1、1,第四章 光學(xué)儀器的基本原理,2,主要內(nèi)容： *4.1 人的眼睛 4.2 助視儀器的放大本領(lǐng) *4.3 目鏡 4.4 顯微鏡的放大本領(lǐng) 4.5 望遠(yuǎn)鏡的放大本領(lǐng) 4.6 光闌 光瞳 *4.7 光學(xué)概要光能量的傳播 4.8 物鏡的聚光本領(lǐng) *4.9 幻燈機(jī)的聚光和成像 *4.10 單色像差概述 *4.11 正弦定理和正弦條件 *4.12 近軸物近軸光線成像的色差 4.13 助視儀器的分辨本領(lǐng) 4.14 分光儀器的分辨本領(lǐng),3,課程目標(biāo): 了解人眼的結(jié)構(gòu)及非正常眼的形成原因和矯正措施。 領(lǐng)悟視角的物理意義。 領(lǐng)悟助視儀器的放大本領(lǐng)、聚光本領(lǐng)和分辨本領(lǐng)的物理意義。 掌握放大鏡、目鏡、顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡

2、的放大本領(lǐng)的計(jì)算。 了解光闌的作用和地位。 領(lǐng)悟瑞利判據(jù)、分辨極限的概念。 掌握成像儀器的像分辨本領(lǐng)的計(jì)算。 學(xué)會(huì)分光儀器色分辨本領(lǐng)的計(jì)算。 ,4,引言：,1、復(fù)色光經(jīng)透鏡折射，不同波長(zhǎng)的光折射率不同，同一物點(diǎn)對(duì)應(yīng)不同像點(diǎn)，產(chǎn)生色差。,2、單色光作光源，s=s（u），非近軸物非近軸光線產(chǎn)生像差。 像差和色差都嚴(yán)重破壞像之清晰程度。,如果從能量方面考慮，進(jìn)入光具組的光束不宜過(guò)窄；而且為了使視場(chǎng)廣闊，物體也不宜限于近軸范圍以內(nèi)，像之清晰程度與能量聚集程度和視場(chǎng)廣闊程度之間存在矛盾。,3、光束受限制，產(chǎn)生衍射，一個(gè)物點(diǎn)成像一個(gè)光斑，不易分辨。 清晰度與細(xì)節(jié)分辨程度之間存在矛盾。 實(shí)際光學(xué)儀器 放大本

3、領(lǐng) 聚光本領(lǐng) 分辨本領(lǐng)兼顧,5,*4-1 人 眼,一、構(gòu)造,1.鞏膜：白色堅(jiān)韌,厚0.40.8mm,2.角膜：透明，R:8mm,14.視神經(jīng),3.脈絡(luò)膜：黑色不透光,8.前房液水狀體:淡鹽溶液,折射率1.337,9.后房液玻璃體:含大量水份膠狀物,折射率1.336,4.虹膜：帶色的彩帶,5.瞳孔：直徑：1.48mm,6.晶狀體眼珠,折射率為1.42的膠狀物,前后曲面半徑:10mm,6mm,7.睫狀肌,10.視網(wǎng)膜:視神經(jīng)網(wǎng),11.盲點(diǎn):不引起視覺,12.黃斑點(diǎn)直徑:2mm,13.中央窩:最敏感直徑0.25mm,6,思考：眼睛對(duì)遠(yuǎn)處或微觀物體看不見或看不清的原因？如何解決這些問(wèn)題？,7,二、簡(jiǎn)化

4、眼,從上頁(yè)圖看出：人眼是一個(gè)由角膜、水狀液、晶狀體和玻璃液所組成的，物、像方折射率近似相等的，可變焦距的，共軸復(fù)雜光學(xué)系統(tǒng)（光具組）。它能在視網(wǎng)膜上清晰成像。,它是一個(gè)能自動(dòng)調(diào)節(jié)有精密的光學(xué)儀器。其結(jié)構(gòu)相當(dāng)復(fù)雜。在許多情況下將其簡(jiǎn)化成如下的模型：,高爾斯特蘭簡(jiǎn)化眼,光心,8,三、人眼的調(diào)節(jié)功能,1、定義：為使不同距離的物體都能在視網(wǎng)膜上成清晰像而改變眼睛的 焦距的過(guò)程。,人眼的調(diào)節(jié)方式有兩種：自動(dòng)調(diào)節(jié)（自調(diào)節(jié)）和被動(dòng)調(diào)節(jié)（矯正）。,2、自調(diào)節(jié)：正常人眼靠睫狀肌的松馳或緊張來(lái)改變晶狀體的曲率半徑，從而改變?nèi)搜劢咕嗟倪^(guò)程，是人眼自動(dòng)完成的。,說(shuō)明：, 自調(diào)節(jié)有一定的限度：近點(diǎn)和遠(yuǎn)點(diǎn)之間。,遠(yuǎn)點(diǎn)：人

5、眼能看清楚的最遠(yuǎn)點(diǎn)。人眼看遠(yuǎn)點(diǎn)處的物體時(shí)，睫狀肌處于 完全松馳的狀態(tài)，晶狀體曲面的曲率半徑最大。,近點(diǎn)：人眼能看清楚的最近點(diǎn)。人眼看近點(diǎn)處的物體時(shí)，睫狀肌處于 最緊張的狀態(tài)，晶狀體曲面的曲率半徑最小。,9, 近點(diǎn)、遠(yuǎn)點(diǎn)和調(diào)節(jié)范圍隨年齡的增長(zhǎng)而變化；,近點(diǎn)變遠(yuǎn)：幼年78cm；中年25cm；老年12m。 遠(yuǎn)點(diǎn)變近：幼年無(wú)限遠(yuǎn)；老年數(shù)米。 隨年齡的增長(zhǎng)，肌肉老化，自調(diào)節(jié)范圍變窄。,適當(dāng)照明下，正常眼觀察眼前25cm處的物體是輕松的，且能看清物體 的細(xì)節(jié)，稱25cm為明視距離。,因此，在設(shè)計(jì)和使用助視儀器時(shí)一般都使虛像成于明視距離、無(wú)窮 遠(yuǎn)處或其間的某一位置處。, 人眼疲勞程度與睫狀肌的松緊程度有關(guān)：

6、,看遠(yuǎn)物時(shí)，肌肉松馳，不易疲勞；看近物時(shí)，肌肉緊張，容易疲勞。,10,矯正前,矯正后,3、人眼的缺陷及矯正被動(dòng)調(diào)節(jié)：外加輔助儀器改變焦距的過(guò)程。,具備完善的自調(diào)節(jié)功能的人眼稱為正常眼；反之，稱為非正常眼。, 近視眼：遠(yuǎn)點(diǎn)在有限遠(yuǎn)處的人眼。,特點(diǎn)：晶狀體曲率半徑比正常眼小，外形凸出；像方焦點(diǎn)在視網(wǎng)膜 前，焦距短。,11,例 一個(gè)遠(yuǎn)點(diǎn)為0.2m的近視眼戴上眼鏡后遠(yuǎn)點(diǎn)可恢復(fù)到無(wú)窮遠(yuǎn)，求所戴眼鏡的光焦度。,光焦度（屈光度）：光線由一種物體射人到另一種光密度不同的物質(zhì)時(shí)，其光線的傳播方向產(chǎn)生偏折，這種現(xiàn)象稱為屈光現(xiàn)象，表示這種屈光現(xiàn)象大小的單位是屈光度，常用D來(lái)表示。某透鏡屈光度大小等于該透鏡像方焦距的

7、倒數(shù)，即 D=1/f ，其中焦距 f 單位為米，若焦距 f =lm 時(shí)，則 D=1 屈光度； f=2m 時(shí)， D=0.55 屈光度 ( 也常用 m-1 表示。凸透鏡的屈光力以“ + ”號(hào)表示，凹透鏡的屈光力以“”表示。 1 屈光度或 1D 等于常說(shuō)的 100 度。,12, 遠(yuǎn)視眼：近點(diǎn)比正常眼遠(yuǎn)的人眼。,特點(diǎn)：晶狀體曲率半徑比正常眼大；像方焦點(diǎn)在視網(wǎng)膜后，焦距長(zhǎng)。,矯正前,矯正后,13,例 求一個(gè)近點(diǎn)為125cm的遠(yuǎn)視眼所戴眼鏡的光焦度.,14, 散光眼：角膜為橢球面的人眼，也稱為像散眼。,由于橢球有兩個(gè)對(duì)稱平面，分別包含長(zhǎng)、短軸，因而具有兩個(gè)不同的焦 距。主軸上的一個(gè)物點(diǎn)將成兩條像線像散。,

8、矯正方法：戴柱面透鏡。利用其像散作用，與散光眼的像散相抵消。,近視（或遠(yuǎn)視）+散光：戴一副一面為球面、一面為柱面的透鏡，球面用于矯 正 近（遠(yuǎn)）視，柱面用于矯正散光。,四、人眼的視角,定義：被觀察物對(duì)人眼光心的張角稱為人眼的視角。,人眼對(duì)物體大小的感覺是以該物體在視網(wǎng)膜上所成像對(duì)光心所張角度的大小衡量的。,表達(dá)式：,15,說(shuō)明：,A 在人眼的可調(diào)節(jié)范圍內(nèi),人眼對(duì)物體大小的感覺取決于其在視網(wǎng)膜上像的大小，因而取決于視角 U的大小，當(dāng)U1 時(shí)，人眼已無(wú)法區(qū)分了。, 一切助視儀器設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)就是增大人眼的視角。,16,4-2 助視儀器的放大本領(lǐng),助視儀器：幫助人眼（正常、非正常）看清物體（遠(yuǎn)、近、大

9、、?。┑墓鈱W(xué)儀器。,一、放大本領(lǐng),1、定義：如右圖示,物體PQ經(jīng)助視儀器成虛像PQ，再經(jīng)人眼成像于視網(wǎng)膜上，其像長(zhǎng)為 ；去掉助視儀器后將同一物體置于原虛像所在處，對(duì)人眼直接所成像長(zhǎng)為 ，則兩個(gè)像長(zhǎng)的比值稱為該助視儀器的放大本領(lǐng)。用M表示。,2、說(shuō)明：, 必須將物放在同一特定位置比較兩像大小。,放大鏡和顯微鏡：明視距離處（25cm）；望遠(yuǎn)鏡：無(wú)窮遠(yuǎn)處。,17,由上式可看出：助視儀器的作用就是增大人眼視角，從而改善和擴(kuò)展視野。,注意放大本領(lǐng) 與角放大率 的區(qū)別。, 在近軸條件下,即：M等于兩視角之比,18,二、放大鏡,1、定義：幫助人眼看清微小物體及其細(xì)節(jié)的助視儀器。,2、放大本領(lǐng)：,使用放大鏡的

10、視角：,未用放大鏡的視角：,以最簡(jiǎn)單的放大鏡-凸透鏡為例:,簡(jiǎn)單放大鏡的放大本領(lǐng)：,作用：將被觀察物體成一放大虛像，從而增大其對(duì)人眼的視角， 并非將物體移近。,19,思考： 幾個(gè)光學(xué)透鏡組成一個(gè)透鏡組(即光具組，存在等效焦距 f )，對(duì)物體進(jìn)行放大，其放大本領(lǐng)應(yīng)該是多少？,20,*4-3 目 鏡,一、目鏡,放大鏡是一種通過(guò)直接放大實(shí)物達(dá)到增大視角的助視儀器。下面將介紹一種放大像的助視儀器目鏡。,1、定義：用于觀察其它光學(xué)系統(tǒng)所成像的放大鏡。,性質(zhì)：放大鏡，由復(fù)合透鏡組構(gòu)成的放大光具組。,作用：放大其它光具組的像，從而增大視角。,要求：A、具有較高的放大本領(lǐng)和較大的視角； B、具有一定的校正像差

11、和色差的能力。, 目鏡通常由兩個(gè)或多個(gè)透鏡組合而成。,復(fù)雜的助視儀器總是由物鏡和目鏡組成，靠近物體的稱為物鏡；靠近人眼的稱為目鏡。目鏡通過(guò)放大物鏡所成的像達(dá)到增大人眼視角的目的。,21,2、結(jié)構(gòu)：,場(chǎng)鏡+視鏡+（分劃板或稱刻度尺）,場(chǎng)鏡： 面向物體（即物鏡的像）的透鏡（或透鏡組）,視鏡： 接近人眼的透鏡（或透鏡組）,分劃板：包含可移動(dòng)叉絲的透明刻度尺，用于提高測(cè)量精度,二、常用目鏡：惠更斯目鏡和冉斯登目鏡,22,1、惠更斯目鏡, 結(jié)構(gòu)：如圖示, 特點(diǎn)：,場(chǎng)鏡、視鏡均為同種材料的平凸透鏡，且均以凸面朝向物體。,場(chǎng)鏡焦距為視鏡焦距的3倍（f1 = 3f2 ），兩透鏡光心之間的距離為視鏡焦距的2倍(

12、O1O2 = 2f2)，所以場(chǎng)鏡視鏡的像方焦點(diǎn)重合。,光路圖：如上圖示?？蛇m當(dāng)調(diào)節(jié)物鏡和目鏡的距離，使Q剛好在視鏡的物方焦平面上，使出射光束為平行光束。,由于場(chǎng)鏡的物為虛物，所以這種目鏡無(wú)法對(duì)物鏡所成的像進(jìn)行測(cè)量。,分劃板應(yīng)配置于F2Q處，用于測(cè)量場(chǎng)鏡的像的大小。由于分劃板僅對(duì)視鏡成像，場(chǎng)鏡的消像差作用未起作用，因而，視鏡的像差將使分劃板的像僅在中央部分清晰，測(cè)量誤差較大。,此目鏡的視角較大（可達(dá)400），在250范圍內(nèi)像更清晰。而且結(jié)構(gòu)緊湊，適用于生物顯微鏡。,場(chǎng)鏡,視鏡,23,2、冉斯登目鏡, 結(jié)構(gòu)：如圖示, 特點(diǎn)：,場(chǎng)鏡、視鏡均為同種材料的平凸透鏡，二鏡凸面相向，平面朝外。,場(chǎng)鏡、視鏡焦

13、距相同（ f1 = f2 =f ），兩鏡光心的距離為焦距值的2/3 (O1O2 = 2/3f ) 。,光路圖：如上圖示。可適當(dāng)調(diào)節(jié)物鏡和目鏡的距離，使Q剛好在視鏡的物方焦平面上，使出射光束為平行光束。,由于場(chǎng)鏡的物為實(shí)物，所以可用其對(duì)物鏡所成的像進(jìn)行測(cè)量。分劃板應(yīng)配置于FQ處，由于分劃板同物FQ一樣既對(duì)場(chǎng)鏡，也對(duì)視鏡成像，所以，場(chǎng)鏡的消像差作用起作用，因而，可在大范圍內(nèi)清晰成像，測(cè)量精度高。,此目鏡既可用于觀察像，也可用于觀察物，并可由配備的分劃板對(duì)物鏡所成的像進(jìn)行測(cè)量，適用于測(cè)微目鏡。,注：兩種目鏡均能放大像，增大人眼視角；但冉鏡還可用于直接觀察實(shí)物， 配上分劃板可精確測(cè)量實(shí)物和物鏡所成的像

14、的長(zhǎng)度。,場(chǎng)鏡,視鏡,24,4-4 顯微鏡的放大本領(lǐng),幫助人眼觀察微小物體的放大鏡，稱為顯微鏡。其物鏡和目鏡均由共軸 光具組構(gòu)成。其放大本領(lǐng)遠(yuǎn)大于簡(jiǎn)單放大鏡和目鏡。,一、結(jié)構(gòu),特點(diǎn)：物體PQ置于物鏡系統(tǒng)（焦距很短）的物方焦平面F1附近，成實(shí)像PQ；PQ位于目鏡系統(tǒng)（焦距很短）物方焦平面F2附近，成放大的虛像PQ。整個(gè)顯微鏡系統(tǒng)最終成放大倒立虛像于明視距離處。,二、光路圖,惠更斯目鏡,明視距離,25,三、放大本領(lǐng),整個(gè)系統(tǒng)的像方焦距為：,顯微鏡作為一個(gè)放大鏡，其放大本領(lǐng)為：,為保證成盡量大的像，物鏡和目鏡焦距均很小,1、表達(dá)式：,26,2、討論：, 顯微鏡也是將物體直接放大，達(dá)到增大視角的目的。

15、,顯微鏡放大本領(lǐng)等于物鏡橫向放大率與目鏡放大本領(lǐng) 的乘積。,顯微鏡將微小物體成放大的像，常用于觀察近距離處肉眼難以看清的 細(xì)小物體。,27,4-5 望遠(yuǎn)鏡的放大本領(lǐng),一、定義：,幫助人眼觀察遠(yuǎn)處物體的光學(xué)儀器。,作用：將遠(yuǎn)物從物空間移至望遠(yuǎn)鏡的像空間，從而增大對(duì)人眼的視角。,人眼以對(duì)望遠(yuǎn)鏡像空間的觀察代替了對(duì)物空間的觀察。,性質(zhì)：是一種放大鏡。只是不是將物體直接放大，而是將遠(yuǎn)物移近， 從而增大視角。,二、結(jié)構(gòu)及分類,1、結(jié)構(gòu)：物鏡系統(tǒng)+目鏡系統(tǒng),2、分類：, 按物鏡的種類分：,A、反射式望遠(yuǎn)鏡：物鏡為反射鏡；,B、折射式望遠(yuǎn)鏡：物鏡為透鏡。, 按目鏡種類分：,A、開普勒望遠(yuǎn)鏡：目鏡為會(huì)聚透鏡；

16、,B、伽利略望遠(yuǎn)鏡：目鏡為發(fā)散透鏡。,28,三、開普勒望遠(yuǎn)鏡,1、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：,物鏡和目鏡均為會(huì)聚透鏡，且物鏡像方焦點(diǎn)與目鏡物方焦點(diǎn)重合。,2、原理：光路如圖示,無(wú)窮遠(yuǎn)處的物體PQ發(fā)出的平行光入射于物鏡系統(tǒng)，成實(shí)像PQ于像方焦平面上；因?yàn)槲镧R系統(tǒng)的像方焦平面與目鏡系統(tǒng)的物方焦平面重合，故最終由目鏡系統(tǒng)出射的光為平行光，成倒立像于無(wú)窮遠(yuǎn)處。（望遠(yuǎn)鏡的結(jié)構(gòu)都這樣）,29,3、放大本領(lǐng),由于遠(yuǎn)物不能任意移近，但卻有一定的視角U， 當(dāng)人眼前后移動(dòng)距離不大時(shí)，U不變；即： 當(dāng)去掉望遠(yuǎn)鏡而將人眼移至P1處觀察遠(yuǎn)物時(shí)，人眼的視角,注：,C：目鏡的物方焦平面在鏡筒內(nèi)，可以放置分劃板叉絲進(jìn)行測(cè)量；,D：眼睛的位置

17、O在鏡筒之外，望遠(yuǎn)鏡的視場(chǎng)較大。,E：鏡筒長(zhǎng)度 L= f1+ f2，鏡筒較長(zhǎng)。,30,四、伽利略望遠(yuǎn)鏡,1、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：,物鏡為會(huì)聚透鏡和目鏡為發(fā)散透鏡，且物鏡像方焦點(diǎn)與目鏡物方焦點(diǎn)重合。,2、原理：光路如圖示,無(wú)窮遠(yuǎn)處的物體PQ發(fā)出的平行光入射于物鏡系統(tǒng)，原應(yīng)成實(shí)像PQ于像方焦平面上；但成像前遇目鏡，故作虛物對(duì)目鏡成像；又因物鏡系統(tǒng)的像方焦平面與目鏡系統(tǒng)的物方焦平面重合，故最終由目鏡系統(tǒng)出射的光為平行光，成正立像于無(wú)窮遠(yuǎn)處。,31,3、放大本領(lǐng),使用望遠(yuǎn)鏡后，無(wú)窮遠(yuǎn)處的像對(duì)眼睛的張角為：,未使用望遠(yuǎn)鏡時(shí)，無(wú)窮遠(yuǎn)處物體對(duì)眼睛的張角為：,伽利略望遠(yuǎn)鏡的放大本領(lǐng)：, 鏡筒長(zhǎng)度 L = f1- f2，

18、鏡筒較短。, f1為正值，f2為負(fù)值，故放大本領(lǐng)M為正值，望遠(yuǎn)鏡成正立的像；,說(shuō)明：, 目鏡的物方焦平面在鏡筒之外，無(wú)法放置分劃板；,眼睛的位置O理論上位于鏡筒之內(nèi)，實(shí)際進(jìn)入眼睛的光束的范圍因此 而受限制，故視場(chǎng)較??；,注：望遠(yuǎn)鏡不是將物直接放大，而是將物移近，從而增大視角。 無(wú)論哪一種望遠(yuǎn)鏡，物鏡的橫向放大率都小于1。,32,開氏望遠(yuǎn)鏡與伽氏望遠(yuǎn)鏡比較： 1.共同點(diǎn): 望遠(yuǎn)光具組： 光學(xué)間隔 特點(diǎn)：平行光束通過(guò)時(shí)，透射出來(lái)的仍是平行光，但方向改變。整個(gè)光具組的焦點(diǎn)和主平面都是在無(wú)限遠(yuǎn)處。 二者的橫向放大率都小于1（像是縮小的）.可見M與不同。 2.不同點(diǎn)： 開氏的視場(chǎng)較大，而伽氏的視場(chǎng)較?。?/p>

19、伽氏的目鏡是發(fā)散的）。 開氏的目鏡物方焦平面上可放叉絲或刻度尺，伽氏則不能（前者在鏡筒內(nèi)）。 開氏的鏡筒較長(zhǎng)，而伽氏的鏡筒較短（ 兩個(gè)焦距的加與減）。,33,五、反射式望遠(yuǎn)鏡,第一架反射式望遠(yuǎn)鏡誕生于1668年。牛頓經(jīng)過(guò)多次磨制非球面的透鏡均告失敗后，決定采用球面反射鏡作為主鏡。他用2.5厘米直徑的金屬，磨制成一塊凹面反射鏡，并在主鏡的焦點(diǎn)前面放置了一個(gè)與主鏡成45o角的反射鏡，使經(jīng)主鏡反射后的會(huì)聚光經(jīng)反射鏡以90o角反射出鏡筒后到達(dá)目鏡。這種系統(tǒng)稱為牛頓式反射望遠(yuǎn)鏡。它的球面鏡雖然會(huì)產(chǎn)生一定的像差，但用反射鏡代替折射鏡卻是一個(gè)巨大的成功。,34,詹姆斯格雷戈里在1663年提出一種方案：利用一

20、面主鏡，一面副鏡，它們均為凹面鏡，副鏡置于主鏡的焦點(diǎn)之外，并在主鏡的中央留有小孔，使光線經(jīng)主鏡和副鏡兩次反射后從小孔中射出，到達(dá)目鏡。這種設(shè)計(jì)的目的是要同時(shí)消除球差和色差，這就需要一個(gè)拋物面的主鏡和一個(gè)橢球面的副鏡，這在理論上是正確的，但當(dāng)時(shí)的制造水平卻無(wú)法達(dá)到這種要求，所以格雷戈里無(wú)法得到對(duì)他有用的鏡子。,35,1672年，法國(guó)人卡塞格林提出了反射式望遠(yuǎn)鏡的第三種設(shè)計(jì)方案，結(jié)構(gòu)與格雷戈里望遠(yuǎn)鏡相似，不同的是副鏡提前到主鏡焦點(diǎn)之前，并為凸面鏡，這就是現(xiàn)在最常用的卡賽格林式反射望遠(yuǎn)鏡。這樣使經(jīng)副鏡鏡面反射的光稍有些發(fā)散，降低了放大率，但是它消除了球差，這樣制作望遠(yuǎn)鏡還可以使焦距很短。,36,折反

21、射式望遠(yuǎn)鏡最早出現(xiàn)于1814年。1931年，德國(guó)光學(xué)家施密特用一塊別具一格的接近于平行板的非球面薄透鏡作為改正鏡，與球面反射鏡配合，制成了可以消除球差和軸外象差的施密特式折反射望遠(yuǎn)鏡，這種望遠(yuǎn)鏡光力強(qiáng)、視場(chǎng)大、像差小，適合于拍攝大面積的天區(qū)照片，尤其是對(duì)暗弱星云的拍照效果非常突出。施密特望遠(yuǎn)鏡已經(jīng)成了天文觀測(cè)的重要工具。 由于折反射式望遠(yuǎn)鏡能兼顧折射和反射兩種望遠(yuǎn)鏡的優(yōu)點(diǎn)，非常適合業(yè)余的天文觀測(cè)和天文攝影，并且得到了廣大天文愛好者的喜愛。,37,38,六、激光擴(kuò)束器,1、定義：,擴(kuò)束器將光束橫截面擴(kuò)大的光學(xué)儀器。,激光擴(kuò)束器將激光束橫截面擴(kuò)大的光學(xué)儀器。,2、裝置,倒用的折射式望遠(yuǎn)鏡是很好的激

22、光擴(kuò)束器；,開普勒,伽利略,顯微鏡的物鏡（40、100）也可作簡(jiǎn)單的激光擴(kuò)束器。,39,4-6 光闌 光瞳,從本節(jié)開始，對(duì)光能量的傳播所涉及的基本概念進(jìn)行介紹。,一、光闌,1、定義：光學(xué)系統(tǒng)中凡是對(duì)光能量具有限制作用的元件。,如：光學(xué)系統(tǒng)中的透鏡的外緣、開孔、光屏等。,、分類：孔徑光闌和視場(chǎng)光闌（按照位置分）,孔徑光闌,形狀：光闌多為圓形、正方形、長(zhǎng)方形，形狀上的不同多因?yàn)槭怯猛旧系牟煌鴮?dǎo)致的。,40,二. 光闌限制的共軛原理,結(jié)論：光闌（或其像）對(duì)入射光束的限制與光闌的像（或光闌）對(duì)其共軛出射光束的限制，兩者完全等價(jià)。,如果任意入射線PM與孔徑光闌DD的邊框部分相交，其共軛出射線必被視場(chǎng)光

23、闌DD阻擋；同理，另一入射線PN能“通過(guò)”孔徑光闌DD，其共軛出射線必能通過(guò)視場(chǎng)光闌DD。,41,三、有效光闌 在光學(xué)系統(tǒng)中，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)光能量的傳播范圍起決定性限制作用的那一個(gè)光闌叫做有效光闌。,有效光闌,有效光闌,注意： 有效光闌的確定是以成像物體的確定為前提的，即同一系統(tǒng)中， 當(dāng)物體的位置不同時(shí)，有效光闌可能會(huì)不同。 有效光闌有時(shí)直接稱孔徑光闌。,42,四、光瞳,入射光瞳（入瞳）有效光闌經(jīng)其前方光學(xué)系統(tǒng)所成的像。,出射光瞳（出瞳）有效光闌經(jīng)其后方光學(xué)系統(tǒng)所成的像。,有效光闌,入瞳,出瞳,入射孔徑角,出射孔徑角,注意：有效光闌是實(shí)物，而入瞳和出瞳是像。,43,五、有效光闌、入瞳和出瞳的確定方

24、法,對(duì)一個(gè)確定的物點(diǎn)：,1、求出系統(tǒng)中每一個(gè)光闌經(jīng)其前方光學(xué)系統(tǒng)所成的像。,2、由確定的物點(diǎn)對(duì)各個(gè)像作張角，通過(guò)比較確定其中張角最小的像。,3、張角最小的像對(duì)應(yīng)的物（光闌）即為有效光闌。,4、張角最小的像為入瞳；將已確定的有效光闌經(jīng)其后方光學(xué)系統(tǒng)成 象，即可求得出瞳。,六、討論,1、若有效光闌在整個(gè)系統(tǒng)最前面，則有效光闌與入瞳重合； 若有效光闌在整個(gè)系統(tǒng)最后面，則有效光闌與出瞳重合。,2、入瞳、出瞳可能是實(shí)像，也可能是虛像；,3、入瞳并非一定在出瞳的前面；也可能在出瞳的后面。,4、通過(guò)有效光闌中心的光線稱為主光線，由于共軛性，入、出瞳的中心也在主 光線上；,5、人眼的有效光闌就是瞳孔；,6、有

25、效光闌、出瞳和入瞳均是對(duì)給定物點(diǎn)而言的，對(duì)于薄透鏡三者都是透鏡邊緣。,44,七、典型系統(tǒng)的光闌,、放大鏡 一般說(shuō)來(lái)低倍的放大鏡都是由平凸或雙凸單透鏡構(gòu)成，在討論放大鏡的光束限制時(shí)，應(yīng)與人眼一起考慮，在人眼與放大鏡組成的系統(tǒng)中，瞳孔是有效光闌。 、望遠(yuǎn)鏡 前一個(gè)系統(tǒng)的出瞳與后一系統(tǒng)的入瞳相重合，一般情況下，物鏡鏡框是它的孔徑光闌，也是系統(tǒng)的入瞳。它經(jīng)目鏡所成的像就是系統(tǒng)的出瞳，它一般與人瞳孔相重合。 分劃板是系統(tǒng)的視場(chǎng)光闌。它放置于實(shí)像平面上，主要用于限制視場(chǎng)的大小。 、顯微系統(tǒng) 對(duì)低倍顯微系統(tǒng)而言，其孔徑光闌一般是物鏡框（入瞳），而出瞳也與人眼眼瞳相重合，其視場(chǎng)光闌則是分劃板。 、照機(jī)系統(tǒng) 可

26、變光闌是系統(tǒng)的孔徑光闌，其大小尺寸是可以調(diào)節(jié)變化的。底片是其視場(chǎng)光闌。,45,*4-7 光度學(xué)概要-光能量的傳播,1、定義：?jiǎn)挝粫r(shí)間、單位面積元上輻射、傳輸、接收的所有波長(zhǎng)的光能量。 即：光源表面上單位面積的輻射功率。,2、意義：描述光源發(fā)射、傳輸、接收輻射的能力。,4、分布函數(shù)（譜輻射通量密度）：,一、 輻射通量,定義：?jiǎn)挝粫r(shí)間、單位面積元在某波長(zhǎng)附近單位波長(zhǎng)間隔內(nèi)輻射的能量。,意義：描述不同波長(zhǎng)的光波在輻射通量中所占的比例。,5、 與 的關(guān)系：,單位：,3、單位：,從光源面積元dS輻射出來(lái)的波長(zhǎng)在到+d間的光輻射通量為,從面積元dS發(fā)出的各種波長(zhǎng)光的總輻射通量為,46,人眼對(duì)不同波長(zhǎng)（或顏

27、色）的光波具有不同的敏感程度，即使接收到相同的輻射通量，不同波長(zhǎng)的光給人眼的感覺也不一樣。如正常人眼對(duì)黃綠光最敏感，紅光和紫光較差，而對(duì)紅外和紫外則無(wú)反應(yīng)。,在引起相同視覺的情況下，若所需某單色的輻射通量越小，則說(shuō)明人眼對(duì)該光敏感度越高；反之，越低。為描述這一敏感度，引入視見函數(shù)。,二、視見函數(shù),1、定義：,人眼對(duì)各種單色光的平均敏感度。,2、意義：描述在輻射通量相同的情況下，人的眼睛對(duì)各種不同波長(zhǎng)的 輻射產(chǎn)生的主觀感覺。,3、實(shí)驗(yàn)曲線：,人眼對(duì)波長(zhǎng)為555nm的黃綠光最敏感，光度學(xué)中規(guī)定其視見函數(shù)為1， 則視見函數(shù)的實(shí)驗(yàn)曲線如下圖示：,47,0.631,由于眼睛里的圓錐和圓柱視神經(jīng)細(xì)胞在分別

28、起作用，形成了適光性和適暗性視見函數(shù)。,48,三、光通量,1、定義：光源發(fā)出的輻射能通量通過(guò)視見函數(shù)的權(quán)重因子折合成對(duì)人眼起作用的有效視覺強(qiáng)度稱為光通量。 輻射通量與視見函數(shù)的乘積。,2、意義：描述客觀輻射通量在人的眼睛中引起的主觀視覺強(qiáng)度。,在某一波長(zhǎng)附近對(duì)于波長(zhǎng)間隔為d的單色光來(lái)講，其光通量為,式中,m為最大光視效能，簡(jiǎn)稱最大光效率。,稱為光譜光視效能,49,3、單位：光通量和輻射通量具有相同的量綱，但在國(guó)際單位制中，輻射通量的單位為瓦；而光通量的單位為流明，單位代號(hào)：流（lm）。,光譜光視效能 其實(shí)是波長(zhǎng)為的輻射的功光當(dāng)量。換言之波長(zhǎng)為的1W輻射通量，相當(dāng)于 (lm)的光通量。而最大光譜

29、光視效能Km是指波長(zhǎng)為555nm輻射的功光當(dāng)量，即Km為最大功光當(dāng)量。在國(guó)際單位制中Km=683lm/W。,、光通量表達(dá)式,復(fù)色光光通量,單色光光通量,50,四、發(fā)光強(qiáng)度,1、定義：某一方向上單位立體角內(nèi)所輻射的光通量的大小。 表征的是輻射體在空間某一方向上的發(fā)光狀態(tài)。,通常 隨方向而異。當(dāng) 不隨方向變化時(shí)， 發(fā)光物體稱均勻發(fā)光體。,一般均假設(shè)點(diǎn)光源表征的物體為均勻發(fā)光體，故點(diǎn)光源輻射的光通量：,點(diǎn)光源所發(fā)出的總通量為,對(duì)于點(diǎn)光源，采用極坐標(biāo)，有,51,2、意義：描述光源發(fā)出的光通量在空間一定范圍內(nèi)的分布值。,3、單位：坎德拉,1979年第16屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)(決議3)規(guī)定坎德拉的定義為：“坎德

30、拉是一光源在給定方向上的發(fā)光強(qiáng)度，該光源發(fā)出頻率為5.41014Hz的單色輻射，而且在此方向上的輻射強(qiáng)度為(1683)Wsr?！贝颂巗r為球面度。,值得指出的是，在國(guó)際單位制中，發(fā)光強(qiáng)度的單位是國(guó)際單位制中七個(gè)基本單位之一，光度學(xué)中其它單位均為導(dǎo)出單位。,空氣中波長(zhǎng)為555nm(明視覺的視見函數(shù)為1)的輻射對(duì)應(yīng)的頻率為5.4000861014Hz，略去尾數(shù)，則坎德拉新定義中的頻率實(shí)際上就是明視覺最靈敏譜線的頻率。,長(zhǎng)度單位米（m）、質(zhì)量單位千克（kg）、時(shí)間單位秒（s）、電流單位安（A）、熱力學(xué)溫度單位開（K）、發(fā)光強(qiáng)度單位坎（cd）、物質(zhì)的量的單位摩（mol）,52,五、照度,1、定義：入射

31、在受照物體單位面積上的光通量。,2、意義：描述受照物體被照明的程度。,3、單位：勒克斯lx,4、點(diǎn)光源的照度：,單位面積的面元發(fā)出的總光通量稱為面光源的出射度，以M計(jì)之。對(duì)于面光源，考察其的面元dS，如果dS沿各方向發(fā)出的總光通量為d，則,單位-勒克斯,注意：照度中的光通量是面元所接收的光通量，出射度中的光通量是面元所輻射的光通量。,、出射度,53,六、亮度,1、定義：?jiǎn)挝幻娣e的發(fā)光表面，在其法線方向單位立體角內(nèi)發(fā)出的 光通量。,2、意義：描述發(fā)光表面發(fā)光能力的強(qiáng)弱。,3、單位：熙提,4、朗伯光源：,說(shuō)明：發(fā)光強(qiáng)度和亮度的概念不僅適用于自己發(fā)光的物體，還可推廣到反射體。 朗伯反射體：如：涂了氧

32、化鎂的表面、從內(nèi)部被照明的優(yōu)質(zhì)毛玻璃燈罩、積雪、白墻以及十分粗糙的白紙等。,、定向發(fā)射體 實(shí)際中我們還碰到一種發(fā)射體，它們發(fā)出的光束往往集中在一定的立體角內(nèi)，即亮度具有一定的定向性，稱為定向發(fā)射體，如激光。,54,七、三原色原理,在人眼的視網(wǎng)膜上，分布著圓錐和圓柱兩種視神經(jīng)細(xì)胞，主要分辨顏色的是圓錐視神經(jīng)細(xì)胞。在人的眼睛里，只有三種辨色的圓錐細(xì)胞，它們對(duì)所有波長(zhǎng)的光都能發(fā)生程度不同的反應(yīng)，但是每一種細(xì)胞還擅長(zhǎng)接受一種顏色的光，三種細(xì)胞就接受三種顏色的光，即紅、綠、藍(lán)三種色光。它們又叫做色光三原色。 將紅 、綠 、藍(lán) 三種色光按不同的光通量比例混合發(fā)出時(shí)，可以讓人眼感受到自然界絕大多數(shù)顏色的光。

33、,亮度方程： y0.3R+0.59G+0.11B 亮度與色光的能量及波長(zhǎng)的長(zhǎng)短有關(guān),自然界中所有的顏色都可以用紅、綠、藍(lán)(RGB)這三種顏色波長(zhǎng)的不同強(qiáng)度組合而得。,55,4-物鏡的聚光本領(lǐng),物鏡的聚光本領(lǐng)是描述物鏡聚集光通量能力的物理量可以用像面的照度來(lái)量度。 一、光源在較近距離時(shí)的聚光本領(lǐng) 數(shù)值孔徑 二、顯微鏡的聚光本領(lǐng) 三、光源距離較遠(yuǎn)時(shí)的聚光本領(lǐng) 相對(duì)孔徑 四、照相機(jī)的聚光本領(lǐng),56,一、光源在較近距離時(shí)的聚光本領(lǐng) 數(shù)值孔徑,光源在較近時(shí)的聚光本領(lǐng)也就是對(duì)具有一定大小的入射光瞳的光具組來(lái)計(jì)算像的照度。,ds為發(fā)光體的一個(gè)面積元,垂直于光具組的主軸。它的亮度為L(zhǎng)，ds發(fā)出的光通量d在與主

34、軸成u1角的方向上，立體角d1范圍內(nèi)的光通量為：,57,如果發(fā)光體遵從朗伯定律，即L不隨u1而變， 則 其中：u1 是入射光瞳對(duì)ds所張的孔徑角，也就是從面元ds的位置上看入射光瞳所張的角半徑。 是物空間里的光通量。 同理，可求出像空間里的光通量 為,58,其中：L為像的亮度。 是和ds共軛的像的面元， 為從 的位置上看出射光瞳所張的孔徑角。 假定光通量在通過(guò)整個(gè)光具組時(shí)完全不被吸收，出射光通量等于入射光通量。 即： 則：,59,設(shè)系統(tǒng)滿足正弦定理： 則有： or : 或者： 成像的物放置在真空時(shí)的亮度 可見，像的亮度 L 與光學(xué)系統(tǒng)的焦距、物像位置和像的放大率無(wú)關(guān)，只是取決于物面的亮度B和物

35、方與像方折射率平方之比，若 ，則 。所以，光學(xué)系統(tǒng)無(wú)助于亮度的增加，在研究照相機(jī)、放映機(jī)和幻燈機(jī)這一類光學(xué)儀器時(shí)，重要的不在于像的亮度，而是像面的照度。,60,在系統(tǒng)完全沒有吸收且滿足正弦定理的條件下，則像面的照度 為：,光學(xué)儀器的聚光本領(lǐng)就是其像面的照度 。,。,61,可見：對(duì)于橫向放大率和0已確定的光具組，其聚光本領(lǐng) 。若要提高聚光本領(lǐng) ，不但要求有大的孔徑角u，而且物所在的空間內(nèi)應(yīng)充滿折射率較大的透明物質(zhì)。 稱為光具組的數(shù)值孔徑。 對(duì)于在光具組前距離不遠(yuǎn)的物，聚光本領(lǐng)取決于數(shù)值孔徑。,62,二、顯微鏡的聚光本領(lǐng),用數(shù)值孔徑 描述。,問(wèn)題： 顯微鏡物鏡焦距很短，但是短焦距大孔徑的物鏡困難，

36、因此顯微鏡物鏡孔徑小，這樣就限制了進(jìn)入光路的光通量。,解決辦法： 采用均勻浸油法，使孔徑角幾乎可達(dá)900，從而增加進(jìn)入物鏡的光通量。,63,浸油前，入射孔徑角不能超過(guò)臨界角iC， 浸油后，入射孔徑角接近900，此時(shí)數(shù)值孔徑為不浸油時(shí)的n倍。,64,三、光源距離較遠(yuǎn)時(shí)的聚光本領(lǐng) 相對(duì)孔徑,當(dāng)物距很大時(shí)，須采用出射光瞳對(duì)像面元 所張的孔徑角 ，出瞳直徑為d，物鏡像方焦點(diǎn)到出瞳距離是-xp，到像面元的距離是x,則有,65,其中： 為像面線度的橫向放大率。 為出射光瞳直徑的橫向放大率。,又,66,可見，在其它條件相同時(shí)，物鏡的聚光本領(lǐng) 為提高聚光本領(lǐng)，主要的不是單獨(dú)要求d 大或 f 小，而是要求它們的

37、比值大。 相對(duì)孔徑： 入射光瞳的直徑 d 與焦距 之比 望遠(yuǎn)鏡就屬此情況。,67, ，而 d 必須很大。 對(duì)于足夠遠(yuǎn)的物體，可認(rèn)為 所以 望遠(yuǎn)鏡的聚光本領(lǐng)通常不用相對(duì)孔徑而用它的倒數(shù) 來(lái)衡量，稱為焦比。,68,四、照相機(jī)的聚光本領(lǐng),照相機(jī)既可拍近物的像，又可拍遠(yuǎn)物的像，但其聚光本領(lǐng)不同。其聚光本領(lǐng)主要靠光圈來(lái)調(diào)節(jié)，光圈是裝在整個(gè)物鏡中間的大小可調(diào)節(jié)的可變光闌，光圈總是作為有效光闌。 一般可認(rèn)為鏡頭前后部分是對(duì)稱的，即 又 （都是空氣） 拍攝遠(yuǎn)物時(shí)， ,則 拍攝近物時(shí)， ,則,69,即：在 L0 和 都相同的條件下，近物像的照度是遠(yuǎn)物像的照度的 1/4。 照相機(jī)的聚光本領(lǐng)通常不用相對(duì)孔徑而用它的

38、倒數(shù) 來(lái)衡量，稱為F數(shù)或光圈數(shù)，顯然，F(xiàn) 數(shù)越大，就是相對(duì)孔徑越小，聚光本領(lǐng)越弱。（ ），照像機(jī)的光圈數(shù)是等比數(shù)列，其公比為 ，即：1.4 ， 2 ，2.8 ， 4 ，5.6 ，8 ，.,70,光圈F值 = 鏡頭的焦距/鏡頭口徑的直徑，由此可知要達(dá)到相同的光圈F值，長(zhǎng)焦距鏡頭的口徑要比短焦距鏡頭的口徑大。完整的光圈值系列如下： F1， F1.4， F2， F2.8， F4， F5.6， F8， F11， F16， F22， F32， F44， F64。 光圈F值愈小，在同一單位時(shí)間內(nèi)的進(jìn)光量便愈多。多數(shù)非專業(yè)數(shù)碼相機(jī)鏡頭的焦距短、物理口徑很小，F(xiàn)8時(shí)光圈的物理孔徑已經(jīng)很小了，繼續(xù)縮小就會(huì)發(fā)生衍

39、射之類的光學(xué)現(xiàn)象，影響成像。所以一般非專業(yè)數(shù)碼相機(jī)的最小光圈都在F8至F11，而專業(yè)型數(shù)碼相機(jī)感光器件面積大，鏡頭距感光器件距離遠(yuǎn)，光圈值可以很小。對(duì)于消費(fèi)型數(shù)碼相機(jī)而言，光圈F值常常介于F2.8 - F16。,71,72,4-13 助視儀器的分辨本領(lǐng),一、分辨本領(lǐng),幾何光學(xué)觀點(diǎn)：對(duì)無(wú)像差系統(tǒng)，由于物像共軛性，每一個(gè)物點(diǎn)都能成一 個(gè)清晰的像點(diǎn)，即：物面上任何微小的細(xì)節(jié)都能在像面上 清晰反映出來(lái)；,波動(dòng)光學(xué)觀點(diǎn)：光束總會(huì)受到系統(tǒng)的有限大小的有效光闌的限制，像點(diǎn) 應(yīng)是物點(diǎn)的衍射花樣。所以，在像面上清晰地反映物面 的細(xì)節(jié)是不可能的。, 物點(diǎn)所成像點(diǎn)就是衍射圖樣中的中央條紋或愛里斑。,光斑重疊部分的光

40、強(qiáng)度將是兩衍射光斑各自光強(qiáng)度的簡(jiǎn)單相加 （非相干疊加），如圖示：,假設(shè)：有兩個(gè)發(fā)光強(qiáng)度相等的獨(dú)立發(fā)光點(diǎn)，經(jīng)無(wú)像差系統(tǒng)成像。,當(dāng)兩發(fā)光點(diǎn)較遠(yuǎn)時(shí)，像面上兩像點(diǎn)（即愛里斑）可清晰區(qū)分；,隨著距離的縮小，兩像點(diǎn)（即愛里斑）將逐慚發(fā)生重疊。,73,清晰分辨,剛好能分辨,不能分辨,74,1、瑞利據(jù)判：,像面上的合成照度曲線中央下凹部分的數(shù)值不超過(guò)兩像點(diǎn)各自強(qiáng)度曲線最大值的74%時(shí)，為可分辨狀態(tài)。,通過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn)：當(dāng)兩衍射光斑中，一光斑中央最大值的位置恰與另一光斑第一最小值的位置重合時(shí)，所形成的合照度曲線中央下凹部分?jǐn)?shù)值恰為瑞利判據(jù)的極限值（74%）。,2、分辨極限角：,剛好能分辨時(shí)，兩像點(diǎn)（即兩衍射斑中心）

41、對(duì)出瞳的夾角或兩物點(diǎn)對(duì)入瞳的夾角為夫瑯禾費(fèi)圓孔衍射中中央亮斑的角半徑：,3、分辨本領(lǐng)：,分辨極限角的倒數(shù)，稱為分辨本領(lǐng)：,75,4、討論：,分辨極限也可用像面或物面上的剛能分辨的兩點(diǎn)間的最小線距離來(lái)表示。,例題：一會(huì)聚透鏡的直徑D=3.0cm，焦距f=20cm，問(wèn)：（1）剛好能夠分辨開來(lái)的兩個(gè)距透鏡遙遠(yuǎn)的點(diǎn)狀物的角距離是多少？假定入射光波長(zhǎng)=500nm。（2）在透鏡焦平面上兩物點(diǎn)衍射圖樣中心相隔多遠(yuǎn)？,解：（1） = 2.210-5 rad (2 )從幾何關(guān)系可知，兩衍射圖樣中心間距為： = 4.410-3mm,76,二、人眼的分辨本領(lǐng),眼睛的瞳孔既是有效光闌，也是入瞳，直徑在28 可調(diào)。 取

42、：R 1，以 = 550nm（黃綠光）進(jìn)行計(jì)算， 可得,像面上兩點(diǎn)距離為：,意義：描述人的眼睛分辨非?？拷膬蓚€(gè)物點(diǎn)的能力。,此時(shí)，明視距離處的物面上兩點(diǎn)距離（分辨極限）為：,由于視網(wǎng)膜上的像是處在玻璃狀液體內(nèi)的，其折射率為1.337。,77,三、望遠(yuǎn)鏡的分辨本領(lǐng),意義：描述對(duì)物鏡對(duì)其像方焦平面上兩個(gè)像點(diǎn)的分辨能力。用像面上 剛可分辨的兩像點(diǎn)的極限距離來(lái)表示。,設(shè)：物鏡的像方焦距為 ， 為物鏡的孔徑（直徑，也是入瞳）, 增大相對(duì)孔徑（d/ f ），這同時(shí)也增大了聚光本領(lǐng)。 或 用短波光束。,說(shuō)明：,分辨極限y越小，分辨本領(lǐng)越高；反之，越低；,要增大望遠(yuǎn)鏡的分辨本領(lǐng)，要求：,78,意義：描述對(duì)物

43、面上兩個(gè)物點(diǎn)的分辨能力。用物面上剛可分辨的兩 物點(diǎn)的極限距離來(lái)表示。, 增大數(shù)值孔徑（nsinu），這同時(shí)也增大了聚光本領(lǐng)。 或 用短波光束（如電子顯微鏡）。,四、顯微鏡的分辨本領(lǐng),說(shuō)明：,分辨極限y越小，分辨本領(lǐng)越高；反之，越低；,要增大顯微鏡的分辨本領(lǐng)，要求：,電子顯微鏡分辨本領(lǐng)大是因?yàn)槠潆娮邮牟ㄩL(zhǎng)短,注：望遠(yuǎn)鏡和顯微鏡中，聚光本領(lǐng)和分辨本領(lǐng)完全取決于物鏡。,79,例題：人眼的瞳孔D = 3mm用 的光考慮，設(shè)u=10m ，求：,解：,例題： 美國(guó)帕洛瑪山天文望遠(yuǎn)鏡的直徑D=5.1m，對(duì)于波長(zhǎng)=550nm光波而言分辨極限角為多大？,解：,80,例題： 顯微鏡用波長(zhǎng)為 250nm 的紫外光照相比用波長(zhǎng)為 500nm 的可見光照相時(shí)，其分辨本領(lǐng)增大多少倍？ 它的物鏡在空氣中的數(shù)值孔徑約為0.75，用紫外光時(shí)所能分辨兩條線之間的距離是多少？ 用折射率為1.56的油浸系統(tǒng)時(shí)，這個(gè)最小距離為多少? 若照相底片上感光微粒的大小約為0.45mm，問(wèn)油浸系統(tǒng)紫外光顯微鏡的物鏡橫向放大率為多大時(shí)，在底片