第7篇光学仪器.ppt
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第七章 典型光学系统 内容提要 1、简眼 2、放大镜 3、显微镜 4、望远镜 5、投影仪器 6、照相机 例题: 一个年龄50岁的人,近点距离为-0.4m,远点距离为无限远,试求他的眼睛的调节范围。 例题 某人在其眼前2m远的物看不清,问需要配怎样光焦度的眼镜才能使其眼恢复正常?另一个人对在其眼前0.5m以内的物看不清,问需要配上怎样光焦度的眼镜才能使其眼恢复正常? 例题 画片在物方焦面附近; 聚光镜将光源的像成在画片上或投影镜头上; 像平面(感光底片)在像方焦面附近,在小范围内调节镜头和底片的距离,可使不同距离以外的物体成清晰的实像于底片上。 * * 5.1 简 眼 1、眼睛的结构 人眼本身就相当于一个摄影系统,外表大体呈球形,直径约为25 mm,其内部结构如图所示。 为了计算方便,可把标准眼近似简化为一个折射球面的模型,称为简约眼。简约眼的有关参数如下: 折射面的曲率半径 5.56 mm 像方介质的折射率 4/3=1.333 网膜的曲率半径 9.7 mm 可算得简约眼的物方焦距为-17.1 mm;像方焦距为22.8 mm。 5.1 简 眼 2、 眼睛的调节 眼睛有两类调节功能:视度调节和瞳孔调节。 1. 视度调节 眼睛自动改变光焦度(或焦距)以看清楚不同远近物体的过程,称为眼睛的视度调节。 远点:当人眼在完全放松状态下,眼睛能看清楚的最远的点。 正常人眼的远点在无限远; 近点:当睫状肌在最紧张时,眼睛能看清楚的最近的点。 5.1 简 眼 A=R ? P 眼睛的调节范围: 正常的眼睛在正常照明下最方便和最习惯的阅读和操作距离,称为明视距离。常规定明视距离为250 mm。 视度:与视网膜共轭的物面到眼睛物方主点的距离的倒数称为视度,以 D 表示。D=1?l 。 距离l 以米为单位,且有正有负。 眼睛近点和远点的视度差值称为眼睛的调节范围或调节能力。 5.1 简 眼 3. 眼睛 人眼除了随物体距离改变而调节水晶体的曲率以外,还能在不同明暗条件下工作。眼睛所能感受的光亮度的变化范围是非常大的,其比值可达1012:1。这是因为眼睛对不同的亮度条件有适应的能力,这种能力称为眼睛的适应。 2. 适应调节 3. 眼睛 正常眼在肌肉完全放松的状态下,能够看清无限远处的物体,即其远点应该在无限远处(R=0),像方焦点正好和网膜重合,若不符合这一条件就是非正常的眼睛,或称为视力不正常。 近视眼和远视眼: 近视眼:远点变近,像方焦点在视网膜之前。 远视眼:远点在眼睛后面,像方焦点在视网膜之后。 3、眼睛的缺陷与校正 3. 眼睛 3. 眼睛 所谓散光,是由于眼球在不同方向界面内的曲率不同引起的,它需要用非球面镜来校正。 3. 眼睛 4、眼睛的分辨率 眼睛能分辨开两个很靠近点的能力, 称为眼睛的分辨率。 能分辨的最近两点对眼睛物方节点所张的角度(即视角),称为最小分辨角。在白昼条件下,黄斑区的最小分辨角接近1’。 由于分辨率的限制,当我们看很小或很远的物体时,必须借助显微镜、望远镜等光学仪器。这些目视光学仪器的设计必须考虑眼睛的分辨率。 3. 眼睛 视角:物体对眼睛中心的张角称为视角, 记为: 最大视角: 人眼的最小分辨角: 迎面而来的汽车的两个头灯其相距为1m,问汽车在离多远时它们刚能为人眼所分辨? 1. 投影仪器 1. 投影仪器 2. 照相机
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