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时间:2020-07-31
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1、关于小孔成像原理的深度分析图壹如图所示,红线或蓝线都代表着来自右边被成像物的光线。这光线在左边的屏幕上形成光点a或光点b。a点只会接收右边cd这个范围内来的光线,且其强度是cd这个范围内的光线强度的平均(因为cd上任意一点的光线都会到达a);同样道理,b点只会接收ef这个范围内来的光线,且其强度是ef这个范围内的光线强度的平均(因为ef上任意一点的光线都会到达b)。所以,大孔是用cd这么大的区域来扫描被成像物成像的,小孔是用ef这么小的区域来扫描被成像物成像的。由于cd要远大于ef,所以小孔成像的分辨率就会比大孔高。显然,如果孔的大小不变,像距(像到小孔的距离)不变,而物距增加,那么成
2、像的分辨率就会下降(因为这会导致用更大的区域来扫描被成像物),相反则分辨率上升。如果孔的大小不变,物距不变,而像距增加,那么成像的分辨率就会上升(因为这会导致用更小的区域来扫描被成像物),相反则分辨率会下降。所以,当屏幕距离小孔十分近的时候,我们就会在屏幕上看到一个光斑,这是因为分辨率太低的结果。图贰上图就是阳光透过窗户在地面上所形成的光斑。由于窗户孔比较大,像距又比较小,所以只能形成太阳的光斑,而不能成太阳的像。不过,大小事相对的,在上述条件下,如果像距比较大,这么大的孔也不是不可以成太阳的像的。设小孔的直径为φ,物距为U,像距为V,屏幕上的点所对应的被成像物的范围为W,则W=φ(U
3、/V+1)地球距离月亮的距离是38万公里,假设我们的像距是1米,小孔的直径是0.01毫米,如果没有计算错误的话,这个小孔对月亮成像的时候,将以3800米的范围来扫描月亮。所以其比3800/2米小的细节就难以成像清楚了(原因是孔的大小及像距的限制导致分辨率不够了)。小孔成像公式:图叁如上图所示,小孔成像的公式为:UX(WX)VW在许多情形下,虽然经过计算,理论上可以成像,但由于光线不是足够的强,所以未必可以观察到所成的像,像被其他的像掩盖了。比如说,一个很小的孔成的像就会被临近的一个比较大的孔成的像掩盖,因为大孔成的像比较强,而小孔成的像比较弱。观察不到,未必就不存在。而上述小孔
4、成像的公式是对无论是观察的到还是观察不到的像都有效的。小孔成像实验:略,以后再补充吧。
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