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铜门镜基础知识
发布日期: 2018/11/27 19:53:06  点击量: 32
这个铜门镜”是由一个凹透镜和一个凸透镜组成,物镜是凹透镜,目镜是凸透镜,但物镜的焦距较短,目镜的焦距离较长,且目镜的焦距应等于或大于物镜与目镜的距离(铜门镜的长度)和目镜的焦距之和.
从运用“铜门镜”可知:人在室外眼睛不管挨近仍是远离“铜门镜”都看不清室内现象,人在室内眼睛挨近仍是远离“铜门镜”都能清楚地看见室外的人和现象,且眼睛挨近“铜门镜”查询现象效果更好.看见的是现象的正立的虚像,像比现象略小.
铜门镜是由两个透镜组成,物镜为凹透镜,目镜为凸透镜.近似于倒置的伽利略望远镜.关于光心来说两边的焦距是相等的,假设透镜两边的曲面是对称的,那么光心就是透镜的中心,不然光心并不在两边极点的中心.
探求“铜门镜”的结构   
“铜门镜”同望远镜、显微镜一样,都是由物镜和目镜组成.由“自主学习2”可知:望远镜是由两个凸透镜组成,物镜焦距较长,目镜焦距较短;显微镜也是由两个凸透镜组成,物镜焦距很短,目镜焦距较长.“铜门镜”不可能是由两个凸透镜组成,由于门的厚度约为4cm,物镜和目镜的距离约为3cm,这也决定了物镜和目镜的焦距不可能较长,不然就不能满足“铜门镜”的要求效果,那么“铜门镜”的结构究竟是怎样的呢?
(1)“铜门镜”由两个凹透镜组成能否满足要求   
由成像规矩可知,现象经物镜(凹透镜)成缩小正立的虚像,此虚像经目镜(凹透镜)再成缩小的正立的虚像,最终的虚像到眼睛的距离小于明视距离,而“铜门镜”的孔经仅lcm左右,加之凹透镜发散的原因,进入人眼的光也很弱小,即不能看清现象,其光路图如图1(现象AB离物镜较远未画出).
因此,“铜门镜”不是由两个凹透镜组成.
(2)“铜门镜”由一个凸透镜和一个凹透镜组成能否满足要求.
A.物镜是凸透镜、目镜是凹透镜的状况   
由透镜成像规矩可知,现象(离门1~2m)经物镜(凸透镜)成缩小倒竖的实像,此像作为目镜(凹透镜)的虚物再成缩小的虚像,如人眼挨近目镜(凹透镜)查询,这个距离比明视距离小得多,是无法看清的.假设人远离目镜(凹透镜)查询,则现象的成像光线进入人眼睛太少,而且视角也很小,同样无法看清,光路图如图2所示.
由此得出结论,用凸透镜作物镜、凹透镜作目镜是不能满足要求的.但也一起给我们启示,它正好满足室外不能看清室内现象的要求.
B.物镜是凹透镜,目镜是凸透镜的状况   
由透镜成像规矩可知,现象(离门1~2m)经物镜成缩小的正立的虚像.
a.若此虚像在目镜的1倍焦距之外,此虚像作为目镜的虚物再成倒竖的实像.光路图如图3.
这也不能满足要求.
b.若现象经物镜成的虚像,在目镜的1倍焦距之内,此虚像作为目镜的虚物再成扩大正立的虚像,则能满足要求,光路图如图4.
综上所述,“铜门镜”是由一个凹透镜和一个凸透镜组成,物镜是凹透镜,目镜是凸透镜,但物镜的焦距较短,目镜的焦距离较长,且目镜的焦距应等于或大于物镜与目镜的距离(铜门镜的长度)和目镜的焦距之和.实践铜门镜也正是如此.

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