光学显微镜与人眼的构造成像原理

眼睛是一种天然的光学仪器,是人们认识客观世界的重要器官。了解眼睛的构造,对显微放大原理的认识非常重要。图2—18所示为右眼水平断面图。它的水晶体起透镜作用,从物体发出的光线进入眼睛通过水晶休成象在网膜上。由于网膜是由很多视觉细胞组成的,通过它能把网膜上所成的象传结大脑,这样就产生了视觉。

上篇回顾:金相显微镜象差的概念

人眼的构造 视放大率

眼睛是一种天然的光学仪器,是人们认识客观世界的重要器官。了解眼睛的构造,对显微放大原理的认识非常重要。图2—18所示为右眼水平断面图。它的水晶体起透镜作用,从物体发出的光线进入眼睛通过水晶休成象在网膜上。由于网膜是由很多视觉细胞组成的,通过它能把网膜上所成的象传结大脑,这样就产生了视觉。

为了使远近不同的物体都能成象在网膜上,水晶体能够通过睫状肌的张弛自动调节。正常人的眼睛对无穷远到250毫米范围内的物体都可以毫不费力地进行调节。但正常人在阅读或操作时,被观察物体放在距眼睛250毫米左右处感觉最舒适,这个距离称为明视距离。

在水晶体后表面附近有一个特殊点 N,称为节点 Θ。通过节点的光线可以无偏折地射到网膜上。物体对人眼节点 N 所张角度称为视角。视角的大小与物体在网膜上的象高是紧密地联系在一起的,如果用眼直接看物体时,物体对人眼节点 N 的张角为 ω ,(见图2-19a),则网膜上的象高 Y'。又如下的关系:

NB' 是节点 N 到网膜的距离,忽略眼睛的调节影响,NB' 是一常数。因此,网膜上象的大小可认为与视角的正切(tgω)成正比。也就是说,人眼看物体时所感觉到的大小,可以用视角的大小来决定,这一观念十分重要。

对同一物体,用眼直接观察和用仪器观察在网膜上所成象的大小时不相同的,后者产生放大的感觉,即视角扩大了。如果用仪器观察时物体对人眼节点 N 的视角为 ω。见图(2-19b),则网膜上的象高Y'0 为:

用仪器观察时网膜上的象高与用眼直接观察时网膜上的象高之比,表示了该仪器的放大作用,我们定义视放大率 γ

TIPS: Θ 严格说来,人眼的节点有物方节点和象方节点两个,由于这两个节点非常接近,这里忽略了他们的差别。

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