第四章光学仪器的基本原理.ppt

第二章  2.1 助视仪器的放大本领 放大镜 2.2 *惠更斯目镜和冉斯登目镜 2.3 显微镜的放大本领 2.4 望远镜的放大本领 2.5 光阑 光瞳 2.6 *光度学概述 2.7 物镜的聚光本领 2.8 象差概述 2.4 望远镜的放大本领 七、三原色原理 光通量按不同比例混合可得到 自然界大多数颜色的光 红 (?=700 nm) 绿 (? =546.1 nm) 兰 (?=435.8 nm) { R G B ER EG EB 传输 储存 彩色画面 显示 ER EG EB 红色画面 绿色画面 蓝色画面 彩色画面 光电转换 分光系统分解 加到彩色显象管 混合 2.7 物镜的聚光本领 物镜的聚光本领是描述物镜聚集光通量能力的物理量。 一、光源在较近距离时的聚光本领 数值孔径 L0——成象的物在真空中的亮度 ?——横向放大率 RN.A.——数值孔径 n ——物方折射率 u ——孔径角 u 象面照度 二、望远镜的聚光本领 相对孔径 象面照度 d ——望远镜物镜孔径 d/f ——相对孔径 三、照相机的聚光本领 { 远物 近物 反射式望远镜相对孔径 1/3.33 折射式望远镜相对孔径 1/18.9 d/f 象面照度 F数 (光圈数）—相对孔径的倒数 通常用,F 1:K 表示物镜的相对孔径。 如国产海鸥DF型照相机 F 1:2 F数 f /d 1 1.4 2 2.8 4 5.6 8 11 16 相对孔径 d/f 1/1 1/1.4 1/2 1/2.8 1/4 1/5.6 1/8 1/11 1/16 像面照度 F 数即, f /d *2.8 象差 单色象差 轴上点 （宽光束） 球 差 轴外点 轴外近点 （宽光束） 彗 星 轴外远点 （细光束） 弯 曲 场 象 象 散 畸 变 枕形畸变 变畸 形桶 象差的分类 色差 由于透镜对不同 波长光会聚能力 不同引起的 . 色差： 阿贝数（V数） nD——黄色折射率 nF——蓝色折射率 nC——红色折射率 消色差: 1. 两种不同材料胶合（相互接触） 2.同种材料组合 满足, 得， 倒色散系数，阿贝数 第二章结束！ * * 光学仪器的基本原理 一、人眼的结构 瞳孔—控制进入人眼的光通量的大小 人眼结构与一般的光学仪器比较： 晶状体—具有可变焦距的凸透镜 视网膜—接收眼睛所成的像 人 眼 前言 虹膜 眼房水 瞳孔 晶状体 角膜 睫状肌 玻璃体 视网膜 视网膜动脉和静脉 视神经 二、简化眼 F n=1 n=4/3 f =22.8mm 三、人眼的调节功能 正常眼 远点∞ 明视距离25 cm { 近点（随年龄发生变化） 从几何光学的观点来看, 人眼可以看作是处于不同介质中的共轴透镜。下面就把人眼简化为一个处于不同介质中的折射球面. 近视眼 远视眼 物体 远点 成像在视网膜前方 物体 远点 成像在视网膜上 发散透镜 物体 物体 近点 近点 成像在视网膜后方 成像在视网膜上 会聚透镜 非正常眼 近视眼 — 远点在有限距离，使用凹透镜进行校正 远视眼— 近点较远，使用凸透镜进行校正 散光眼—角膜曲率不均匀 光焦度： 单位 ：屈光度==1/米 度数=100×屈光度 下图中哪一张是校正近视眼的情况？ 一、放大本领的概念 2.1助视仪器的放大本领 放大镜 1.眼睛对物体大小的感觉 u 2. 放大本领 -l u P Q P Q -l Q P 物体对人眼张开的视角u l：不用助视仪器在视网膜上的象长。 l： 用助视仪器在视网膜上的象长。 u：经助视仪器后的象对人眼张开的视角。 u { 远物：对人眼张开的视角。（望远镜） 近物：放在明视距离处，对人眼张开的视角。（显微镜） 二、放大镜 ? 25 cm F u u 透镜的放大能力： y y y -p ∴ 3× 2.2 *惠更斯目镜和冉斯登目镜 一、目镜的作用 目镜一般由两个或 几个薄透镜组成 接目镜（视镜） 向场镜（场镜） { 二、两种目镜 1. 惠更斯目镜 H H ? F L1 L2 放大, 视场大, 校正像差。 作用: 组合： 消色差 特点： （1） 消色差性 （2）只能接在物镜后，使成象在明视距离，起放大作用 （3）视场大 2. 冉斯登目镜 H H ? F 组合： 特点: （1） 直接可当放大镜使用 （2）与惠更斯目镜比较，可直接作放大镜 观察实物，惠更斯目镜只能观察象； （3） 整个系统比较长。 2.3 显微镜的放大本领 物镜 目镜 简化为单个透镜 显微镜 物镜——一组透镜，焦距f1短