一、 光學折射儀器

(一)常見的光學儀器:

1.照相機:照相機為模擬眼睛構造進而產生影像的裝置,將物體放在照相機鏡頭的二倍焦距外,經透鏡折射後,可生成縮小的倒立實像於底片上,主要構造與功能對照如下:(如圖一)

(1)光圈:相當於瞳孔,主要控制進入相機的光量,光線強時,光圈縮小,若環境光線弱時則光圈調大。

(2)鏡頭組:為凸透鏡組合而成,相當於水晶體,主要作用在產生倒立實像;鏡片靠伸縮來調整成像位置(物遠鏡長),眼睛的水晶體則靠狀肌肉調整水晶體的曲度來控制(近圓遠扁)。

(3)機身相當於眼球前後徑,提供成像所需的像距

(4)底片:相當於視網膜,主要用於成像,不論在底片還是視網膜上都是倒立實像,人類靠大腦將視網膜上實像再倒立成正立的像。

(5)快門:相當於眼皮,控制是否讓物體成像。

.This is an images

2.顯微鏡:顯微鏡的前身為望遠鏡,最早望遠鏡由伽利略經由荷蘭玻璃工匠的發現改良而成,成像經由凸透鏡做成的物鏡及目鏡各放大一次,產生雙重放大,達到最大放大效果,略述如下:

(1)物鏡:將物體放在物鏡1到2倍焦點內,產生第一次放大的倒立實像。

(2)目鏡:使物鏡產生的實像位於目鏡焦點內即可產生第二次放大的正立虛像(須經由眼睛才能觀測),最後成像為上下左右顛倒的虛像。

(3)觀察者所看的是由目鏡所形成的虛像,與原物體相較為倒立(上下顛倒,左右目反)、放大、虛像。(如圖二)

This is an images

4)目鏡的焦距遠大於物鏡的焦距,而待觀察的物體必須置於物鏡的f~2f之內,故觀測物體十分接近物鏡,應小心避免物鏡擠壓到置放觀察物體的載片。

 

二、 近視與遠視

1.近視與遠視為常見的眼睛疾病,其成因與補救方法整理如表所示:

This is an images

2.以近視眼為例;因水晶體焦距太小,需配凹透鏡矯治,經凹透鏡折射後將光線發散,再由水晶體準確在視網膜上會聚成像。(如圖三)

This is an images

一、色散

(一)色散與三原色:

1.色散:牛頓發現陽光通過三稜鏡後,會產生類似彩虹的顏色分佈現象稱為色散現象,這是因為各色光在不同介質中速度不同所致。(如圖一)

          This is an images

2.光的三原色:經研究發現,陽光(白光)是的由紅光R)、綠光(G)、藍光(B三光混合而成故此三色稱為光的三原色,而紅光、綠光、藍光經三稜鏡不會產生色散現象,稱為:單色光。(如圖二)

3.彩虹:太陽光經空氣中的雨滴折射後,不同頻率的色光會因折射的角度不同而發生色散現象,故在雨後有時天際會看見七色彩虹。(如圖三)

This is an images

4.:日光在小水滴中經兩次反射再穿出水滴折射而出,則稱為:,因能量減損的關係,的亮度較弱,不如彩虹清晰。

(二)顏色合成

1.將三原色光以不同的亮度混合,即可呈現不同顏色的光,其中將紅、綠、藍三種顏色的光兩兩混合產生的顏色即為顏料三原色。

2.若將紅、綠、藍三種顏色的光以相同的亮度,同時照射在白紙上,則交集處仍呈現白色(如圖四)。

This is an images

 

二、顏色的形成

(一)視覺效果:

1.要了解顏色的形成,先要對眼睛的作用先有認識,眼睛會看到物體,是因為物體的光線進入眼睛,眼睛會追蹤最後進入眼睛的光線的軌跡,稱為視線,視線交會之處,大腦便判斷物體在那裡。

2.當不同的色光,進入我們的眼睛,眼睛可利用柱狀及椎狀細胞接受光線刺激,就可感受到各種不同的顏色。

3.當光照射在物體上,物體會根據本身光的三原色的分布,對不同於本身顏色的單色光加以吸收(即吸收輻射),而與本身顏色相同的單色光則加以反射或任其穿透(即反射輻射),此時眼睛看到物體的顏色即為入色光經物體吸收或反射(穿透)後的顏色(如圖一)。

This is an images

4.此現象可歸納為:
當入射光(以三原色光表示)遇到有顏色物體時會同色相斥(反射),異色相吸。

5.對於白色物體而言,因本身為三原色混合而成,故會反射所有的光,即任何光照在白色物體上顯現原來的顏色;黑色物體會吸收任何色光,即任何光照在黑色物體上皆顯現黑色。

6.白光本身為三原色混合而成,無論是透射或反射,白光照到何種顏色的物體,最後看到的光,就是何種顏色。

有關光與顏色的關係整理如表

光與顏色關係

青(

青(

(二)雷射:

1.雷射的特性

1)單色光:雷射光通過三稜鏡後,不會產生色散現象。

2)細而直:故雷射光可傳播至很遠的距離也不會衰減。

3)能量集中:有些高能量的雷射光甚至可用來切割物體,眼睛是不能直接正視雷射光的,否則會造成視力傷害。即使是能量最弱的雷射光筆,也不可以直接照射眼睛。

2.用途:

1)醫療用途:用來除斑、去除紋身、開刀、止血、治療網膜剝離、近視等。

2)生活用途:CDLDVCDDVDGD等。

3)工業用途:測量距離、鑽孔、切割、焊接等。

4)其它用途:遊戲玩具、教學指示筆、夜空投射等。(如圖二)

This is an images

創用CC標示:
CC