光学仪器的基本原理教学课件

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1、光学仪器的基本原理（MoreonGeometricalOptics）只有物点和光线都限制在近轴区域的条件下，才能实现理想成像实际情况：1、色差：在白光或复色光照明时，介质的色散即使在近轴区域内，3、能量角度：进入光学系统的光束不宜过窄，离轴2、像差：成像过程偏离近轴条件像的清晰度4、像差越小，衍射效应越明显，破坏像的分辨本领均衡光学仪器的成像范围、明亮程度、成像质量和分辨能力(1)助视仪器(配合眼睛)(2)摄影投影仪器(如照相机、投影仪等)光学仪器(3)光谱仪，干涉仪，…(成像仪器)显微镜为人类打开了“近在眼前”的微小世界的大门，望远镜则帮助人类揭示了“远在

2、天边”的星球世界的奥秘。大致分类：Opticalinstruments观测对象尺度与相应的观测仪器微纳米光学4.1人的眼睛Eyesf':22.8-18.9mmf:17.1-14.2mmStructureofthehumaneye简化眼模型Someofitsimportantfeatures：(a)调节晶状体曲率(由睫状肌控制）使被看物在视网膜上清楚成像，这称为调焦。可调焦的物距有一范围，眼睛肌肉完全放松和最紧张时所能看清物体的位置分别称为远点和近点。正常眼的远点为无穷远，近点则与年龄有关，约为15cm。一般人在阅读或操作时，习惯将被观察物体放在25cm处，这

3、样既能看得较为清楚又不容易疲劳，因此通常规定25cm为明视距离，用s0表示。眼睛可分为正常眼与非正常眼，非正常眼主要有近视眼和远视眼。Nearsightedness(myopic)CorrectionNegativelens远点远点远视眼Farsightedness(hyperopic)近点CorrectionofthefarsightedeyePositivelenses近点近点散光：Astigmatism由于眼睛的角膜曲面不对称，使得折射球面变为非球面，且沿不同主截面上的焦距大小不同，从而导致不同方向的成像清晰度不同。AnamorphiclensesAt

4、estforastigmatismoftheeye.Viewthisfigurethroughoneunaidedeye.(b)视角物体的“视大小”取决于视网膜上像的大小，它又取决于被看物对眼睛节点N所张的角——视角U。(c)角分辨极限白天，最小分辨角约为1'(d)瞳孔直径：2mm—8mm，随环境明亮程度而变。TheangularsizeofanobjectU4.2助视仪器的放大本领一个短焦距凸透镜,Thesimplemagnifierisaconverginglenswithanobjectplacednearthefocalpoints.Theimage

5、isvirtualandfaraway.放大镜Themagnifyingglass视角放大率Themagnifyingpower,orequivalently,theangularmagnification用眼睛直接观察物体眼睛通过放大镜观察物体裸眼视角:新的视角:视角放大率(放大倍数)25以cm为单位单透镜3倍组合透镜20倍物镜(objective)，目镜(eyepiece)Theobjectiveformsarealimageofanearbyobject.Theeyepiece,functioninglikeamagnifyingglass,enlar

6、gesthisintermediateimage.Thefinalvirtualimage.4.4显微镜的放大本领Acompoundmicroscope小物经物镜成一个放大的实像，它作为目镜的“物”，再经目镜成放大的虚像。(目镜起放大镜的作用，眼睛通过它去看经物镜所成的实像。所以，中间实像成在目镜的焦平面上。)显微镜的镜筒长度d=16cm光学筒长经物镜，显微镜光路:经目镜后，有视角:可替换的物镜、目镜分别标有O、ME值代入y1可得到经目镜后的视角:裸眼看原物，应有视角:总的视角放大倍率:Practicalmicroscopeobjective4.5望

7、远镜的放大本领光焦度=0，望远系统(无焦系统)用来观察远处大物体的助视仪器入射平行光变为出射平行光ThetelescopeRefractingtelescope折射式望远镜1.开普勒望远镜:Keplerianastronomicaltelescope直接观察时的视角:通过望远镜观察时的视角:物镜目镜眼睛总的视角放大率对于无焦系统，视角放大率M=光线角放大率γ“无焦”是这种系统的性质，并不要求物在无限远只讲绝对值，M>1，γ>1，必有<1(空气中)。这就是说，有限远的物经望远系统成缩小的像。约束:Galileanastronomicalteles

8、cope2.伽利略望远镜:总的视角放大率:眼睛物镜目