4-4光學儀器

複式顯微鏡

照相機

放大鏡

鏡片

凸透鏡

物:2倍焦距外

位置:透鏡焦點內

物:焦點內

正立放大虛像

縮小實像

使用放大鏡時,不論成像性質如何,看似都在物體同側,是由於人類大腦的判斷結果,不見得是真正的成像位置。

單筒望遠鏡

折射式

鏡片

反射式

目鏡、物鏡都是凸透鏡

鏡片

物鏡:凹面鏡

平面鏡45度角放在凹面鏡的焦點附近

物:無限遠平行光射入

像:凹面鏡會聚光線到平面鏡-->平面鏡反射光到目鏡-->焦距較短的目鏡折射成放大像。

鏡片

凸透鏡*2

第一成像:

物鏡的物放在1~2 f間,第一成像:倒立放大實像(成為目鏡的物)

第二成像:

目鏡的物落在目鏡 f 內,成為正立放大虛像

最後成像

放大虛像,上下顛倒、左右相反

第一成像

第二成像

物鏡的物很遠,都在2 f 外,第一成像為倒立縮小實像

物鏡的成像為目鏡的物,在目鏡 f 內,成一個正立放大的虛像

最後成像

上下顛倒、左右相反的放大虛像

共放大2次

鏡片

一組透鏡,功用如凸透鏡,能使底片感光的工具

為什麼如凸透鏡,而不是凹透鏡?

因為要成實像使ccd或底片感光,而凹透鏡只能成虛像

成像

倒立(凸透鏡的縮小像一定是倒立的)縮小(人這麼大,當然是縮小)實像(凸透鏡要匯聚)

成像倒立縮小實像,代表物體一定要放在透鏡組的兩倍焦距外,成像在F~2F之間

物距太遠

成像位置太近透鏡,感光材料無法呈清晰的像

法1:把感光材料移近透鏡

法2:縮短物距

法3:增加焦距

物距太近

成像位置太遠透鏡

法1:把感光材料向後移,離開透鏡

法2:增加物距

法3:縮短焦距

調焦

意義:平時照像,如果不使用變焦鏡頭,所謂調焦,實際上是調整鏡頭與底片的距離,使其和像距相同

照遠物

鏡頭需縮短

變焦鏡頭需增加焦距

照近物

鏡頭需伸長

變焦鏡頭需縮短焦距

備註

物距由無限遠移至兩位焦距時,像距僅由焦點移至兩倍焦距;也就是說,在物距在無限遠與兩倍焦距間,改變物距,對像距的影響不大

眼睛

構造

水晶體

瞳孔

功能如光圈,可以調整大小,以控制進入眼睛的光量

視網膜

如底片,可以感光產生影像

如凸透鏡,水晶體可以變薄變厚,因此不同點在水晶體可以調整焦距,一般透鏡則不能(可以把影像做微小的偏折)

成像

倒立縮小實像,但由大腦解讀成正立的實像

視覺形成過程

外來光源-->角膜(主要折射光線的地方)-->瞳孔(由虹膜控制)-->水晶體(由睫狀肌控制薄厚;睫狀肌收縮,曲度變大,適合看近物)-->水樣液(玻璃狀液)-->視網膜-->視神經-->大腦

備註

相機底片和視網膜都是倒立的像,為什麼?人的水晶體=相機鏡頭,都是凸透鏡。但因底片和視網膜大小的關係,必為縮小實像。凸透鏡的縮小實像是倒立的。

正常眼睛

看遠物

呼應照相機的物距太遠的法三

水晶體變瘦長,焦距變長,使成像落在視網膜上。

看近物

水晶體變肥厚,焦距變短,使成像落在視網膜上。

呼應照相機的物距太近的法三

不正常眼睛(眼睛無法調焦時)

近視

不能調焦距,則因物體太遠,成像太前面,而無法得到清晰的像。唯有將物體移近(縮短物距-法2),才能在視網膜上成像

遠視

不能調焦距,則因物體太近,成像太後面,而無法得到清晰的像。唯有將物體拿遠(延長物距-法2),才能在視網膜上成像。成了遠視眼。

老花眼

肌肉鬆弛,水晶體較扁平,較適合看遠物

成因

眼球過短或水晶體曲率過小(焦距太長),使成像在視網膜後

由調焦觀念得知

焦距較長時適合看遠物,看近物時,因為物距較短,所以像距較長,成像在視網膜後,所以模糊不清

成像過後,會聚太晚。故用凸透鏡治療

病徵

看得清楚近物,看不清楚遠物

病徵

看得清楚遠物,看不清楚近物

成因

眼球過長或水晶體曲率過大(焦距太短),使成像在視網膜前

由調焦觀念得知

焦距太短時適合看近物;看遠物時因為物距長,所以像距短,成像在視網膜前,所以模糊不清

成像過前,會聚太早。故用凹透鏡治療