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4-4光學儀器 (眼睛 (構造 (水晶體 (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))…
4-4光學儀器
眼睛
構造
水晶體
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)
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
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
病徵
看得清楚近物,看不清楚遠物
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
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。
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
看得清楚遠物,看不清楚近物
老花眼
肌肉鬆弛,水晶體較扁平,較適合看遠物
複式顯微鏡
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
共放大2次
放大鏡
鏡片
凸透鏡
像
物:2倍焦距外
縮小實像
物:焦點內
正立放大虛像
物
位置:透鏡焦點內
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。
照相機
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
單筒望遠鏡
折射式
鏡片
目鏡、物鏡都是凸透鏡
第一成像
物鏡的物很遠,都在2 f 外,第一成像為倒立縮小實像
第二成像
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
反射式
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。