猫眼的工作原理.doc

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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）