯微鏡系統(tǒng)顯微鏡系統(tǒng) 第四節(jié)第四節(jié) 望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng) 5 *眼睛是一個完整的成像光學(xué)完整的成像光學(xué)系統(tǒng)系統(tǒng)； 眼睛是目視光學(xué)系統(tǒng)的接收器，是整個光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)系統(tǒng)的一一 部分部分。 6 眼睛的結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu) 角膜 前室（水狀液） 瞳孔 晶狀體 后室（玻璃體） 視網(wǎng)膜 7 眼睛的結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu) *盲點 盲點驗證實驗 章魚、烏賊等眼睛 沒有盲點。 8 眼睛的結(jié)構(gòu) 眼睛類似于照相機(jī)

2、 *自動變焦、對焦； 自動調(diào)節(jié)光圈大小。 *視網(wǎng)膜擁有500萬個視錐細(xì)胞（感受視覺色彩），1億 個視桿細(xì)胞（感受單色對比度、明暗），水平可視角 度120，垂直可視角度60約等于5.76億像素。 眼睛眼睛瞳孔晶狀體視網(wǎng)膜 照相機(jī)照相機(jī)光圈鏡頭底片 9 眼睛的結(jié)構(gòu) 簡約眼 *眼睛可簡化成一個折射球 面模型。 折射面曲率半徑（r1）5.56 mm 像方介質(zhì)折射率（n）1.33 視網(wǎng)膜曲率半徑（r2）-9.7 mm 物方焦距（f）-16.7 mm 像方焦距（f）22.26 mm 光焦度（）59.88 D 10 眼睛的調(diào)節(jié)與校正 定義 *視度 與視網(wǎng)膜共軛的物平面到人眼距離的倒數(shù)視度視度，SD = 1

3、/ l。 單位：屈光度，D（1 D = 1 m-1） *遠(yuǎn)點、遠(yuǎn)點距離與遠(yuǎn)點視度 遠(yuǎn)點遠(yuǎn)點眼睛能看清的最遠(yuǎn)點 遠(yuǎn)點距離遠(yuǎn)點距離最遠(yuǎn)點到人眼的距離，lr 遠(yuǎn)點視度遠(yuǎn)點視度遠(yuǎn)點距離的倒數(shù)，R = 1 / lr 11 眼睛的調(diào)節(jié)與校正 定義 *近點、近點距離與近點視度 近點近點眼睛能看清的最近點 近點距離近點距離最近點到人眼的距離，lp 近點視度近點視度近點距離的倒數(shù)，P = 1 / lp *明視距離 正常眼在正常照明（50 lx）情況下最舒適、方便的工作距離， 250 mm 12 眼睛的調(diào)節(jié)與校正 眼睛的調(diào)節(jié) *眼睛通過自動調(diào)焦以看清不同距離物體的過程，稱為 調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)。 改變改變晶狀體的曲率半徑晶

4、狀體的曲率半徑，眼睛的焦距在一定范圍內(nèi)變 化。 13 眼睛的調(diào)節(jié)與校正 眼睛的調(diào)節(jié) *調(diào)節(jié)范圍 遠(yuǎn)點距離與近點距離的倒數(shù)之差（遠(yuǎn)點視度與近點視度之差）， 稱為調(diào)節(jié)范圍（或調(diào)解能力）。 11 rp ARP ll 14 眼睛的調(diào)節(jié)與校正 眼睛的調(diào)節(jié) *調(diào)節(jié)范圍 隨著年齡的增大，調(diào)節(jié)范圍變?。?60歲，遠(yuǎn)點距離為+200 cm。（只有會聚點在眼睛后200 cm處的光 束能成清晰像點。） 80歲，調(diào)節(jié)能力完全喪失。 年齡年齡1020304050607080 lp cm-7-10-14-22-40-20010040 lr cm-2008040 A D141074.52.510.250 15 眼睛的調(diào)節(jié)與

5、校正 眼睛的校正 *正常眼 眼睛完全放松時，遠(yuǎn)點在無限遠(yuǎn)（遠(yuǎn)點在無限遠(yuǎn)（lr = -，R = 0），像方），像方焦點焦點F 在在視網(wǎng)膜視網(wǎng)膜上上。 *非正常眼 R 0，F(xiàn)不在不在視網(wǎng)膜視網(wǎng)膜上上。 分類 近視 遠(yuǎn)視 散光 16 眼睛的調(diào)節(jié)與校正 眼睛的校正 *非正常眼 近視 眼球偏長，眼睛像方焦點眼睛像方焦點F 在視網(wǎng)膜前方在視網(wǎng)膜前方。（或，遠(yuǎn)點 在眼前眼前有限遠(yuǎn)處。） 用遠(yuǎn)點視度R = 1/lr表示近視 程度，1 D = 100度。 17 眼睛的調(diào)節(jié)與校正 眼睛的校正 *非正常眼 近視 矯正： 采用負(fù)負(fù)透鏡透鏡，透鏡透鏡像方焦點像方焦點 與遠(yuǎn)點與遠(yuǎn)點重合：重合：f = lr。 18 眼睛的

6、調(diào)節(jié)與校正 眼睛的校正 *非正常眼 遠(yuǎn)視 眼球偏短，眼睛像方焦點眼睛像方焦點F 在在視網(wǎng)膜后方視網(wǎng)膜后方。（或，遠(yuǎn)點 在眼后眼后有限遠(yuǎn)處。） 用遠(yuǎn)點視度R = 1/lr表示遠(yuǎn)視 程度，1 D = 100度。 19 眼睛的調(diào)節(jié)與校正 眼睛的校正 *非正常眼 遠(yuǎn)視 矯正： 采用正透鏡正透鏡，透鏡透鏡像方焦點像方焦點 與遠(yuǎn)點與遠(yuǎn)點重合：重合：f = lr。 20 眼睛的調(diào)節(jié)與校正 眼睛的校正 *非正常眼 散光 晶狀體表面不對稱，兩個互相垂直的主截面內(nèi)遠(yuǎn)點距離不相同， R1 R2。 用散光度散光度表示散光的程度，AST = R1 - R2。 21 眼睛的調(diào)節(jié)與校正 眼睛的校正 *非正常眼 散光 分類：

7、 單純散光 （A，B） 復(fù)性散光 （C，D） 混合性散光（E） 22 眼睛的調(diào)節(jié)與校正 眼睛的校正 *非正常眼 散光 矯正 采用柱面、球柱面或雙 心圓柱面透鏡。 23 眼睛的調(diào)節(jié)與校正 例 *一個人近視程度是-2 D，眼睛的調(diào)節(jié)范圍是8 D。 求遠(yuǎn)點距離； 求近點距離； 若配戴100度的近視鏡，求該眼鏡的焦距； 求戴上該近視鏡后能看清的遠(yuǎn)點距離； 求戴上該近視鏡后能看清的近點距離。 24 眼睛的調(diào)節(jié)與校正 例 *一個人近視程度是-2 D，眼睛的調(diào)節(jié)范圍是8 D。 求遠(yuǎn)點距離； 求近點距離； 11 1 1 2 D0.5 m r Rl R 111 1 1 2810 D0.1 m p PRAl P

8、25 眼睛的調(diào)節(jié)與校正 例 *一個人近視程度是-2 D，眼睛的調(diào)節(jié)范圍是8 D。 若配戴100度的近視鏡，求該眼鏡的焦距； 1 1 m 1 f 26 眼睛的調(diào)節(jié)與校正 例 *一個人近視程度是-2 D，眼睛的調(diào)節(jié)范圍是8 D。 求戴上該近視鏡后能看清的遠(yuǎn)點距離； 12 12 111 0.5 m1 m 1 m rr rr llf ll f 27 眼睛的調(diào)節(jié)與校正 例 *一個人近視程度是-2 D，眼睛的調(diào)節(jié)范圍是8 D。 求戴上該近視鏡后能看清的近點距離。 222 2 1 9 D0.11 m p PRAl P 28 眼睛的分辨率 *眼睛能夠分辨最靠近兩相鄰點的能力，稱為眼睛的眼睛的分分 辨能力辨能力

9、。 *像方 視網(wǎng)膜上兩像點能被分辨，它們之間的距離至少要等于兩個神 經(jīng)細(xì)胞的直徑，0.006 mm。 29 眼睛的分辨率 *物方 視角視角物體對人眼的張角 極限分辨角極限分辨角人眼能分辨的物點間最小視角 人眼放松狀態(tài)（f = 23 mm）下， = 1 = 0.00029 rad。 0.006 tan206265 f 30 眼睛的分辨率 *物方 極限極限分辨距離分辨距離在明視距離（250 mm）處，極限分辨角對 應(yīng)的線長度 視角視角敏銳度敏銳度 = 1/ 2500.0725 mm 31 雙目立體視覺 人的3D感知 *人對3D世界的認(rèn)知并不完全依賴于眼睛并不完全依賴于眼睛所提供的信息。 人眼每一個

10、瞬間所搜集的信息都只是2D信息信息； 大腦結(jié)合其他來源的相關(guān)信息，最終形成了人的3D感知感知。 2D信息中每一個物體離自己的遠(yuǎn)近 每一個物體自身的厚度 32 雙目立體視覺 人的3D感知 *大腦需要的其他信息 眼睛肌肉的張弛感 小測試：把食指豎放在距離眉心3厘米左右的位置，雙眼盯住 手指，并逐漸拉大手指與眉心的距離?？梢愿惺艿窖劬∪庥?緊張逐漸變松弛。這種張弛的感覺就是大腦用來判斷的遠(yuǎn)近的 因素之一：肌肉緊張時物體離得較肌肉緊張時物體離得較近，肌肉近，肌肉松弛時物體離得較松弛時物體離得較 遠(yuǎn)遠(yuǎn)。 33 雙目立體視覺 人的3D感知 *大腦需要的其他信息 眼球聚焦 “聚”雙眼注視一個物體時兩個眼球

11、聚攏，形成“視差 角”。聚攏動作越大聚攏動作越大，視差角越，視差角越大，大腦就判斷被視物體越近，大，大腦就判斷被視物體越近， 反之則越遠(yuǎn)反之則越遠(yuǎn)。 “焦”視覺焦點。雙眼之間存在一定的距離，當(dāng)雙眼把焦 點放在同一個物體上時，左眼和右眼看到的影像存在一定的差 別。這種視覺差別隨距離這種視覺差別隨距離不同而變化，越近則區(qū)別越大，反之不同而變化，越近則區(qū)別越大，反之 越越小。小。 34 雙目立體視覺 人的3D感知 *大腦需要的其他信息 視差 從不同位置觀察同一個目標(biāo)所產(chǎn)生的差異，包括靜態(tài)視差靜態(tài)視差和動動 態(tài)視差態(tài)視差。 靜態(tài)視差：小明和小華站在遠(yuǎn)處，如果小明擋住了小華，那么得 出的結(jié)論就是小明比小

12、華離我們近。 動態(tài)視差：空無一物的荒原上有一輛車，一開始看不出來它是靜 止還是運(yùn)動的，當(dāng)它越來越大越來越大，于是知道了它是運(yùn)動的， 且持續(xù)向我們接近。 35 雙目立體視覺 人的3D感知 *大腦需要的其他信息 視差 大腦在利用視差判斷物理位置關(guān) 系的時候經(jīng)常發(fā)揮“想象力”， 即在無法通過不同位置比較視覺 差異的時候會進(jìn)行“腦補(bǔ)”。 平面藝術(shù)品基本都是利用這一點 使人從平面作品中感受到立體感， 比如近大遠(yuǎn)小、輪廓畸變的透視 法，甚至是光影表現(xiàn)。 36 雙目立體視覺 雙眼視覺 *雙眼可分別看作是一個光學(xué)系統(tǒng)，物體在左右眼中分 別成像，利用眼睛的調(diào)節(jié)變化所產(chǎn)生的感覺最終在大 腦中匯成單一像。 *左右眼

13、分別所成像在視網(wǎng)膜上的分布只有滿足幾何上 某些條件時，才可以產(chǎn)生單一像。 37 雙目立體視覺 雙眼視覺 人眼注視A點，將在兩眼各自黃 斑處產(chǎn)生一個像A1，A2。 J1AJ2范圍內(nèi)，B也將同時在雙 眼各自成像：B1，B2分別成像 于黃斑的不同側(cè)，成雙雙像像。 J1AJ2范圍外，C也將同時在雙 眼各自成像：C1，C2成像于黃 斑的同側(cè)，成單一單一像像。 J1AJ2范圍范圍內(nèi)所有點成雙內(nèi)所有點成雙像；像； J1AJ2范圍范圍外所有點成單一外所有點成單一像。像。 38 雙目立體視覺 雙眼視覺 觀察周圍空間時，應(yīng)該既有雙 像，也有單一像存在。 由于雙眼不斷運(yùn)動雙眼不斷運(yùn)動，注視點A在 不斷改變，所以不易

14、察覺雙像 部分空間在人眼中的影響。 39 雙目立體視覺 雙目立體視覺 *視覺基線視覺基線 兩眼節(jié)點J1，J2的連線 *視差角視差角，A 兩視軸之間的夾角 A b L 雙目立體視覺 雙目立體視覺 *不同距離的物體對應(yīng)了不同的視差角，其差異稱為 立體視差立體視差。 40 大，則人眼感覺兩物體縱向深度大； 小，則人眼感覺兩物體縱向深度小。 體視銳度體視銳度人眼能感覺到的的極 限值，min 10。 體視半徑體視半徑人眼能分辨遠(yuǎn)近的最大 距離，Lmax。 雙目立體視覺 雙目立體視覺 *不同距離的物體對應(yīng)了不同的視差角，其差異稱為 立體視差立體視差。 41 無限遠(yuǎn)物點的視差角 = 0；某物點對 應(yīng)的視差角

15、 = min時，人眼剛好能分 辨出它和無限遠(yuǎn)物點的距離差別。 max min 62 206265 10 1200 m b L 雙目立體視覺 雙目立體視覺 *不同距離的物體對應(yīng)了不同的視差角，其差異稱為 立體視差立體視差。 42 并不是在體視半徑Lmax內(nèi)所有的情況下 人眼都能產(chǎn)生立體感覺。 兩物體位于基線垂直平分線上； 右眼中，B，C兩點的像重合。 雙目立體視覺 雙目立體視覺 *不同距離的物體對應(yīng)了不同的視差角，其差異稱為 立體視差立體視差。 立體視覺閾立體視覺閾人眼能分辨兩點間的最短深度距離， L。 43 = min，對應(yīng)雙目立體視覺閾： 物體物體距離越遠(yuǎn)，誤差越距離越遠(yuǎn)，誤差越大。大。 2

16、 bL L Lb 42 8 10LL 44 雙目立體視覺 雙目立體視覺 *不同距離的物體對應(yīng)了不同的視 差角，其差異稱為立體視差立體視差。 增大基線增大基線b或增大體視銳度或增大體視銳度，可以，可以 增大體視增大體視半徑半徑L，增大立體視覺閾，增大立體視覺閾L。 42 8 10LL max min b L 45 雙目立體視覺 3D電影 46 雙目立體視覺 3D電影 47 第一第一節(jié)節(jié) 眼睛眼睛 第二節(jié)第二節(jié) 放大鏡放大鏡 第三節(jié)第三節(jié) 顯微鏡系統(tǒng)顯微鏡系統(tǒng) 第四節(jié)第四節(jié) 望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng) 目視光學(xué)儀器的基本工作原理 人眼感覺的物體大小 48 *人眼感覺的物體大小取 決于其像在視網(wǎng)膜上的 大

17、小。 眼睛光學(xué)系統(tǒng)焦距一定， 故取決于物體對人眼張物體對人眼張 角角的大小的大?。?同樣的物體，離眼睛越近，張 角越大； 物體不能無限制靠近眼睛，必 須位于眼睛近點之外； 物體細(xì)節(jié)對人眼張角大于極 限分辨角（ 60）。 目視光學(xué)儀器的基本工作原理 目視光學(xué)儀器 *為了擴(kuò)大擴(kuò)大人眼的視覺能力人眼的視覺能力，引入各種目視光學(xué)儀器。 *基本工作原理 通過目視光學(xué)儀器觀察物體時，其像對人眼的張角大于人眼 直接觀察時物體對人眼的張角： 常見的目視光學(xué)儀器：放大鏡、顯微鏡、望遠(yuǎn)鏡 49 50 放大鏡 51 放大鏡 視放大率 *定義 用儀器觀察物體時視網(wǎng)膜上的 像高yi與用人眼直接觀察物體 時視網(wǎng)膜上的像高

18、ye之比。 i e y y i2 e2 tantan tantan yl yl 52 放大鏡 視放大率 *定義 1 tan 1 yx y PlfPl fl y fPl tan y D flD Plf 53 放大鏡 視放大率 *不同條件下的視放大率 放大鏡的視放大率視放大率不是不是常數(shù)常數(shù)，與觀察條件P和l有關(guān)。 眼睛調(diào)焦在無窮遠(yuǎn)，l = 放大鏡放大鏡的光學(xué)常數(shù)的光學(xué)常數(shù) 0 250D ff flD Plf 54 放大鏡 視放大率 *不同條件下的視放大率 放大鏡的視放大率視放大率不是不是常數(shù)常數(shù)，與觀察條件P和l有關(guān)。 物像調(diào)焦在明視距離，P - l = D 250 11 PDP fff flD

19、 Plf 55 放大鏡 目鏡 *放大鏡不僅可以直接對物體放大成像，也可以對一組 光學(xué)系統(tǒng)的實像放大成像，稱為目鏡。 56 放大鏡 光束限制 *放大鏡與眼睛組成目視光學(xué)系統(tǒng)： 眼睛瞳孔：孔徑光闌（出瞳） 放大鏡框：視場光闌（入射窗、出射窗），漸暈光闌 57 放大鏡 光束限制 *像方視場角 58 放大鏡 光束限制 *像方視場角 1 n 1 ta K haP 59 放大鏡 光束限制 *像方視場角 1 tan 0.5 h K P 60 放大鏡 光束限制 *像方視場角 1 n 0 ta K haP 61 放大鏡 光束限制 *像方視場角 放大鏡邊框放大鏡邊框越越 大，眼睛越靠大，眼睛越靠 近放大鏡，視近放

20、大鏡，視 場越場越大。大。 62 放大鏡 光束限制 *物方線視場 物面置于放大鏡前焦面； 漸暈50% 0 500 22tanmm h yf P 63 放大鏡 例 一個放大鏡直徑為20 mm，視放大率為8，眼睛離放 大鏡的距離為40 mm，經(jīng)放大鏡所成的像位于眼睛的 明視距離250 mm處，漸暈系數(shù)K = 50%。試求： 放大鏡的焦距； 線視場； 物體的位置。 64 放大鏡 例 2h = 20 mm, = 8, P = 40 mm, D = 250 mm, K = 50% 放大鏡的焦距； 250 1 P ff 30 mm f 65 放大鏡 例 2h = 20 mm, = 8, P = 40 mm

21、, D = 250 mm, K = 50% 線視場； tan0.25 h P tan0.25 tan 8 y D 22ta15.625 mmnyD 66 放大鏡 例 2h = 20 mm, = 8, P = 40 mm, D = 250 mm, K = 50% 物體的位置。 210 mm 30 mm 111 lPD f llf 26.25 mml 67 第一第一節(jié)節(jié) 眼睛眼睛 第二節(jié)第二節(jié) 放大鏡放大鏡 第三節(jié)第三節(jié) 顯微鏡系統(tǒng)顯微鏡系統(tǒng) 第四節(jié)第四節(jié) 望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng) 68 顯微鏡系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 69 顯微鏡系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) *雙目鏡筒是通過加反射棱鏡和平行平板實現(xiàn)的雙目鏡筒是通過加反射棱鏡和平行

22、平板實現(xiàn)的 70 視放大率 物體對人眼的張角物體通過顯微鏡后對人眼的張角 tan 250 mm yy L eeoe tan yyy fff f tan tan 視放大率 *顯微鏡視放大率等于物鏡垂軸放大率和目鏡視放大率 之積。 *將顯微鏡看作一個組合系統(tǒng)，組合焦距 系統(tǒng)視放大率 71 oe e 250 mm = f f oe f f f 250 f 72 規(guī)定參數(shù) 共軛距 *顯微鏡物鏡從物平面到像 平面的距離（180 mm） 機(jī)械筒長 *把顯微鏡的物鏡和目鏡取 下后，所剩的鏡筒長度 （160 mm） 73 規(guī)定參數(shù) 常用的物鏡倍率 *4、10、40和100 常用的目鏡倍率 *5、10和15 光

23、束限制 線視場 *視場光闌（直徑為D）放置在目鏡前焦平面上，物體 經(jīng)物鏡成像于視場光闌上。 74 *顯微鏡線視場 視場光闌大小與目鏡 視場角吻合 2yD e e 500tan 2tanDf 75 光束限制 線視場 對于給定的目鏡（2 確定），顯微鏡的視顯微鏡的視 放大率放大率越大，線視場越大，線視場 越越小小。 e 500tan500tan 2y 光束限制 孔徑光闌 *普通顯微鏡 單組物鏡框本身 *復(fù)雜物鏡 多組物鏡最后鏡組的邊框 *測量用顯微鏡 物方遠(yuǎn)心光路 像方遠(yuǎn)心光路 76 77 分辨率和有效放大率 分辨率 *孔徑光闌的衍射影響 點光源衍射斑衍射斑（艾里斑艾里斑，明暗相間圓環(huán)，中心亮斑集

24、中 83.78%的能量） 艾里斑半徑 瑞利判據(jù)瑞利判據(jù) 兩相鄰點之間的間隔等于艾里斑半徑a時，可被分辨。 道威判據(jù)道威判據(jù) 兩相鄰點之間的間隔等于0.85a時，可被分辨。 0.61 sin a nu 78 分辨率和有效放大率 分辨率 *分辨率分辨率能分辨的物方兩點間最短距離，。 瑞利判據(jù) 道威判據(jù) 顯微鏡的分辨率主要取決于物鏡的數(shù)值孔徑物鏡的數(shù)值孔徑，與目鏡無關(guān)。 0.610.61 sin a nuNA 0.5 0.85 a NA 79 分辨率和有效放大率 分辨率 *提高分辨率 分辨本領(lǐng)分辨本領(lǐng)隨波長減小而隨波長減小而提高。提高。 1/NA 分辨本領(lǐng)隨數(shù)值孔徑增大而提高分辨本領(lǐng)隨數(shù)值孔徑增大而

25、提高。 增大物方孔徑角U； 提高物方空間折射率n（浸液物鏡）。 0.5 NA 80 分辨率和有效放大率 有效放大率 *距離為的兩個點，不僅要能通過物鏡被分辨，且經(jīng)過 目鏡放大后要能被眼睛區(qū)分開（2 4）。 明視距離上對應(yīng)的線距離（像高） 顯微鏡物空間 2 250 0.00029 mm4 250 0.00029 mm 0.5 2 250 0.00029 mm4 250 0.00029 mm NA 81 分辨率和有效放大率 有效放大率 *距離為的兩個點，不僅要能通過物鏡被分辨，且經(jīng)過 目鏡放大后要能被眼睛區(qū)分開（2 4）。 若照明光源 = 555 nm 有效放大率有效放大率 5231046NANA

26、 5001000NANA 82 分辨率和有效放大率 有效放大率 放大不足放大不足（ 1000NA） 不能提高顯微鏡觀察物體細(xì)節(jié)的能力 5001000NANA 83 照明方式 1. 透射光亮視場照明 光通過透明物體， 被不同透射比調(diào)制。 2. 反射光亮視場照明 通過物鏡從上面照射不透 明物體，被反射率調(diào)制。 84 照明方式 *生物顯微鏡常用透射光亮視場照明 臨界照明（光源成像于物平面上） 優(yōu)點：光能利用率高，結(jié)構(gòu)簡單。 缺點：光源本身亮度不均勻，將造成照明亮度不均勻。 85 照明方式 *生物顯微鏡常用透射光亮視場照明 科勒照明 優(yōu)點：照明亮度均勻。 缺點：光能損失大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。 照明光線不直接進(jìn)

27、入物鏡，只允許被標(biāo)本（微粒）散射的光線 進(jìn)入物鏡。 暗背景上給出亮的顆粒像，對比度好，分辨率高。 86 照明方式 3. 透射光暗視場照明 傾斜入射，在物鏡 旁側(cè)向通過。 4. 反射光暗視場照明 旁側(cè)入射，反射后從物鏡 側(cè)向通過。 87 例 用顯微鏡分辨相距0.000375 mm的兩點，采用 = 555 nm的可見 光斜入射照明。試求： 顯微鏡物鏡的數(shù)值孔徑NA； 若要求兩點放大后的視角為2，則顯微鏡的視放大率為多 少。 88 例 用顯微鏡分辨相距0.000375 mm的兩點，采用 = 555 nm的可見 光斜入射照明。試求： 顯微鏡物鏡的數(shù)值孔徑NA； 0.50.5 0.000555 0.00

28、0375 0.7333NA 89 例 用顯微鏡分辨相距0.000375 mm的兩點，采用 = 555 nm的可見 光斜入射照明。試求： 若要求兩點放大后的視角為2，則顯微鏡的視放大率為多 少。 人眼直接觀察時，兩點對人眼的張角滿足 顯微鏡的視放大率 6 tan0.000375 2501.5 10 6 tantan2 tan1.5 10 387.85 90 第一第一節(jié)節(jié) 眼睛眼睛 第二節(jié)第二節(jié) 放大鏡放大鏡 第三節(jié)第三節(jié) 顯微鏡系統(tǒng)顯微鏡系統(tǒng) 第四節(jié)第四節(jié) 望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng) 91 望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 開普勒望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng) *結(jié)構(gòu)長，有中間實像 面，可加分劃板用作 瞄準(zhǔn)或測量。 *成倒像，要加轉(zhuǎn)像系

29、 統(tǒng)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。 92 望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 伽利略望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng) *結(jié)構(gòu)短，沒有中間實 像，不能安裝分劃板 *成正立像，方便觀察 93 視放大率 垂軸放大率 角放大率 視放大率 o e tan1 tan fD fD e o fD Df o e tan1 tan f f 94 視放大率 與物體位置無關(guān)，僅取決于望遠(yuǎn)鏡的結(jié)構(gòu)參數(shù)。 當(dāng)像方視場角一定，越大則物方視場角越小。 增大fo（減小fe），可增大。 當(dāng)fe一定，欲增大，要求fo增大，鏡筒長L增大。 o e tan1 tan fD fD 95 視放大率 出瞳要與眼瞳匹配，增大D可增大，導(dǎo)致L增大。 可正可負(fù)，取決于fe的符號（物鏡只能是正透鏡）。 當(dāng)

30、物鏡和目鏡的焦距都為正時，如開普勒望遠(yuǎn)鏡，則放大率 為負(fù)值，系統(tǒng)成倒立的像。 當(dāng)物鏡的焦距為正，目鏡焦距為負(fù)時，如伽利略望遠(yuǎn)鏡，則 放大率為正值，系統(tǒng)成正立的像。 o e tan1 tan fD fD 96 視放大率 例 用人眼直接觀察某汽車時，可以在400 m的距離上看清汽車牌 照上的編號，如果要求在距離2 km處也能看清，應(yīng)使用多少倍 的望遠(yuǎn)鏡？ 97 視放大率 例 用人眼直接觀察某汽車時，可以在400 m的距離上看清汽車牌 照上的編號，如果要求在距離2 km處也能看清，應(yīng)使用多少倍 的望遠(yuǎn)鏡？ 在400 m處人眼所能分辨的兩點間最小距離為 此距離在2 km處對人眼的張角為 3 400 1

31、00.0003120 mmyl 5 6 tan6 10 2 10 y 98 視放大率 例 用人眼直接觀察某汽車時，可以在400 m的距離上看清汽車牌 照上的編號，如果要求在距離2 km處也能看清，應(yīng)使用多少倍 的望遠(yuǎn)鏡？ 此角度經(jīng)望遠(yuǎn)鏡放大后應(yīng)大于或等于人眼的極限分辨角，即 需要用5倍望遠(yuǎn)鏡。 5 tan10.0003 tan6 10 5 99 分辨率與工作放大率 分辨率 *極限分辨角 瑞利判據(jù) 入瞳直徑D是以mm為單位的數(shù)值。 入瞳直徑越大，極限分辨率越入瞳直徑越大，極限分辨率越高。高。 道威判據(jù) oo 0.61 sin a fnu f 140 D 120 D 100 分辨率與工作放大率 工作放大率 *視放大率與分辨率關(guān)系 兩點通過儀器后對人眼的視角必須大于人眼的視覺分辨率60。 *有效放大率（正常放大率） 60 60 2.3 D 101 分辨率與工作放大率 工作放大率 *工作放大率 按正常放大率設(shè)計的望遠(yuǎn)鏡，觀測時易于疲勞。 工作放大率應(yīng)大于正常放大率工作放大率應(yīng)大于正常放大率，為正常放大率的23倍。 D 102 光束限制 開普勒望遠(yuǎn)鏡 物鏡框：孔徑光闌、