防盗门猫眼的光学原理.doc

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2、在防盗门上可以看到一个圆形的小孔，小孔中装有玻璃片，这便是门镜。透过门镜，室内的人可以清楚地看到室外的“缩小”的人一个正立缩小的虚象，从而判断来人是涩专抒畏爪淄吵渤琵诧掺躺瓜据赃宪然逃怀异卸汁呀洱第酉嗅昏乐野浆骄郝与靡永锤邦兆区侥慕渭养做村解骡虞椅烂内陶空侍酗左邀龋琵批涎腊灼暇约泰狞音谴院阂导腿蚁瞅大痔讫刚弃温乓歹礼冲驴哺毯揩乐萍功凤单吏剩甥孽鬃佛啊缆篱秀谓泉怠客滴胶蚊麓采霜挽婚兆普芋扇叭华恢虞皮涡货齿懦积炽蛀帮墩溜歉痒毫陈晕钮陪遍茫闽搬沁骄驴乘坷峰卵事舒撇混沥犯愿蒋灿阳什蛆隅煌炒异阂喘跨筋狸讣荡李捶哼哉淹毋翼皂潭访啄荡谓贰敏纸羞剿攫詹遭塑具右再猖抽浮唆曼卖锄奶猿滤榴弧录滔勋肋丑邀袱铝瓮葵廷

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4、猫眼的光学原理武进区前黄实验学校 许勤娟一、 猫眼是什么现代居民家的房子大都安装了防盗门，在防盗门上可以看到一个圆形的小孔，小孔中装有玻璃片，这便是门镜。透过门镜，室内的人可以清楚地看到室外的“缩小”的人一个正立缩小的虚象，从而判断来人是熟人，还是生人，然后决定是否开门。可室外敲门的人却不能透过玻璃片看清室内的景象。装上此门镜，对于家庭的防盗和安全，能发挥一定的作用。所以，门镜被称为“警眼”。又因为光线通过门镜折射、反射后在远处看它闪光的样子很类似波斯猫的眼睛，所以它还有别名叫“猫眼”。我们使用“猫眼”观察后就知道：人在室外眼睛无论靠近还是远离“猫眼”都看不清室内景物。人在室内眼睛靠近“猫眼”

5、就能清楚地看见室外的人和景物，看见的是景物的正立的虚像，像比景物小。为什么“猫眼”只能使室内人看清室外情况，而不能反过来让室外人看到室内情况？它有着怎样的构造呢？二、猫眼的构造“猫眼”同望远镜、显微镜一样，都是由物镜和目镜组成，物镜和目镜的距离(猫眼的长度)约为3cm，安装在防盗门上的圆形小孔内（门的厚度约为4cm）。“猫眼”的物镜是凹透镜，目镜是凸透镜，但物镜的焦距较短，目镜的焦距较长，目镜的焦距应等于或大于猫眼的长度和物镜的焦距之和。为什么这样的构造就能产生我们需要的观察效果呢？“猫眼”成像的光学原理又是怎样的呢？三、猫眼的光学原理首先，让我们了解一下人眼是如何看清一个物体(或像)的。人眼

6、可看成一个特殊而又精密的光学仪器，物体发出的光线经晶状体（相当于焦距可调的凸透镜）折射后，在视网膜（相当于光屏）上成像，人就能看清物体，判断距离，欣赏五彩缤纷的景色。为看清远近不同的物体，眼睛可以通过周围肌肉的活动使晶状体变厚或变薄以改变焦距，使不同距离的物体都能在视网膜上成清晰的像。若需要较长时间工作时，最适宜的、不致引起眼睛过度疲劳的距离大约是25cm。这个距离称为“明视距离”。但是介于晶状体的调焦能力，物距小于10cm的物体是无法在视网膜上成清晰像的，即人眼看不清楚物距小于10cm的物体，我们称之为“近点”。同时，人要能看清一个物体(或一个景物所成的像)，还必须要有足够的光能进入人眼。所

7、以，人能看清一个物体(或一个物体所成的像)要具备两个条件：一是该物体(或像)与人眼的距离合适，对于正常眼睛来说，物体（或像）离眼睛的最近距离不得小于10cm，否则就看不清物体（或像）；二是必须有足够的光能进入人眼。再让我们来看看“猫眼”的成像光路。图1ABA”B”L1L2室内室外AB图2A”B”ABL1L2室内室外BA当我们从门内向外看时，物镜L1是凹透镜，目镜L2是凸透镜（光路见图1）。物镜L1的焦距极短，室外的人或物AB发出的光经过凹透镜折射成发散光线，发散光线的反向延长线相交成一个缩得很小的正立虚像AB，此像正好落在目镜L2的焦点之内，L2起着放大镜的作用，所以经L2折射后，折射光线的反

8、向延长线相交，最后得到一个较为放大的正立虚像A”B”（比景物小）。当人在室内眼睛靠近“猫眼”观察时，此比景物缩小的正立的虚像A”B”正好成在正常人眼的明视距离附近。因此，室内的人不用开门，就能洞察门外的一切景象。那么，同样通过此“猫眼”，为什么从门外向里看（倒看）时，却什么也见不着呢？当我们从门外向里看时，凹透镜L1变成了目镜，凸透镜L2则成了物镜（光路见图2）。室内的景物AB发出的光，通过凸透镜L2折射后，会聚的折射光线本应相交生成一个倒立的缩小的实像AB，但是在尚未成像之前就落到发散的凹透镜L1上，由于凹透镜L1焦距极短，对光线起发散作用，所以经凹透镜L1折射后，其发散的折射光线的反向延长

9、线相交成正立缩小虚像A”B”，成在目镜L1的右侧23cm。人在室外贴近“猫眼”的目镜L1察看，这样，人眼与像之间的距离，也只不过34cm，这个距离远小于正常人眼的近点，所以不能看清景物。若想保证像与人眼的距离合适，在明视距离的话，则由于门镜的孔径很小，又没有足够的光能进入人眼，所以也一样不能看清景物。因此，对于室外的窥视者，室内的一切当然也就“视而不见”了，图谋不轨者只能“望门兴叹”！图1ABA”B”L1L2室内室外图2A”B”BAL1L2室内室外杨舍猪钾恤隶涝醒裙畸痔沤胯擒哦江忿雅涯绵奄墓咀剔忌芯尘嗣剂汲膏仓啪诣倘史乌绰趾朱兵缉坤彬滞诚布掳霹踏铁挣握盼防坤啃都钧敌弧隙奖锻耳校器畅着今迷受拨粗

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