"第三章眼睛的目视光学系统应用光学"
本章主要解决的问题:眼睛的构造、望远镜、显微镜的工作原理、眼睛与目视光学仪器配合的问题、眼睛缺陷及调整应用光学。
人眼的光学特性:
人眼相当于一架照相机,能够自动调节应用光学特性。人眼的构造从光学角度看,主要有三部分:水晶体、视网膜、瞳孔。视轴:黄斑中心与眼睛光学系统的像方节点连线。视场:观察范围可达 150°,头不动,能看清视轴中心 6°- 8°,要看清旁边物体,眼睛在眼窝内转动,头也动。
眼睛的调节:
1. 视度调节:随着物体距离改变,人眼自动改变焦距,使像落在视网膜上的过程。视度调节量的表示:视度与网膜共轭的物面到眼睛的距离的倒数。明视距离和近点、远点。最大调节范围=近点视度-远点视度。
2. 瞳孔调节:虹膜可以自动瞳孔大小,以控制人眼的进光量。强光下,白天 D=2mm;夜晚,D=8mm。
人眼的分辨率:
人眼刚能分清两物点在网膜上的像点之间的距离。视神经细胞直径约为 0.001-0.003mm,取 0.006为眼睛的分辨率。通常用此距离在物空间对应的张角表示,称为视角分辨率。
望远镜和显微镜的工作原理:
人眼的视角分辨率(60”)。物高 y 和物距 l 满足关系:y/L≥0.0003(≈ 60“)。如果通过仪器以后的像对人眼所张的视角大于用人眼直接观察时的视角,就有可能看清楚更加细微的物体。
目视光学仪器的共同要求:
1. 扩大视角 J’
2. 成像在无限远(出射平行光)
望远镜和显微镜的工作原理:
放大镜工作原理只要物体对人眼的张角大于人眼的视角分辨率即可看清楚。如果物体对人眼张角小于 60” ,人眼看不见,则可以考虑借用仪器来观察。
目视光学仪器的视放大率大于 1 目视光学仪器所成的像应该位于无限远。这是对目视光学仪器的两个共同要求。根据所观察目标的情况不同,目视光学仪器分为两大类:一类叫望远镜,它是用于观察远距离目标的;另一类叫显微镜,它是用于观察近距离微小目标的。