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时间:2020-09-04
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1、“猫眼”的构造及光学原理 目前市场上出现防盗门镜(俗称“猫儿眼”),正看和倒看的效果迥然不同,而此种门镜的光学原理,在中学物理的范围之内,是透镜成像应用的实例。现把门镜的作用及其成像的光学原理简述如下。 一、门镜的作用 从室内通过门镜向外看(即“正看”),能看清门外视场角约为120°范围内的所有景象,而从门外通过门镜向内看(即“倒看”),却无法看到室内的任何东西。若在私房的大门上,装上此镜,对于家庭的防盗和安全,能起到一定的作用。 二、门镜成像的光学原理 门镜是由两块透镜组合而成。当我们从门内向外看时,目镜L2是凸透镜,物镜L1是凹透镜(光路见图1)。物镜(凹透
2、镜)L1的焦距极短,它将室外的人或物AB成一缩得很小的正立虚像A′B′,此像正好落在目镜(凸透镜)L2的第一焦点之内,L2起着放大镜的作用,最后得到一个较放大的正立虚像A″B″,此像恰又成在人眼的明视距离附近,对于门外的情况,就看得清楚了。那么,同样通过此门镜,为什么从门外向里看时,却什么也见不着呢? 在倒看时(光路见图2),凹透镜L1变成了目镜,凸透镜L2则成了物镜,室内的景物AB,通过凸透镜L2后的折射光束本应生成倒立的实像A′B′,但在尚未成像之前就落到凹透镜L1上,由于L1的焦距极短,最后得到的正立虚像A″B″距目镜L1很近,只有2~3cm,又由于门镜的孔径很小,室外的
3、人不得不贴近目镜L1察看,这样,人眼与像A″B″之间的距离,也只不过2~3cm,这个距离远小于正常人眼的近点,因此,对于室外的窥视者,室内的一切当然也就“视而不见”了。(近点是人眼能够看清楚物体的最小距离。近点距离随年龄的增长而增大,正常青年人的近点约10cm,但正常人到50岁时,近点大致为40cm)
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