第二章 几何光学成像4汇总

电子显微镜是根据电子光学原理， 用电子束和电子透镜代替光束和 光学透镜，使物质的细微结构在 非常高的放大倍数下成像的仪器。
电子显微镜的分辨能力以它所 能分辨的相邻两点的最小间距来 表示。 (人眼的分辨本领约为0.1 毫米)。现在电子显微镜最大放大 倍率超过300万倍，而光学显微 镜的最大放大倍率约为2000倍， 所以通过电子显微镜就能直接观 察到某些重金
造成远视的原因
Байду номын сангаас
可能是角膜曲率半
径太大或眼球前后
距离太小，物体成
近点 正常眼近点
像在视网膜前面。
远视眼矫正
矫正方法是配戴适当焦度的凹透镜，利用凹透镜将处
于正常人明视距离处的物体成像于远视人的近点处。
例2：某远视眼的近点距离为1.2m，要看清12cm 处的物体，要配戴怎样的眼镜？
解：s 0.12m s' 1.2m
Δ Fe s2
-y'
Fe'
fe
w
y s0
， w'
y' fe
，
M
w' w
y'/ fe y / s0
y' y
s0 fe
Vo M e
Vo
x'
f
' o
x'
Vo
fo
M s0
fo fe
电子显微镜简介
电子显微镜的产生要追溯到19世纪末的一系列科学发现。当 时Abbe建立了显微镜分辨率的理论，即认为用显微镜看不到 比显微镜的光源波长还小的物体。从这个理论出发，人们意 识到用光学显微镜看不到原子。不过从另一方面看，Abbe 的理论也指出了，如果能找到一个比光波波长还短的光源， 就能提高显微镜的分辨率。1924年是近代科学史上的新纪元 德布罗意提出了波粒二重性的假说．并很快的为电子衍射的 发现所证实。汉斯.布什又开创了电磁透镜的理论。具备了 上述两个条件，使人们产生了制作一个新型显微镜的想法， 即用具有波动性的电子做光源，再用电磁透镜来放大。1932 年德国KnoU和RMsLa制成了第一台电镜。1934年他们又把 电镜的分辨串提高到500人，这是近代电镜的先导。
度比正常眼大，其第二焦点
远点
在视网膜前面，不在视网膜
上，看不清远处的物体。
近视眼及矫正
造成近视的原因可能是角膜曲率半径太小或眼球前后距离
太大，物体成像在视网膜前面。矫正方法是配戴适当焦度的
凹透镜，将无穷远处的物体成像于近视人眼的远点处。
例1：某近视眼的远点在眼前50cm处，今欲使其 看清无穷远处的物体，则应配戴多少度的眼镜？
25cm
y
w'
放大镜原理
放大镜的视角放大率：
M ',
' y
f
，
y s0
, M ' s0 f
2. 显微镜的成像过程和放大本领
特点 fo fe s0 fo，fe ，△为光学筒长
视角正负的规定：从光轴转向光线顺时针为正，逆时 针为负，均为锐角
Lo
Le
y
Fe
Fe'
fe
Lo y
-y''
Le
-w′
Q1
'
望远镜的视角放大率：
M '
M
'
y1
fO fO
, ' y1
fE
， 负号表示像是倒立的
fE
开普勒和伽利略望远镜：
若 f E 0, fO 0，称为开普勒望远镜； 若 f E 0, fO 0 ，称为伽利略望远镜。
解：由题意所配眼睛应能将无穷远的物体成像 与50cm处，则：
s
s' 50cm
代入公式
111 s' s f '
1 1 1 50 f '
解得：f'= -0.5m
P 1 200 度 f'
b、远视眼：近点大于12cm
近视眼共轴球面系统的焦度比正常眼小，其第二焦点 在视网膜后面，不在视网膜上，看不清远处的物体。
C
F2
曲率半径：5.7mm
17.1mm
f1
22.8mm
f2
(6)眼的调节
为了将远近不同的物体成像在视网膜上，眼睛通过睫状
肌调节晶状体表面的曲率半径，改变其焦度。
远点
近点
眼睛能看清的最远的 物体与眼睛之间的距离 称为远点。观察处在远 点的物体时，睫状肌处 于完全放松状态，减小 晶状体的表面曲率减小
眼睛能看清的最近的物 体与眼睛之间的距离称为 近点。观察处在近点的物 体时，眼睛处于最大调节 状态，压缩晶状体使其表 面曲率增加，焦距缩短。
视力正常的眼睛，远 点在无穷远处。
视力正常的眼睛，近点 距离约为10~12cm。
(7)明视距离
对于一个视力正常的人，不易引起眼睛过渡疲劳的最
适宜的距离约为s0 25cm，这个距离称为明视距离。
（8）眼的屈光不正及其矫正
眼的屈光不正分为近视眼、远视眼和散光眼几种。
a．近视眼：远点不在无穷远处。
近视眼共轴球面系统的焦
§2-5 光学仪器
5.1投影仪器
典型仪器：电影机，幻灯机
特点：s' f , s f
V s' s sf
5.2照相机
特点：s' f ' s变化很大但 s' 很小
5.3眼睛
（1）眼睛的特点：像距基本不变，通过焦距变化 来实现清楚成像
（2）远点和近点：
（3）明视距离：s0 25cm
（4）视角：物体对眼睛中心的张角称为视角，
记为： y
s
n=1.33
y1
w1 w2
w2w' 1' y2' y1'
l
最大视角：
0
人眼的最小分辨角：
y s0
1'
2.9 104
rad
定义视角的意义： y' s'tg s'
(5)简约眼：
定义：生理学上把眼睛简化为一个单球面
折射系统，称为简约眼。图示：
光焦度：54.48D F1
n=1.33
从于设而 人计可 眼原使 本理物 身：体 的提在局高视限物网性体膜，对上物人成体眼一太的个近视较，角大使。的得象人。眼但肌由肉 过分紧张，看物体很不舒服，这就需要一个帮助 眼睛观察微小物体的助视光学仪器。
1. 放大镜：
w
y
特点：f s0 y’
如图所示，将物体置于明 视距离25cm处，视角为w， 经放大镜放大后，视角增 为w'，放大镜的角放大率 用M表示。
3.望远镜(Telescopes)
1.构造特点:
1）物镜的焦距 fo较长,口径大;
2）目镜的焦距 fe较短,口径小;
3）物镜的第二焦点和目镜的
第一焦点重合。
图示：双筒望远镜
4）望远镜的孔径光阑是物镜
1）定义：2）结构和光路： 特点：f E fO , 0
Lo
Le
Oo
F0, Fe Oe y1
代入高斯公式 1 1 1 s s' f '
解得
1 1 1 0.12 1.2
f ' 6 m 45
P 1 7.5D 750度 f'
c．散光眼
散光眼成像 散光眼的矫正方法是配戴适当的柱面透镜。
物体5.移当4 近我助眼们视前为仪，了器这看清样微就小增物大体了时物，体总对是人习眼惯的于张将角，