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§第一节 通向微观世界之门(第2页)

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可是,眼睛不能调节成象大小,如果感到视角太小,只好把物体移近一些,这样视角就增大一些,物体看起来也就清楚一些。

从视角方面来考虑,似乎物体越近看起来越清楚;但从成象方面来考虑,物体靠近眼睛又是有限度的,即有个最短距离,再小于这个距离,即使晶状体作了最大限度的调节,物体也不能成象于视网膜上,这时,眼睛仍然不能够看清楚物体。

眼睛经过调节能够看得清楚的最短距离,叫做近点。

年青人的正常眼睛的近点,为100毫米左右。

反之,正常的眼睛,晶状体能够将平行光束会聚在视网膜上,也就是说,能看得见无限远的物体。

眼睛能够看得清楚的最远距离,叫做远点。

正常眼睛的远点是无限远。

人的眼睛虽然有一定的调节能力,但是,眼睛在长时间处于高度调节的情况下作近距离观察,很快就会感到疲劳的。

人眼睛有一个比较习惯的适当距离,在这样距离下看东西不容易疲劳,正常眼睛的这个距离约为250毫米,叫做眼睛的明视距离。

由于眼睛的调节能力有限,一个物体移至近点以内,它对眼睛光心的张角仍然小于1分,这时候要看清楚它,必须再进一步增大视角,但不能再采取向眼睛移近的办法了,因为处于近点以内,眼睛再也不能通过晶状体本身的调节来使象形成在视网膜上了。

不过,我们可以请放大镜来帮助增大视角。

放大镜是一个焦距很短的凸透镜。

如果将物体放在它一侧焦点以内,则在和物体同一侧形成一个正立的虚象,这个虚象在另一侧用眼睛可以观察到。

这就是放大镜的作用原理。

用放大镜观察物体时增大视角的光路。

物体在明视距离处,对眼睛所张的视角;如果物体足够大,则它对眼睛所张的视角也足够大,眼睛既看得清楚,又不感到疲劳。

如果物体很小,所张的视角也就很小,为了看清楚,就要将物体移近,可以看清楚了,但由于此时物体位置比明视距离近,观察时眼睛需要调节,时间长了,眼睛就会疲劳。

在利用放大镜来观察时,适当地改变放大镜的位置,使物体的虚象刚好落在明视距离处,这样一来,不但视角增大了,而且观察时眼睛还不需要调节,既清楚又舒适,这就是放大镜增大视角的作用。

视角增大的倍数,在光学上称为仪器的角放大率(或称为仪器的放大率)。

对于放大镜来说,由于被观察的物体总是很小的,因而原来的视角和放大后的视角都是比较小的。

这就是放大镜或显微镜目镜的视角放大率。

因为明视距离为250毫米。

放大镜焦距为10~100毫米,所以放大镜的放大率约为2.5~25倍。

如果要进一步增大放大率,则设计制造的凸透镜就要取更短一些的焦距,因而凸透镜的球面曲率就要做得更大,然而,用这样的放大镜来观察物体,当某一部分看得清楚时,而旁边的部分却很模糊,也就是说,可以清晰地观察的范围缩小了。

而且,焦距更短,或者说球面曲率更大的透镜,更加不易磨制得精确。

由于这些缘故,一般放大镜的焦距只能是10~100毫米,因此,最大放大倍数仅能达到25倍。

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