大學(xué)物理第6章-幾何光學(xué)

1、6.1 6.1 幾何光學(xué)基本規(guī)律幾何光學(xué)基本規(guī)律幾何光學(xué)：幾何光學(xué)：以光的基本實(shí)驗(yàn)定律為基礎(chǔ)，研究光的以光的基本實(shí)驗(yàn)定律為基礎(chǔ)，研究光的傳播和成像規(guī)律的一個(gè)重要的實(shí)用性分支學(xué)科。傳播和成像規(guī)律的一個(gè)重要的實(shí)用性分支學(xué)科。 6.1.1 光的直線傳播光的直線傳播 光的直線傳播定律：光的直線傳播定律：光在均勻介質(zhì)中沿直線傳播。光在均勻介質(zhì)中沿直線傳播。在描述機(jī)械波時(shí)，我們用波線表示波的傳播方向，在描述機(jī)械波時(shí)，我們用波線表示波的傳播方向，這里，我們用光線表示光的傳播方向。這里，我們用光線表示光的傳播方向。6.1.2 反射定律和折射定律反射定律和折射定律光在傳播的過程中遇到兩種介質(zhì)的分界面時(shí)，一部分光

2、在傳播的過程中遇到兩種介質(zhì)的分界面時(shí)，一部分光改變方向返回原介質(zhì)傳播，這部分光稱為光改變方向返回原介質(zhì)傳播，這部分光稱為反射光。反射光。 反射定律：反射定律：反射光線總是位于入反射光線總是位于入射面內(nèi)，且與入射光線分居在法射面內(nèi)，且與入射光線分居在法線的兩側(cè)，入射角等于反射角線的兩側(cè)，入射角等于反射角 。ii折射定律：折射定律： 折射光線總是位于入射面內(nèi)，并且與入射光線折射光線總是位于入射面內(nèi)，并且與入射光線分居在法線的兩側(cè)；分居在法線的兩側(cè)； 入射角入射角 i 的正弦與折射角的正弦與折射角 r 的正弦之比為一個(gè)常數(shù)。的正弦之比為一個(gè)常數(shù)。n21稱為第二種介質(zhì)對(duì)第一種介質(zhì)的稱為第二種介質(zhì)對(duì)第一

3、種介質(zhì)的相對(duì)折射率。相對(duì)折射率。 光從一種介質(zhì)射入另一種介質(zhì)時(shí)，傳播方向一般會(huì)光從一種介質(zhì)射入另一種介質(zhì)時(shí)，傳播方向一般會(huì)發(fā)生偏折，這種現(xiàn)象叫發(fā)生偏折，這種現(xiàn)象叫光的折射。光的折射。 21sinsinnri21vv一種介質(zhì)相對(duì)于真空的折射率一種介質(zhì)相對(duì)于真空的折射率vcn/折射定律又寫為折射定律又寫為rninsinsin21折射率不僅與介質(zhì)有關(guān)，還與光的頻率有關(guān)。折射率不僅與介質(zhì)有關(guān)，還與光的頻率有關(guān)。稱為稱為絕對(duì)折射率，簡稱折射率。絕對(duì)折射率，簡稱折射率。兩種介質(zhì)相比，把折射率較大的介質(zhì)稱為兩種介質(zhì)相比，把折射率較大的介質(zhì)稱為光密介質(zhì)光密介質(zhì)，折射率較小的介質(zhì)稱為折射率較小的介質(zhì)稱為光疏介質(zhì)

4、。光疏介質(zhì)。 6.1.3 全反射全反射 當(dāng)光從光密介質(zhì)入射到光疏介質(zhì)的界面上，入射角當(dāng)光從光密介質(zhì)入射到光疏介質(zhì)的界面上，入射角達(dá)到或大于達(dá)到或大于1arcsinnni2c時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)沒有折射光時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)沒有折射光而只有反射光的現(xiàn)象，這而只有反射光的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱為種現(xiàn)象稱為全反射全反射。 稱稱為為全反射臨界角全反射臨界角。 ci6.2.1 平面反射成像平面反射成像由反射定律可知，從點(diǎn)光源發(fā)出的所有光線，經(jīng)平由反射定律可知，從點(diǎn)光源發(fā)出的所有光線，經(jīng)平面鏡反射后，其反向延長線都交于一點(diǎn)面鏡反射后，其反向延長線都交于一點(diǎn) 。6.2 6.2 光在平面上的反射和折射光在平面上的反射和折射平面反射

5、不會(huì)破壞光束的同心性，平面反射能獲得平面反射不會(huì)破壞光束的同心性，平面反射能獲得“完善完善”的點(diǎn)像。的點(diǎn)像。 pp 分別為物距和像距分別為物距和像距 pp，6.2.2 平面折射成像平面折射成像點(diǎn)光源發(fā)出的光經(jīng)平面折射后，折射光的反向延長線點(diǎn)光源發(fā)出的光經(jīng)平面折射后，折射光的反向延長線一般不會(huì)相交于同一點(diǎn)，平面折射將破壞光束的同心一般不會(huì)相交于同一點(diǎn)，平面折射將破壞光束的同心性，性，不能成不能成“完善完善”的像的像，這種現(xiàn)象稱為，這種現(xiàn)象稱為像散。像散。水面上沿著法線方向觀看水中物體時(shí)，進(jìn)入眼睛光線水面上沿著法線方向觀看水中物體時(shí)，進(jìn)入眼睛光線的張角很小，根據(jù)折射定律和幾何關(guān)系，在近似條件的張角

6、很小，根據(jù)折射定律和幾何關(guān)系，在近似條件下，可得下，可得 pnnp12 p稱為稱為 視深視深 例例6-1 有一只厚底玻璃缸，底厚，內(nèi)盛深的水，已有一只厚底玻璃缸，底厚，內(nèi)盛深的水，已知玻璃和水的折射率分別為和。如果豎直向下看，看知玻璃和水的折射率分別為和。如果豎直向下看，看到缸底下表面離水面的距離是多少？到缸底下表面離水面的距離是多少？解：解：缸底下表面發(fā)出的光線要經(jīng)過兩次折射進(jìn)入人缸底下表面發(fā)出的光線要經(jīng)過兩次折射進(jìn)入人眼，先經(jīng)缸底上表面和水的界面折射，再經(jīng)水和空眼，先經(jīng)缸底上表面和水的界面折射，再經(jīng)水和空氣的界面折射。設(shè)氣的界面折射。設(shè) cm61hcm42h8 . 11n33. 12n13

7、n第一次折射第一次折射11hp 1121hnnp 第二次折射第二次折射2112212hhnnhpp2231132232hnnhnnpnnpcm34. 6p計(jì)算得：計(jì)算得： 缸底下表面離水面的距離為缸底下表面離水面的距離為6.34cm6.34cm 6.3.1 一些概念和符號(hào)法則一些概念和符號(hào)法則6.3 6.3 光在球面上的反射和折射光在球面上的反射和折射入射光學(xué)元件的光是一束發(fā)散光時(shí)，發(fā)出發(fā)散光的物入射光學(xué)元件的光是一束發(fā)散光時(shí)，發(fā)出發(fā)散光的物點(diǎn)是點(diǎn)是實(shí)物點(diǎn)；實(shí)物點(diǎn)；入射光學(xué)元件的光是一束會(huì)聚光時(shí)，入入射光學(xué)元件的光是一束會(huì)聚光時(shí)，入射光線的延長線相交于一點(diǎn)，這一點(diǎn)是射光線的延長線相交于一點(diǎn)，這

8、一點(diǎn)是虛物點(diǎn)。虛物點(diǎn)。經(jīng)光學(xué)元件反射或折射后的光線會(huì)聚于一點(diǎn)，該點(diǎn)是經(jīng)光學(xué)元件反射或折射后的光線會(huì)聚于一點(diǎn)，該點(diǎn)是實(shí)像點(diǎn)；實(shí)像點(diǎn)；反射或折射后的光線的反向延長線相交于一反射或折射后的光線的反向延長線相交于一點(diǎn)，這一點(diǎn)是點(diǎn)，這一點(diǎn)是虛像點(diǎn)。虛像點(diǎn)。入射光線所在的空間稱為入射光線所在的空間稱為物空間；物空間；出射光線所在的空出射光線所在的空間稱間稱像空間。像空間。 下面規(guī)定一套適當(dāng)?shù)姆?hào)法則，以便計(jì)算成像問題。下面規(guī)定一套適當(dāng)?shù)姆?hào)法則，以便計(jì)算成像問題。（1）物體到球面頂點(diǎn)的距離稱為物距，用）物體到球面頂點(diǎn)的距離稱為物距，用 表示，表示， 與實(shí)物對(duì)應(yīng)與實(shí)物對(duì)應(yīng)的物距為正，與虛物對(duì)應(yīng)的物距為負(fù)。的

9、物距為正，與虛物對(duì)應(yīng)的物距為負(fù)。p p（2）像到球面頂點(diǎn)的距離稱為像距，用）像到球面頂點(diǎn)的距離稱為像距，用 表示，表示， 與實(shí)像對(duì)應(yīng)的與實(shí)像對(duì)應(yīng)的像距為正，與虛像對(duì)應(yīng)的像距為負(fù)。像距為正，與虛像對(duì)應(yīng)的像距為負(fù)。 p（3）凹面鏡的曲率半徑為正，凸面鏡的曲率半徑為負(fù)。）凹面鏡的曲率半徑為正，凸面鏡的曲率半徑為負(fù)。（4）討論球面折射成像時(shí)，球面的曲率中心在物方空間時(shí)，曲）討論球面折射成像時(shí)，球面的曲率中心在物方空間時(shí)，曲率半徑為負(fù)，球面的曲率中心在像方空間時(shí)，曲率半徑為正。率半徑為負(fù)，球面的曲率中心在像方空間時(shí)，曲率半徑為正。（5）垂直于主光軸的物與像有不同的長度和正倒，在主軸上方）垂直于主光軸的物

10、與像有不同的長度和正倒，在主軸上方的物與像的長度為正，在主光軸下方的物與像的長度為負(fù)。的物與像的長度為正，在主光軸下方的物與像的長度為負(fù)。6.3.2 球面反射成像公式球面反射成像公式Rpp211在近軸光線的條件下，上式是在近軸光線的條件下，上式是球面反射成像的基本公式。球面反射成像的基本公式。 如果入射光線是近軸光線，不同的反射光線會(huì)近似如果入射光線是近軸光線，不同的反射光線會(huì)近似相交于同一點(diǎn)相交于同一點(diǎn) ，根據(jù)反射定律和幾何關(guān)系，可以，根據(jù)反射定律和幾何關(guān)系，可以得到得到P一般情況下，物點(diǎn)一般情況下，物點(diǎn) 的不同的反射光線并不相交于的不同的反射光線并不相交于一點(diǎn)，會(huì)出現(xiàn)一點(diǎn)，會(huì)出現(xiàn)像散現(xiàn)象。

11、像散現(xiàn)象。P物點(diǎn)在主光軸上離球面鏡無窮遠(yuǎn)時(shí)，入射光線可看做物點(diǎn)在主光軸上離球面鏡無窮遠(yuǎn)時(shí)，入射光線可看做近軸平行光線，該物點(diǎn)的像點(diǎn)稱為球面鏡的近軸平行光線，該物點(diǎn)的像點(diǎn)稱為球面鏡的焦點(diǎn)。焦點(diǎn)。2Rf 球面反射成像公式球面反射成像公式又可表示為又可表示為 焦點(diǎn)到球面頂點(diǎn)的距離稱為焦點(diǎn)到球面頂點(diǎn)的距離稱為焦距焦距，用，用f 表示，可知表示，可知 fpp111設(shè)物體在垂直于主光軸方向上的高度為設(shè)物體在垂直于主光軸方向上的高度為 ，其像的，其像的高度為高度為 , ,定義：定義：yyyym由反射定律和幾何關(guān)系可以證明由反射定律和幾何關(guān)系可以證明為球面反射成像橫向放大率為球面反射成像橫向放大率ppyym

12、表示成放大像，表示成放大像， 表示成縮小像。表示成縮小像。 1m1m0m0m 表示像是倒立的，表示像是倒立的， 表示像是正立的；表示像是正立的；6.3.3 球面反射成像作圖法球面反射成像作圖法球面鏡成像作圖法的三條球面鏡成像作圖法的三條特殊光線特殊光線(1) 平行于主光軸的近軸光線平行于主光軸的近軸光線，經(jīng)凹面鏡反射后，反，經(jīng)凹面鏡反射后，反射光線過焦點(diǎn)；經(jīng)凸面鏡反射后，反射光線的反向延射光線過焦點(diǎn)；經(jīng)凸面鏡反射后，反射光線的反向延長線過焦點(diǎn)。長線過焦點(diǎn)。 (2) 過焦點(diǎn)（延長線過焦點(diǎn)）的光線過焦點(diǎn)（延長線過焦點(diǎn)）的光線，經(jīng)球面鏡反射，經(jīng)球面鏡反射后，反射光線平行于主光軸。后，反射光線平行于主

13、光軸。(3) 過球面曲率中心的光線過球面曲率中心的光線，經(jīng)球面鏡反射后按原路，經(jīng)球面鏡反射后按原路返回。返回。(d) 實(shí)物經(jīng)凸面鏡成正實(shí)物經(jīng)凸面鏡成正立縮小虛像立縮小虛像 (a) 成倒立縮小實(shí)像成倒立縮小實(shí)像Rp (b) 成倒立放大實(shí)像成倒立放大實(shí)像 RpR) 2/( c) 成正立放大虛像成正立放大虛像) 2/(0Rp6.3.4 球面折射成像公式球面折射成像公式一般情況下，物點(diǎn)的不同的折射光線并不相交于一點(diǎn)，一般情況下，物點(diǎn)的不同的折射光線并不相交于一點(diǎn)，會(huì)出現(xiàn)會(huì)出現(xiàn)像散現(xiàn)象。像散現(xiàn)象。PPP在近軸條件下，物點(diǎn)的不同的折射光線會(huì)近似相交在近軸條件下，物點(diǎn)的不同的折射光線會(huì)近似相交于同一點(diǎn)于同一

14、點(diǎn) ， 為物點(diǎn)為物點(diǎn) 的像。的像。 根據(jù)折射定律和幾何關(guān)系，可得根據(jù)折射定律和幾何關(guān)系，可得 Rnnpnpn上式是近軸光線條件下上式是近軸光線條件下球球面折射成像的基本公式。面折射成像的基本公式。 由折射定律和幾何關(guān)系可以求出由折射定律和幾何關(guān)系可以求出球面折射成像的球面折射成像的 橫向放大率橫向放大率pnpnyym 表示成放大像，表示成放大像， 表示成縮小像。表示成縮小像。 1m1m0m0m 表示像是倒立的，表示像是倒立的， 表示像是正立的；表示像是正立的；光線再光線再經(jīng)右側(cè)球面成像經(jīng)右側(cè)球面成像例例 6-2 點(diǎn)光源位于一玻璃球心點(diǎn)左側(cè)點(diǎn)光源位于一玻璃球心點(diǎn)左側(cè)25cm25cm處。已處。已知

15、玻璃球半徑是知玻璃球半徑是10cm10cm，折射率為，折射率為1.51.5，空氣折射率，空氣折射率近似為近似為1 1，求像點(diǎn)的位置。，求像點(diǎn)的位置。解：解：點(diǎn)光源發(fā)出的光線先點(diǎn)光源發(fā)出的光線先經(jīng)左側(cè)球面成像經(jīng)左側(cè)球面成像cm151pcm101R11n5 . 11n1111111Rnnpnpncm901p，得得由由cm1102pcm102R5 . 12n12n2222222Rnnpnpncm5 .272p得得cm5 .27最終的像點(diǎn)位于玻璃球右側(cè)、距球面右頂點(diǎn)最終的像點(diǎn)位于玻璃球右側(cè)、距球面右頂點(diǎn) 處處由由物體發(fā)出的光線經(jīng)過薄透鏡成像的問題就是光線經(jīng)物體發(fā)出的光線經(jīng)過薄透鏡成像的問題就是光線經(jīng)過

16、兩個(gè)球面折射的問題。過兩個(gè)球面折射的問題。透鏡左右兩個(gè)表面的曲率半徑分別為透鏡左右兩個(gè)表面的曲率半徑分別為 和和 假設(shè)假設(shè)6.4 6.4 薄透鏡成像薄透鏡成像透鏡兩個(gè)面的頂點(diǎn)靠得很近的透鏡稱為透鏡兩個(gè)面的頂點(diǎn)靠得很近的透鏡稱為薄透鏡薄透鏡。6.4.1 薄透鏡成像公式薄透鏡成像公式1R2R物方空間和物方空間和像方空間的折射率分別為像方空間的折射率分別為 和和1n2n忽略薄透鏡的厚度忽略薄透鏡的厚度，可求出物點(diǎn)發(fā)出的光線經(jīng)透鏡可求出物點(diǎn)發(fā)出的光線經(jīng)透鏡折射后所成最終像的像距折射后所成最終像的像距 與物距與物距 之間的關(guān)系。之間的關(guān)系。 ppp物點(diǎn)放在透鏡的左方，物距為物點(diǎn)放在透鏡的左方，物距為n透

17、鏡的折射率為透鏡的折射率為跟透鏡主軸平行的近軸光線經(jīng)透鏡折射后在主光軸跟透鏡主軸平行的近軸光線經(jīng)透鏡折射后在主光軸上的會(huì)聚點(diǎn)，稱為上的會(huì)聚點(diǎn)，稱為像方焦點(diǎn)像方焦點(diǎn)。 把物點(diǎn)放在主光軸上的一點(diǎn)，物點(diǎn)經(jīng)透鏡折射成的把物點(diǎn)放在主光軸上的一點(diǎn)，物點(diǎn)經(jīng)透鏡折射成的像在無限遠(yuǎn)，這點(diǎn)稱為像在無限遠(yuǎn)，這點(diǎn)稱為物方焦點(diǎn)。物方焦點(diǎn)。 22111RnnRnnnf22112RnnRnnnf1pfpf這就是這就是薄透鏡成像公式，薄透鏡成像公式，其中其中f是是物方焦距。物方焦距。 f是是像方焦距像方焦距近軸斜入射的平行光成像在過像方焦點(diǎn)且垂直于光近軸斜入射的平行光成像在過像方焦點(diǎn)且垂直于光軸的平面上，這個(gè)平面稱為軸的平面

18、上，這個(gè)平面稱為焦平面。焦平面。 如果將薄透鏡置于空氣中，物方焦距等于像方焦距。如果將薄透鏡置于空氣中，物方焦距等于像方焦距。設(shè)空氣的折射率為設(shè)空氣的折射率為1 1，空氣中的薄透鏡成像公式空氣中的薄透鏡成像公式為為fpp111)11)(1(121RRnf其中其中利用球面折射成像的橫向放大率公式利用球面折射成像的橫向放大率公式兩次，可得兩次，可得薄透鏡的橫向放大率為薄透鏡的橫向放大率為 ppm 表示成放大像，表示成放大像， 表示成縮小像。表示成縮小像。 1m1m0m0m 表示像是倒立的，表示像是倒立的， 表示像是正立的；表示像是正立的；6.4.2 薄透鏡成像作圖法薄透鏡成像作圖法透鏡成像的透鏡成

19、像的幾條特殊光線幾條特殊光線 (1) 與主光軸平行的近軸光線與主光軸平行的近軸光線，通過凸透鏡后折射光，通過凸透鏡后折射光線過像方焦點(diǎn)；通過凹透鏡后折射光線的反向延長線過像方焦點(diǎn)；通過凹透鏡后折射光線的反向延長線過像方焦點(diǎn)。線過像方焦點(diǎn)。 (2) 過物方焦點(diǎn)（延長線過物方焦點(diǎn)）的近軸光線過物方焦點(diǎn)（延長線過物方焦點(diǎn)）的近軸光線，通過透鏡后折射光線與主光軸平行。通過透鏡后折射光線與主光軸平行。 (3) 過透鏡中心的光線過透鏡中心的光線，通過透鏡后沿原方向出射。，通過透鏡后沿原方向出射。 (4) 與副光軸平行的光線與副光軸平行的光線，通過透鏡后過副光軸與，通過透鏡后過副光軸與焦平面的交點(diǎn)。焦平面的

20、交點(diǎn)。(a) 成倒立縮小實(shí)像成倒立縮小實(shí)像f2p (c) 成倒立放大實(shí)像成倒立放大實(shí)像 fpf2( b) 成正立放大虛像成正立放大虛像fp0(d) 實(shí)物經(jīng)凹透鏡成正實(shí)物經(jīng)凹透鏡成正立縮小虛像立縮小虛像 例例6-3 一薄凸透鏡的焦距為一薄凸透鏡的焦距為20cm，如果已知物距分別，如果已知物距分別為（為（1）40cm；（；（2）60cm；（；（3）30cm；（；（4）10cm。試分別計(jì)算這四種情況下的像距，并確定成像性質(zhì)。試分別計(jì)算這四種情況下的像距，并確定成像性質(zhì)。解：解： 2011401pcm40p由由得得14040ppm由由知：當(dāng)知：當(dāng) 時(shí)，成與物等大的倒立實(shí)像。時(shí)，成與物等大的倒立實(shí)像。

21、fp2(2)由由得得由由知：當(dāng)知：當(dāng) 時(shí)，時(shí)，成縮小倒立實(shí)像。成縮小倒立實(shí)像。 fp22011601pcm30p5 . 06030ppm(3)由由得得由由知：當(dāng)知：當(dāng) 時(shí)，時(shí)，成放大倒立實(shí)像。成放大倒立實(shí)像。 fpf22011301pcm60p23060ppm(4)由由得得由由2011101pcm20p21020ppm知：當(dāng)知：當(dāng) 時(shí)，時(shí)，成放大正立虛像。成放大正立虛像。 fp 06.5 光學(xué)儀器前面我們討論了平面鏡、球面鏡和薄透鏡等前面我們討論了平面鏡、球面鏡和薄透鏡等基本基本光學(xué)器件的成像問題光學(xué)器件的成像問題。根據(jù)基本光學(xué)器件的成像。根據(jù)基本光學(xué)器件的成像規(guī)律，人們將單個(gè)或多個(gè)規(guī)律，人們

22、將單個(gè)或多個(gè)基本光學(xué)器件組合構(gòu)成基本光學(xué)器件組合構(gòu)成光學(xué)儀器光學(xué)儀器。光學(xué)儀器主要分為兩大類，一類是光學(xué)儀器主要分為兩大類，一類是成實(shí)像成實(shí)像的光學(xué)的光學(xué)儀器，如幻燈機(jī)、照相機(jī)等；另一類是儀器，如幻燈機(jī)、照相機(jī)等；另一類是成虛像成虛像的的光學(xué)儀器，如望遠(yuǎn)鏡、顯微鏡、放大鏡等。光學(xué)儀器，如望遠(yuǎn)鏡、顯微鏡、放大鏡等。 6.5.1 眼睛眼睛 眼睛通過調(diào)節(jié)睫狀肌來改變晶狀體的焦距，使物眼睛通過調(diào)節(jié)睫狀肌來改變晶狀體的焦距，使物體的像總能形成在視網(wǎng)膜上。體的像總能形成在視網(wǎng)膜上。 遠(yuǎn)點(diǎn)：遠(yuǎn)點(diǎn)：睫狀肌完全放松時(shí)能看清楚的點(diǎn)。睫狀肌完全放松時(shí)能看清楚的點(diǎn)。近點(diǎn)：近點(diǎn)：睫狀肌最緊張時(shí)能看清楚的點(diǎn)。睫狀肌最緊張

23、時(shí)能看清楚的點(diǎn)。明視距離：明視距離：正常眼睛看正常眼睛看25 cm遠(yuǎn)處的物體能看得遠(yuǎn)處的物體能看得清楚，又能較長時(shí)間不清楚，又能較長時(shí)間不感覺疲勞。感覺疲勞。 近視：近視：遠(yuǎn)處物體成像在視網(wǎng)膜前面一點(diǎn)。遠(yuǎn)處物體成像在視網(wǎng)膜前面一點(diǎn)。遠(yuǎn)視：遠(yuǎn)視：遠(yuǎn)處物體成像在視網(wǎng)膜后面一點(diǎn)。遠(yuǎn)處物體成像在視網(wǎng)膜后面一點(diǎn)。矯正矯正近視的方法是配戴凹透鏡，把無限遠(yuǎn)處近視的方法是配戴凹透鏡，把無限遠(yuǎn)處的物體成像在近視眼的遠(yuǎn)點(diǎn)處。的物體成像在近視眼的遠(yuǎn)點(diǎn)處。 矯正矯正遠(yuǎn)視的方法是配戴凸透鏡，把明視距離遠(yuǎn)視的方法是配戴凸透鏡，把明視距離處的物體成像在遠(yuǎn)視眼的近點(diǎn)處。處的物體成像在遠(yuǎn)視眼的近點(diǎn)處。 物體對(duì)瞳孔中心的張角稱為

24、物體對(duì)瞳孔中心的張角稱為視角視角。物體在視網(wǎng)膜上。物體在視網(wǎng)膜上所成像的大小與視角有關(guān)，如果物體的視角非常小，所成像的大小與視角有關(guān)，如果物體的視角非常小，整個(gè)物體看上去就縮成了一個(gè)點(diǎn)。一般要求整個(gè)物體看上去就縮成了一個(gè)點(diǎn)。一般要求視角大視角大于于1，才能對(duì)物體不同部分進(jìn)行分辨。，才能對(duì)物體不同部分進(jìn)行分辨。把物體移近眼睛可以增大視角。把物體移近眼睛可以增大視角。 當(dāng)物體與眼睛的距離小于近點(diǎn)時(shí)，即使視角再大也當(dāng)物體與眼睛的距離小于近點(diǎn)時(shí)，即使視角再大也無法看清物體。于是人們?cè)O(shè)計(jì)制造出了各種無法看清物體。于是人們?cè)O(shè)計(jì)制造出了各種助視光助視光學(xué)儀器學(xué)儀器，如：放大鏡、望遠(yuǎn)鏡、顯微鏡等。，如：放大鏡

25、、望遠(yuǎn)鏡、顯微鏡等。 6.5.2 放大鏡放大鏡最簡單的放大鏡就是一片凸透鏡。最簡單的放大鏡就是一片凸透鏡。 當(dāng)眼睛位于放大鏡的焦點(diǎn)附近時(shí)，像的視角為：當(dāng)眼睛位于放大鏡的焦點(diǎn)附近時(shí)，像的視角為： fyOFpy眼睛在明視距離眼睛在明視距離d 處直接處直接觀察物體時(shí)的視角為：觀察物體時(shí)的視角為： dy 視角放大率視角放大率 fdM6.5.3 顯微鏡顯微鏡放大鏡的放大本領(lǐng)有限，可以用組合的光具組構(gòu)成放大鏡的放大本領(lǐng)有限，可以用組合的光具組構(gòu)成放大鏡提高放大本領(lǐng)，這種放大鏡就是放大鏡提高放大本領(lǐng)，這種放大鏡就是顯微鏡。顯微鏡。 物鏡：物鏡：對(duì)著被觀察物體的一組透鏡，焦距對(duì)著被觀察物體的一組透鏡，焦距 f1 很短。很短。 目鏡：目鏡：靠近觀察者眼睛的一組透鏡，焦距靠近觀察者眼睛的一組透鏡，焦距 f2 稍長稍長。 如果不用顯微鏡，如果不用顯微鏡，而是將物體直接放而是將物體直接放在明視距離在明視距離d 處處 顯微鏡的目鏡相當(dāng)于前面提到的放大鏡，虛像顯微鏡的目鏡相當(dāng)于前面提到的放大鏡，