小孔成像与透镜成像

  • 来源:光虎



成像就是生物样本的造影技术,依照样本尺度大小可以概分为组织造影与细胞分子的显微技术。这些大致都需要光学技术配合生物样本的特性发展,少数会使用光以外的波动性质,例如核磁共振、超音波等等。


小孔成像


一个带有小孔的板遮挡在屏幕与物之间,屏幕上就会形成物的倒像,我们把这样的现象
叫小孔成像。前后移动中间的板,像的大小也会随之发生变化。这种现象反映了光沿直线传播的性质。




小孔成像,大约两千四五百年以前,我国的学者——墨翟(墨子)和他的学生,做了世界上第一个小孔成倒像的实验,解释了小孔成倒像的原因,指出了光的直线进行的性质。这是对光直线传播的第一次科学解释。


用一个带有小孔的板遮挡在墙体与物之间,墙体上就会形成物的倒影,我们把这样的现象叫小孔成像。前后移动中间的板,墙体上像的大小也会随之发生变化,这种现象说明了光沿直线传播的性质。

 
小孔成像实验

1、按图所示放好蜡烛、小孔屏和毛玻璃屏。点燃蜡烛,调整蜡烛和屏的高度,使蜡烛的火焰、小孔和毛玻璃屏的中心大致在一条直线上。蜡烛和小孔屏的距离不宜过大。调整后,可以在毛玻璃屏上看到蜡烛火焰倒立的实像。


2、移动蜡烛或毛玻璃屏的位置,可以看到,蜡烛距小孔越近或毛玻璃屏距小孔越远,得到的像越大。




 
得到的道理

1、只要小孔足够小,无论孔的形状如何,对所成像的清晰程度和像的形状都没有太大的影响。


2、像距孔越近,所成像越小且亮;反之,越大且暗。


3、孔距蜡烛越近,所成像越大且暗;反之,越小且亮。


4、小孔成像的实验中,所成的像为倒立的实像,且像的大小、清晰程度与上面的结论有关。

  透镜成像

透镜成像


透镜分为凸透镜和凹透镜凸透镜成像规律就是:物体放在焦点之外,在凸透镜另一侧成倒立的实像,实像有缩小、等大、放大三种。物距越小,像距越大,实像越大。物体放在焦点之内,在凸透镜同一侧成正立放大的虚像。物距越大,像距越大,虚像越大。凹透镜对光线起发散作用,它的成像规律则要复杂得多。

  




在光学中,由实际光线汇聚成的像,称为实像,能用光屏承接;反之,则称为虚像,只能由眼睛感觉。有经验的物理老师,在讲述实像和虚像的区别时,往往会提到这样一种区分方法:“实像都是倒立的,而虚像都是正立的。”所谓“正立”和“倒立”,当然是相对于原物体而言。


平面镜、凸面镜和凹透镜所成的三种虚像,都是正立的;而凹面镜和凸透镜所成的实像,以及小孔成像中所成的实像,无一例外都是倒立的。当然,凹面镜和凸透镜也可以成虚像,而它们所成的两种虚像,同样是正立的状态。


那么人类的眼睛所成的像,是实像还是虚像呢?我们知道,人眼的结构相当于一个凸透镜,那么外界物体在视网膜上所成的像,一定是实像。根据上面的经验规律,视网膜上的物像似乎应该是倒立的。可是我们平常看见的任何物体,明明是正立的啊?这个与“经验规律”发生冲突的问题,实际上涉及到大脑皮层的调整作用以及生活经验的影响。


当物体与凸透镜的距离大于透镜的一倍焦距小于二倍焦距时,物体成倒立的像,当物体从较远处向透镜靠近时,像逐渐变大,像到透镜的距离也逐渐变长;当物体与透镜的距离小于焦距时,物体成放大的像,是虚像。


当物体与凸透镜的距离大于二倍焦距时,物体成倒立的像,这个像是蜡烛射向凸透镜的光经过凸透镜会聚而成的,是实际光线的会聚点,能用光屏承接,是实像。当物体与透镜的距离小于焦距时,物体成正立的虚像。







【来源:网络】


http://www.optiger.com.cn   光虎光电科技(天津)有限公司