單元玖:光學儀器

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)

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