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        小孔成像與透鏡成像

        • 來源:光虎



        成像就是生物樣本的造影技術,依照樣本尺度大小可以概分為組織造影與細胞分子的顯微技術。這些大致都需要光學技術配合生物樣本的特性發展,少數會使用光以外的波動性質,例如核磁共振、超音波等等。


        小孔成像


        一個帶有小孔的板遮擋在屏幕與物之間,屏幕上就會形成物的倒像,我們把這樣的現象
        叫小孔成像。前后移動中間的板,像的大小也會隨之發生變化。這種現象反映了光沿直線傳播的性質。




        小孔成像,大約兩千四五百年以前,我國的學者——墨翟(墨子)和他的學生,做了世界上第一個小孔成倒像的實驗,解釋了小孔成倒像的原因,指出了光的直線進行的性質。這是對光直線傳播的第一次科學解釋。


        用一個帶有小孔的板遮擋在墻體與物之間,墻體上就會形成物的倒影,我們把這樣的現象叫小孔成像。前后移動中間的板,墻體上像的大小也會隨之發生變化,這種現象說明了光沿直線傳播的性質。

         
        小孔成像實驗

        1、按圖所示放好蠟燭、小孔屏和毛玻璃屏。點燃蠟燭,調整蠟燭和屏的高度,使蠟燭的火焰、小孔和毛玻璃屏的中心大致在一條直線上。蠟燭和小孔屏的距離不宜過大。調整后,可以在毛玻璃屏上看到蠟燭火焰倒立的實像。


        2、移動蠟燭或毛玻璃屏的位置,可以看到,蠟燭距小孔越近或毛玻璃屏距小孔越遠,得到的像越大。




         
        得到的道理

        1、只要小孔足夠小,無論孔的形狀如何,對所成像的清晰程度和像的形狀都沒有太大的影響。


        2、像距孔越近,所成像越小且亮;反之,越大且暗。


        3、孔距蠟燭越近,所成像越大且暗;反之,越小且亮。


        4、小孔成像的實驗中,所成的像為倒立的實像,且像的大小、清晰程度與上面的結論有關。

          透鏡成像

        透鏡成像


        透鏡分為凸透鏡和凹透鏡。凸透鏡成像規律就是:物體放在焦點之外,在凸透鏡另一側成倒立的實像,實像有縮小、等大、放大三種。物距越小,像距越大,實像越大。物體放在焦點之內,在凸透鏡同一側成正立放大的虛像。物距越大,像距越大,虛像越大。凹透鏡對光線起發散作用,它的成像規律則要復雜得多。

          




        在光學中,由實際光線匯聚成的像,稱為實像,能用光屏承接;反之,則稱為虛像,只能由眼睛感覺。有經驗的物理老師,在講述實像和虛像的區別時,往往會提到這樣一種區分方法:“實像都是倒立的,而虛像都是正立的?!彼^“正立”和“倒立”,當然是相對于原物體而言。


        平面鏡、凸面鏡和凹透鏡所成的三種虛像,都是正立的;而凹面鏡和凸透鏡所成的實像,以及小孔成像中所成的實像,無一例外都是倒立的。當然,凹面鏡和凸透鏡也可以成虛像,而它們所成的兩種虛像,同樣是正立的狀態。


        那么人類的眼睛所成的像,是實像還是虛像呢?我們知道,人眼的結構相當于一個凸透鏡,那么外界物體在視網膜上所成的像,一定是實像。根據上面的經驗規律,視網膜上的物像似乎應該是倒立的??墒俏覀兤匠?匆姷娜魏挝矬w,明明是正立的???這個與“經驗規律”發生沖突的問題,實際上涉及到大腦皮層的調整作用以及生活經驗的影響。


        當物體與凸透鏡的距離大于透鏡的一倍焦距小于二倍焦距時,物體成倒立的像,當物體從較遠處向透鏡靠近時,像逐漸變大,像到透鏡的距離也逐漸變長;當物體與透鏡的距離小于焦距時,物體成放大的像,是虛像。


        當物體與凸透鏡的距離大于二倍焦距時,物體成倒立的像,這個像是蠟燭射向凸透鏡的光經過凸透鏡會聚而成的,是實際光線的會聚點,能用光屏承接,是實像。當物體與透鏡的距離小于焦距時,物體成正立的虛像。







        【來源:網絡】


        http://www.realdoll-shop24.com   光虎光電科技(天津)有限公司

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