光學(xué)儀器的基本原理.ppt

第四章光學(xué)儀器的基本原理 4 1眼睛 A 結(jié)構(gòu) 角膜 厚度 0 55mm 水晶體 中央 n 1 42 軟外部 n 1 373 硬 視網(wǎng)膜 1億2千5百萬細(xì)胞 錐狀 顏色 細(xì)節(jié)桿狀 光強(qiáng) 位置 中央凹 0 25mm大量錐狀細(xì)胞 明視距離 人眼所見的 都是視網(wǎng)膜上所成的實(shí)像 無論是實(shí)物 實(shí)像 還是虛像 經(jīng)過眼睛后 都在視網(wǎng)膜上成實(shí)像 示意眼 空氣 角膜 晶狀體 視網(wǎng)膜 玻璃液 水狀液 近視眼 nearsightedeye或myopiceye 遠(yuǎn)點(diǎn)在有限距離 定義視度 1 遠(yuǎn)點(diǎn)距離L 米 單位 屈光度 近視度 視度 100 例 L 1m時(shí) 近視度 100度 L 0 5m時(shí) 近視度 200度 遠(yuǎn)視眼 farsightedeye或hyperopiceye 近點(diǎn)大于明視距離 眼鏡校正 遠(yuǎn)視 近視 近視眼的激光手術(shù)治療 治療前 治療后 散光 astigmatism 橫向和縱向聚焦不在一個(gè)平面上 色盲 color blind 不能分辨某些顏色 其它特性 角分辨力 黃斑中心 1 例 一尺外分辨細(xì)節(jié)0 1mm 色分辨力 1nm 靈敏度 絕對(duì)暗閾值 10 6lux 30公里外的一支燭光 放大鏡 是一種目鏡 作用是成一放大的虛像 便于眼睛觀察 可以通過比較y 與y得到放大鏡對(duì)物體的放大率 也可以比較它們對(duì)眼睛張角的變化得到角放大率 目鏡 目鏡用在光學(xué)儀器上 作用與放大鏡相似 都是成一個(gè)眼睛可直接觀察的虛像 通常都與物鏡結(jié)合使用 觀察物鏡所成的實(shí)像 惠更斯目鏡 冉斯登目鏡 接目鏡 向場(chǎng)鏡 顯微鏡 具有高放大倍數(shù)的光學(xué)儀器由物鏡組和目鏡組構(gòu)成 RobertHooke smicroscope microscope 物鏡 目鏡 顯微鏡光路與原理 顯微鏡的角放大率 顯微鏡的角放大率 An1879CarlZeissJenaOpticalmicroscope Stereomicroscope Scientistusingastereomicroscopeoutfittedwithadigitalimagingpick up Soviet mademiniature2 5 17 5monocular The100inch 2 5m HookerreflectingtelescopeatMountWilsonObservatorynearLosAngeles California TheHubbleSpaceTelescopeasseenfromSpaceShuttleDiscoveryduringitssecondservicingmission 望遠(yuǎn)鏡 用于觀察遠(yuǎn)處物體 將物體對(duì)眼睛的張角擴(kuò)大 相當(dāng)于在近處成一縮小的實(shí)像 再通過目鏡觀察 處物 對(duì)物鏡的張角 很小 開普勒望遠(yuǎn)鏡 Galileo望遠(yuǎn)鏡 Parameterslistedontheprismcoverplatedescribinga7powermagnificationbinocularwitha50mmObjectivediameteranda372footFieldofviewat1000yards 波羅組合棱鏡 使實(shí)像倒轉(zhuǎn)為正像 目鏡 物鏡 雙筒望遠(yuǎn)鏡 波羅組合棱鏡 Abbe Koenig roofprism design DoublePorroprismdesign 照相機(jī) 單鏡頭反光照相機(jī)Single lensreflexcamera SLR 旁軸取景器式照相機(jī)Rangefindercamera 箱式照相機(jī) 雙鏡頭反光照相機(jī) 成像鏡頭 取景鏡頭 底片 單鏡頭反光照相機(jī) 底片 鏡頭 毛玻璃 反光板 五棱鏡 單反相機(jī)的取景成像機(jī)制 反光板 透反鏡 眼睛 成像鏡頭 鏡頭與反光板機(jī)械聯(lián)動(dòng) 實(shí)現(xiàn)調(diào)焦 照相機(jī)的幅面與視角 135相機(jī)底片 24 36 120相機(jī)底片 60 60 220相機(jī)底片 120 60 120膠卷 135膠卷 數(shù)字照相機(jī)結(jié)構(gòu) 作用將落在它上面的鏡頭成像的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)種類CCD ChargeCoupledDevice 電荷耦合器件CMOS ComplementaryMetal Oxide Semiconductor 互補(bǔ)型金屬氧化物半導(dǎo)體 影像傳感器 Sensors CCD的三層結(jié)構(gòu) 上 聚光鏡片中 彩色濾鏡陣列下 感應(yīng)電路 聚光鏡片 彩色濾鏡陣列 感應(yīng)電路 疊層分色記錄型 照相機(jī)的鏡頭 為了獲得高質(zhì)量的影像 鏡頭通常由多組球面透鏡構(gòu)成 可以消除色差 像差 球差 彗差等 鏡頭的焦距 24x36 焦距越長 視角越小 鏡頭的焦距與像的大小 通過增大像距放大圖像 在鏡頭與相機(jī)之間加接圈 近攝接圈 標(biāo)準(zhǔn)鏡頭 standard lens f 45 55mm 長焦鏡頭 tele lens f 75mm 廣角鏡頭 wide lens f 40mm 物距與景深 景深 焦深 孔徑小景深大 在f 32 背景很清楚 在f 5 6 光圈開大 使背景模糊 讓花與背景分離 f 2 8 利用淺景深主題貓也與背景分離 使用非常淺景深的微距鏡頭 景深與焦距 鏡頭參數(shù) 光圈數(shù) F數(shù) 物距 景深指示 對(duì)應(yīng)光圈數(shù)之間的距離為景深 光圈 調(diào)節(jié)曝光量 改變成像質(zhì)量 F數(shù) 1 1 2 1 4 2 2 8 4 5 6 8 11 16 22 2 21 快門 控制曝光量 高速時(shí) 是一條光縫掃過底片 速度1 t B 1 2 4 8 16 30 60 125 250 300 500 1000 2000 縱向高速鋼片快門 高速攝影 1 2 3 4 投影儀器 照明系統(tǒng) 成像系統(tǒng) 光源 聚光鏡 成像鏡 屏幕 放映機(jī) 投影儀 棱鏡光譜儀 單色儀 色散儀器 2 用逐次成像 理想光具組或矩陣方法求出圖中透反射鏡的焦距 涂反射膜