第7章光学仪器.ppt

1、2020/7/22,1,第七章 典型光学系统,2020/7/22,2,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,2020/7/22,3,5.1 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。,2020/7/22,4,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431.333 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,2020/7

2、/22,5,2、 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,2020/7/22,6,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=1l 。 距离l 以米为单位，且有正有负。,眼睛近点

3、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,2020/7/22,7,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。,2020/7/22,8,3. 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,2020/7/22,9,3. 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

4、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,2020/7/22,10,3. 眼睛,2020/7/22,11,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？,2020/7/22,12,3. 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。,2020/7/22,13,3. 眼睛,4、眼睛的分辨率,眼睛能分辨开两个很靠近

5、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。,2020/7/22,14,3. 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：,2020/7/22,15,例题,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？,2020/7/22,16,1. 投影仪器,2020/7/22,17,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；,1. 投影仪器,2020/7/22,18,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