组合透镜成像.doc

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1、•Z§1.5、透镜成像£1=J_i.薄透镜成像公式是：^7式中八u、r的正负仍遵循“实正、虚负”的法则。2.组合透镜成像如果由焦距分别为乂和兑的A5两片薄透镜构成一个透镜组（共主轴）将一个点光源S放在主轴上距透镜〃处，在透镜另一侧距透镜r处成一像V（图1-5-4）所示。对这一成像结果，可以从以下两个不阁1-5-4同的角度来考虑。因为丄5都是薄透镜，所以互相靠拢地放在一起仍可看成一个薄透镜。设这个组合透镜的焦距是/，则应有111—+—=wuf①另一个考虑角度可认为s'是S经儿5两个透镜依次成像的结果。如S

2、经/后成像Si，设&位于d右侧距^4为4处，应有111—+—=一11u、f'②因为位于透镜B右侧处，对B为一虚物，物距为再经B成像，所以II1•ZH=Ifl③由②、③可解得111+_=-uSi④比较①、④两式可知1111—+—=—+一wf'fl如果A、B中有凹透镜，只要取负的或兑代入即可。2.光学仪器的放大率实像光学仪器的放大率幻灯下、照相机都是常见的实像光学仪器。由于此类仪器获得的是物体的实像，因而放大率m—般是指所有成实像的长度放大率，即v=au。如果有一幻灯机，当幻灯片与银幕相距2.5/zr时，

3、可在银幕上得到放大率为24的像；若想得到放大率为40的像，那么，假设幻灯片不动，镜头和银幕应分别移动多少？根据第一次放映可知+i>!=2.5i?i==24«]可M胃M>=01,w,=2Amf=“lP

4、=O.O96//7•Z第二次放映111_+_=—W2°2fy2=m2U2=40w2可解得u2=0.0984m，u2=3.94w比较wi和心，可知镜头缩回1.6皿：比较什和可知银幕应移远1.54/z?。虚像光学仪器的放大率望远镜和显微镜是常见的虚像光学仪器。山于此类仪器得到的是物体的虚像，EI的是扩大观察的视

5、角，因此放大率m—般是指视角放大率。如果直接观察物体的视角为a，用仪器观察物体的视角为P，那么先看显微镜的放大率。如果有一台显微镜，物镜焦距为A，目镜焦距为人，镜筒长Z，若最后的像成在离H镜处，试证明显微镜LlIm=的放大率。显微镜的光路如图1-5-5所示，AB经物镜I成一放大实像zzfP/a阁1-5-5物镜的长度放大率因力、力相对Z都较小，而且5很靠近FI，所以•Z^L9BO卜f即*L'j位于El镜II的焦点，经El镜成一放大的虚像（通常让名久成在观察者的明视距离6/上）。因为都是近轴光线，所以此时

6、观察者从tl镜中看到的视角P为/7=tan/?=BO:•Z•Z若观察者不用显微镜，直接观看的视角a为a=tana=AB~d•Z•Z则显微镜的放大率®Ld«PIaAB.dXfiABf.f2不难看出U镜的K度放大率为m2=6"/2B0.卜S■*)<—fl—*1*42-*

7、下面再看天文望远镜的放大率，如果天文望远镜的物镜焦距为目镜焦距为A，试证明天文望远镜的放大率m=。望远镜成像光路如图1-5-6所示，远处物体必山物镜I成像然后再由目镜n在远处成一虚像（图中未画出），观察者观察的视角即为图中的P，P=。若不用

8、望远镜，观察者直接观察距望•Z远镜S远处的物体必的视角，近似为图中的cia«AB/S=AiBl/f2因此望远镜的放大率m为af2A什fi4.常见的光学仪器投影仪器电影机、幻灯机、印相放大机以及绘图用的投影仪等，都属于投影仪器，它的主要部分是一个会聚的投影镜头，将画片成放大的实像于屏幕上，如图1-5-7o由于物距u略大于焦距f，画片总在物方焦平面阁1-5-7投肜镜头R'罄QPr阁1-5-8阌1-5-9附近，像距o»f,放大率^=u/ft它与像距F成正比。一光学系统如图1-5-8所示，J为物平面，垂直于光轴

9、，Z为会聚透镜，M与光轴成45°角的平面镜。P为像面，垂直于经平面镜反射后的光轴。设物为J面上的一个“上”字，试在图1-5-9中实像面尸上画出像的形状。•Z眼睛眼睛是一个相当复杂的天然光学仪器。从结构上看，类似于照像机，图1-5-10为眼球在水平方向的剖面图。其中布满视觉神经的网膜，相当于照像机中的感光底片，虹膜相当于照像机中的可变光阑，它中间的圆孔称为瞳孔。眼阁1-5-10球中的晶状体是一个折射率不均匀的透镜，包在眼球外面的坚韧的膜，最前面的透明部分称为角膜，其余部分为巩膜。角膜与晶状体之间的部分称为

10、前房，其中充满水状液。晶状体与网膜之间眼球的腔，称为后房，其中充满玻璃状液。所以，眼睛是一个物、像方介质折射率不等的例子。聚焦光无穷远时，物焦距戶17.1皿7,像方焦距戶22.8。眼睛是通过改变晶状体的曲率（焦距）来调节聚焦的距离。眼睛肌肉完全松弛和最紧时所能清楚看到的点，分别称为它调节围的远点和近点。正常眼睛的远点在无穷远。近视眼的眼球过长，无穷远的物体成像在网膜之前，它的远点在有限远的位置。远视眼的眼球过短，无穷远的物体成像在网膜之后（