光学仪器的基本原理.ppt

人的眼睛 一、人眼的构造 二、非正常眼的矫正 2、远视眼的矫正 4-2 助视仪器的放大本领 图 助视仪器放大示意图 二、放大镜 4-3 目镜 4-4 显微镜的放大本领 ? 由图 伽利略望远镜的放大本领： 4-6 光阑 光瞳 三、有效光阑和光瞳的计算 主光轴上物点对入射光瞳半径的两端所张的角，定义为入射孔径角（简称孔径角）； 二、视见函数 四、发光强度 六、亮度 4-8 物镜的聚光本领 二、光源在远距离时的聚光本领—相对孔径 4-10 象差概述 单色象差分五类：球面象差、彗形象差、象散、象面弯曲与象形畸变。前两种由近轴物的宽光束引起；后三种则是由远轴物发出的窄光束引起。 二、彗形象差 六、近轴物近轴光线成象的色差 （2）不在主光轴上物点经光具组后所成象将呈现彩色，而且随发光点离主光轴远近不同，其象的彩色也不同，称横向色差（或放大率色差）。 4-13 光学仪器的分辨本领 瑞利判据：如果一个衍射花样的主极大正好与另一个衍射花样的第一极小重合，就认为这两个象点刚能分辨，即两发光点对入射光瞳中心的张角为 时，两发光点刚能分辨。 2、望远镜物镜的分辨本领: 物镜焦平面上刚能分辨开的两个象点之间的直线距离 则 2、光栅光谱仪 光栅的角色散率： 本章重点 非正常眼的矫正 第四章 光学仪器的基本原理 助视仪器的放大本领（放大镜、显微镜、望远镜） 助视仪器的聚光本领 助视仪器的分辨本领 4-1 人的眼睛 1、 从前到后，角膜?前房?虹膜（中心为瞳孔）?水晶体（有前后两层，折射率不同）?玻璃状液?视网膜。 2、眼睛有视觉暂留作用，时间一般为1/6秒。 3、 简化眼来代替人眼。简化眼为一个折射球面，其曲率半径为5.7mm；眼折射率为4/3；物方焦距为-171.1mm；象方焦距为22.8mm。 睫状肌完全放松时，眼睛看清楚的最远点，称远点；肌肉最紧张时看清的最近点，称近点。 远点为无穷远处，近点则为25cm。 1、近视眼的矫正 方法：戴凹透镜，使无穷远处的物体经凹透镜发散成一虚象在有限远处，从而看清远物 例子：如某人近视眼的远点在2m，则应戴凹透镜，其焦距为f’： 光焦度 ： 50度的近视眼镜 。 方法：使放在明视距离处的物体经凸透镜后成象在被矫正眼的近点上。 例子：某人的近点为50cm。应戴的凸透镜的焦距f’ 为： 光焦度为 即200度的远视眼镜。 3、散光眼 散光眼轴上的物点将成为两条象线，矫正的方法是戴一柱状透镜，使其与眼的象散作用相反而相互抵消。 一、放大本领的概念 （1）常用的助视仪器有放大镜、显微镜和望远镜。 （2）假定某一线状物通过光学仪器和眼睛所构成光具组后在视网膜上产生长度为l’的象，而将这个线状物放在它在助视仪器所成的那个虚象平面上，用肉眼直接观察在视网膜上所成的象长度为l，则l’与l之比称为助视仪器的放大本领，用M表示。 注意：物体经助视仪器所成的象与肉眼观察的物体需处于同一特殊位置才能比较象与物的大小。这个特殊位置，对放大镜与显微镜，是指被观察物离人眼为明视距离处；对望远镜，则指被观察物放在远处或无穷远处。 放大本领等于象对眼的张角与物体对眼张角之比. 图 放大镜的成象示意图 ? 常见的目镜有惠更斯目镜和冉斯登目镜。 惠更斯目镜由两个同种玻璃的平凸透镜组成，两者的凸面向着物镜，前者为场镜，后者为视镜，场镜的焦距等于视镜焦距的三倍，两者相隔的距离等于视镜焦距的二倍。 冉斯登目镜由两个同种玻璃的平凸透镜组成。场镜与视镜的焦距相同，凸面相内，平面相外，两透镜的距离等于透镜焦距的2/3。 显微镜的放大本领: 4-5 望远镜的放大本领 一、开普勒望远镜 图 开普勒望远镜的光路图 望远镜放大本领： （1）空气中的望远镜，放大本领为 （2）物镜的焦距越长，目镜焦距越短，望远镜的放大本领越大，且开普勒望远镜成的是倒立的象。 二、伽利略望远镜 伽利略望远镜成的象是正立的。 两种望远镜的不同之处： （1）开普勒望远镜的视场较大； （2）开普勒的目镜焦平面在镜筒中，可在该处放置刻度尺； （3）开普勒的镜筒较长。 三、反射式望远镜（自学） 四、激光扩束器（自学） 一、光阑的概念 光学元件的边缘，或者一个有一定形状的开孔的屏