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），眼睛的水晶體則靠睫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。

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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）

（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玻片。

 

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一所示：

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）

一、色散

（一）色散與三原色：

1.色散：牛頓發現太陽光通過三稜鏡後，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）

         

2.光的三原色：經研究發現，太陽光（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）

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

 

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）。

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一：

表一：光與顏色關係

（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：CD、LD、VCD、DVD、GD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）