门上的猫眼是凸透镜还是凹透镜?讲原因!

门上的猫眼是凸透镜还是凹透镜?讲原因!
门上的猫眼是凸透镜还是凹透镜?讲原因!

门上的猫眼是凸透镜还是凹透镜?讲原因!
“猫眼”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.“猫眼”不可能是由两个凸透镜组成,因为门的厚度约为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,否则就不能满足“猫眼”的要求效果,那么“猫眼”的构造究竟是怎样的呢?
(1)“猫眼”由两个凹透镜组成能否满足要求
由成像规律可知,景物经物镜(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“猫眼”的孔经仅lcm左右,加之凹透镜发散的缘故,进入人眼的光也很微弱,即不能看清景物,其光路图如图1(景物AB离物镜较远未画出).
因此,“猫眼”不是由两个凹透镜组成.
(2)“猫眼”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、目镜是凹透镜的情况
由透镜成像规律可知,景物(离门1~2m)经物镜(凸透镜)成缩小倒立的实像,此像作为目镜(凹透镜)的虚物再成缩小的虚像,如人眼靠近目镜(凹透镜)观察,这个距离比明视距离小得多,是无法看清的.如果人远离目镜(凹透镜)观察,则景物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.但也同时给我们启示,它正好满足室外不能看清室内景物的要求.
B.物镜是凹透镜,目镜是凸透镜的情况
由透镜成像规律可知,景物(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立的实像.光路图如图3.
这也不能满足要求.
b.若景物经物镜成的虚像,在目镜的1倍焦距之内,此虚像作为目镜的虚物再成放大正立的虚像,则能满足要求,光路图如图4.
综上所述,“猫眼”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(猫眼的长度)和目镜的焦距之和.实际猫眼也正是如此.

凹透镜

探究“猫眼”的原理
作者：王雄文章来源：《物理教学探讨》点击数：1040更新时间：12/24/2005

(1)“猫眼”由两个凹透镜组成能否满足要求
由成像规律可知，景物经物镜(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“猫眼”的孔经仅lcm左右，加之凹透镜发散的缘故...

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凹透镜

探究“猫眼”的原理
作者：王雄文章来源：《物理教学探讨》点击数：1040更新时间：12/24/2005

(1)“猫眼”由两个凹透镜组成能否满足要求
由成像规律可知，景物经物镜(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“猫眼”的孔经仅lcm左右，加之凹透镜发散的缘故，进入人眼的光也很微弱，即不能看清景物，其光路图如图1(景物AB离物镜较远未画出)。
因此，“猫眼”不是由两个凹透镜组成。
(2)“猫眼”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、目镜是凹透镜的情况
由透镜成像规律可知，景物(离门1~2m)经物镜(凸透镜)成缩小倒立的实像，此像作为目镜(凹透镜)的虚物再成缩小的虚像，如人眼靠近目镜(凹透镜)观察，这个距离比明视距离小得多，是无法看清的。如果人远离目镜(凹透镜)观察，则景物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。但也同时给我们启示，它正好满足室外不能看清室内景物的要求。
B.物镜是凹透镜，目镜是凸透镜的情况
由透镜成像规律可知，景物(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立的实像。光路图如图3。
这也不能满足要求。
b.若景物经物镜成的虚像，在目镜的1倍焦距之内，此虚像作为目镜的虚物再成放大正立的虚像，则能满足要求，光路图如图4。
综上所述，“猫眼”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(猫眼的长度)和目镜的焦距之和。实际猫眼也正是如此。

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“猫眼”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。“猫眼”不可能是由两个凸透镜组成，因为门的厚度约为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，否则就不能满足“猫眼”的要求效果，那么“猫眼”的构造究竟是怎样的呢?...

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“猫眼”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。“猫眼”不可能是由两个凸透镜组成，因为门的厚度约为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，否则就不能满足“猫眼”的要求效果，那么“猫眼”的构造究竟是怎样的呢?

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