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1、工程光学-第六章1第一页,讲稿共二十六页哦第六章 典型光学系统 熟悉:成像特性、结构和主要参数。眼睛,放大镜,显微镜,望远镜摄影系统,投影系统这类光学系统是直接扩大人眼的视觉能这类光学系统是直接扩大人眼的视觉能力的,称为目视光学系统力的,称为目视光学系统 2第二页,讲稿共二十六页哦一一、眼睛的结构 第一节 眼睛及其光学系统 1、结构与组成:角膜、前室(水状液)、水晶体和后室(玻璃体)、视网膜、瞳孔、黄斑、视轴与眼轴 人眼本身相当于摄影光学系统人眼本身相当于摄影光学系统3第三页,讲稿共二十六页哦眼睛的结构在角膜和视网膜之间的生物构造在角膜和视网膜之间的生物构造均可以看作成像元。均可以看作成像元。
2、4第四页,讲稿共二十六页哦2、眼睛的成像:人眼相当于一个摄影系统,角膜相当于一个凸凹镜,水晶体相当于一个双凸镜。物点在视网膜上形成一个倒立的实像,但这一倒像的感觉经神经系统的作用,给人以正像的视觉。5第五页,讲稿共二十六页哦眼睛的物方和像方焦距不相等。f=-17.1mm f=22.8mm在调焦范围内,-f=14.217.1mm f=18.922.8mm6第六页,讲稿共二十六页哦虹膜的作用:孔径光阑,自动调节进入人眼的光能。瞳孔直径的调解范围:28mm.直视太阳或正视激光束能在视网膜上烧成一盲斑,使人在观看任何景象时,总有一块或数块区域是黑斑。7第七页,讲稿共二十六页哦二、眼睛的调节及校正 1、
3、眼睛的调节:眼睛成像系统对任意距离的物体自动调焦的过程2、眼睛的调节能力:f的变化范围约为18mm23mm8第八页,讲稿共二十六页哦眼睛的调节能力:能清晰调焦的极限距离范围表示。其中,lr、lp分别为远点距离和近点距离;R1/lr,1/lp为远点和近点的发散度(或会聚度);单位为折光度(或称屈光度)9第九页,讲稿共二十六页哦影响因素:调节能力随年龄增大而减少 明视距离:习惯上把物置于眼前250mm处,称作明视距离。10第十页,讲稿共二十六页哦3、非正常眼及其校正:正常眼和反常眼:正常眼:眼睛的远点在无限远眼睛光学系统的后焦点在视网膜上;反常眼:眼睛光学系统的后焦点不在视网膜上;近视眼和远视眼(
4、老花眼):近视眼:远点位于眼前有限距离远视眼:远点位于眼后有限距离 11第十一页,讲稿共二十六页哦校正方法:12第十二页,讲稿共二十六页哦视度:远点发散度远点距离lr(单位为m)的倒数表示近视眼或远视眼的程度,称为视度,单位为折光度(或屈光度)。通常医院和眼镜店把一屈光度(1D=1m-1)称作100度。13第十三页,讲稿共二十六页哦三、眼睛的辐射接收作用视网膜:由锥状细胞和杆状细胞组成,两种细胞各有不同的任务;杆状细胞:对光刺激极敏感,但完全不感色;锥状细胞:感光能力差,但能对各色光有不同的感受。14第十四页,讲稿共二十六页哦适应:眼睛对周围空间光亮情况的自动适应程度。明适应和暗适应:由暗处进
5、入亮处,瞳孔自动缩小;由亮处进入暗处,瞳孔自动放大。15第十五页,讲稿共二十六页哦四、眼睛的分辨率1、眼的分辨能力:眼能够分辨最靠近的两相邻点的能力称为眼的分辨能力,或视觉敏锐度。2、视角:物体对人眼的张角称作视角。3、视角鉴别率:人眼能分辨的最小视角.由于眼睛具有较大色差,视角分辨随光谱而异,连续光谱中间部分的视角鉴别率高于红光和紫光部分的鉴别率。4、视角敏锐度:极限鉴别能力的倒数.16第十六页,讲稿共二十六页哦第二节 放大镜 目视光学仪器的基本工作原理:物体通过仪器,其像对人眼的张角大于人眼直接观察物体时对人眼的张角。17第十七页,讲稿共二十六页哦一、视觉放大率:用仪器观察物体时视网膜上的
6、像高yi与用人眼直接观察物体时视网膜上的象高ye之比,用表示 上式又可写作视角放大率的形式 18第十八页,讲稿共二十六页哦放大镜的视觉放大率:D为明视距离25cm19第十九页,讲稿共二十六页哦第三节 显微镜系统 一、显微镜的视觉放大率1、显微镜:物镜和目镜构成,其间隔比它们各自的焦距大得多.20第二十页,讲稿共二十六页哦2、视觉放大率为物镜像方焦点到目镜物方焦点距离(光学间隔);fo物镜焦距,fe目镜焦距.21第二十一页,讲稿共二十六页哦第四节 望远镜系统 望远镜的结构与显微镜类似,也是先由物镜成中间像,再通过目镜来观察。不同的是,望远镜所要观察的是很远的物体,中间像成在物镜的像方焦面上。所以,望远镜的物镜焦距较长,而物镜的像方焦点和目镜的物方焦点几乎重合。22第二十二页,讲稿共二十六页哦一、望远镜的视角放大率:开普勒望远镜 D和D分别为望远镜的入瞳和出瞳孔径.23第二十三页,讲稿共二十六页哦上式表明:物镜的焦距愈长,放大倍率愈高;物镜孔径越宽,放大倍率越高。因此高倍率望远镜采用大孔径长焦距物镜。24第二十四页,讲稿共二十六页哦2、其它形式的望远系统:加入棱镜转像系统的军用望远镜 25第二十五页,讲稿共二十六页哦伽利略望远镜:26第二十六页,讲稿共二十六页哦