二章光学仪器的基本原理0ppt课件.ppt
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1、第二章 光学仪器的基本原理,2.1 人的眼睛 2.2 助视仪器的放大本领 2.3 目镜 2.4 显微镜的放大本领 2.5 望远镜的放大本领 2.6 光阑 光瞳 2.7 光度学概要光能量的传播,2.8 物镜的聚光本领 2.10 象差,*2.1 人的眼睛,一、人眼的结构,(从光学仪器的角度来讲),从几何光学的角度,,瞳孔控制进入人眼的光通量。,几个名词:,晶状体可调焦距的凸透镜。,视网膜接收象。,二、简化眼,从几何光学的观点来看,人眼是一个由不同介质 构成的共轴光具组,因而可以简化成单折射球面 的简化眼。,F,n=1,n=4/3,f =22.8mm,三、人眼的调节功能,正常眼,远点,近点(随年龄变
2、化),明视距离 25 cm,非正常眼,近视眼远点不在,凹透镜矫正。,远视眼近点变远,凸透镜矫正。,散 光 角膜曲率不均匀。,光焦度:,单位:屈光度=1/米,度数=100屈光度,近视眼,凹透镜矫正。,远视眼,凸透镜矫正。,2.2 助视仪器的放大本领,一、放大本领的 概念,1. 眼睛对物体大小的感觉,u,物体对人眼张开的视角u,2. 放大本领,-l,u,P,Q,P,Q,-l,Q,P,-l,u,l:不用助视仪器在视网膜上的象长。,l:用助视仪器在视网膜上的象长。,u:经助视仪器后的象对人眼张开的视角。,放大本领,透镜的放大本领:,二、放大镜,F,u,y,y,-s,2.3 目镜,一、目镜的作用,目镜是
3、复杂的放大镜,其特点:M大,视场大, 可以校正象差。,目镜一般由两个或 几个薄透镜组成,接目镜(视镜),向场镜(场镜),二、两种目镜,1. 惠更斯目镜,H,H,F,L1,L2,组合:,消色差,特点:,(1) 消色差;,(2)只能接在物镜后,使成象在明视距离, 起放大作用;,(3)视场大。,2. 冉斯登目镜,H,H,F,组合:,特点:,(1)直接可当放大镜使用;,(2)与惠更斯目镜比较,可直接作放大镜 观察实物,惠更斯目镜只能观察象;,(3)整个系统比较长。,2.4 显微镜的放大本领,显微镜,物镜一组透镜,焦距f1短,目镜一组透镜,焦距f2,简化为 单个透镜,F1,F2,物镜,目镜,光学间隔 =
4、 F1F2, l(筒长),f1 , f2很短,-u,-y1,y,显微镜的放大本领:,2.5 望远镜的放大本领,望远镜,物镜,f1长,目镜,反射镜反射式望远镜,透镜折射式望远镜,会聚开普勒望远镜,发散伽利略望远镜,一、开普勒望远镜,无穷远的物,F1,F2,u,-u, = 0,-y1,远物,小视角,放大本领:,有限远的物,F1,F2,放大本领:,M0,倒立象,u,-u,二、伽利略望远镜,M0, 正立虚象,放大本领:,三、反射式望远镜(天文望远镜),牛顿式反射望远镜,格雷戈里式望远镜,卡斯格伦式望远镜,近代,采用施密特物镜,哈勃太空望远镜,四、激光扩束器,会聚产生 电 离,倒装的伽利略望远镜,补充:
5、设开普了勒望远镜和伽利略望远镜的物镜和目镜之间的距离均为10cm,视角放大率均为3倍,分别求它们的 f1, f2 。,2.6 光阑 光瞳,一、光阑的概念,光阑光学系统中具有透光孔的屏。,作用:,1. 限制孔径角大小,2. 限制轴外成象光束,3. 控制光通量,4. 挡掉杂散光,以作用分类:,有效光阑限制轴上物点孔径角,视场光阑限制轴外成象,二、有效光阑和光瞳,有效光阑在所有各光阑中,限制入射光束 最起作用的那个光阑。,是针对轴上某一点而言。,P,Q,P点“1”有效光阑,Q点“2”有效光阑,1,2,(1)对指定某一物点而言;,特点:,P,P,A,B,B,A,AB为P点 的有效光阑,入射光瞳限制入射
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