一、什么是衍射极限?
射极限是指一个理想点物经光学体系成像,由于衍射的限制,不可能得到理想像点,而是得到一个夫朗和费衍射像。由于一般光学体系的口径都是圆形,夫朗和费衍射像就是所谓的艾里斑。这样每个物点的像就一个弥散斑,两个弥散斑靠近后就不好区分,这样就限制了体系的分辨率,这个斑越大,分辨率越低。这个限制是物理光学的限制,是光的衍射造成的。 点列图是指在几何光学的成像经过中,由一点发出的许多条光线经光学体系成像后,由于像差的存在,使其与像面的交点不再集中于一点,而是形成一个分布在一定范围内的弥散图形。在点列图中利用这些点的密集程度来衡量光学体系的成像质量的技巧称之为点列图法。利用点列图法来评价照相物镜等的成像质量时,通常是利用集中30%以上的点或光线所构成的图形区域作为其实际有效弥散斑,弥散斑直径的倒数为体系的分辨率。这个分辨率是由几何光学的像差限制的,没有考虑衍射效应。 MTF这是目前分析镜头的解像力跟反差再现能力使用比较科学的技巧,这种测定光学频率的方式是以一个mm的范围内能呈现出几许条线来度量,其单位以line/mm来表示。因此当一支镜头能做到所入即所出的程度那就表这支镜头是所谓的完美镜头,然而由于镜片镜头的设计往往还有很多影响影响因此不可能有这种理想化的镜头。MTF的值是由体系的衍射极限和像差共同决定的,它决定体系的最终分辨率,然而近来有越来越多人发现他虽然是一种标准化的物品但有些影像的物品并非标准化能够衡量出来的, 因此他只是个参考值而非全部。
二、四季是怎样形成的
阳高度周期性的变化,造成周期性的直射和斜射。地球在绕太阳公转的经过中,地轴始终与轨道面
斜成66度33分的夹角。由於地轴的倾斜,当地球处在轨道上不同位置时,地球表面不同地点的太阳高度
不同的。太阳高度角大的时候,太阳直射,热量集中,就好像正对著火炉一样;而且太阳在空中经过的
径长,日照时刻长,昼长夜短,必然气温高,这就是夏季。反之,太阳高度角小时,阳光斜射地面,热
分散,相当於斜对著火炉;而且太阳在空中所经路径短,日照时刻短,昼短夜长,气温则低;由夏季
冬季,太阳高度由高变低,形成了四季。四季划分有不同的标准:天文上以春分、夏至、秋分、冬
作为各季开始;中国古代以立春、立夏。立秋、立冬作为各季开始;民间还有以阴历一、二、三
为春,四、五、六月为夏,七、八、九月为秋,十、十一、十二月为冬的划分法;近代一般常以
历3、4、5月为春,6、7、8月为夏,9、10、11月为秋,12和翌年1、2月为冬。这些简单
划分法,都是把一年划分为长短大致相等的四季。虽便於记忆,但不能反映实际季节的转换。气
学上运用大量的气象资料,综合天文地理等影响气候的因子,将具有相似天气气候特徵的天气时
,来划分四季,称为天然天气季节划分法。这样划分的四季,长短因时因地而异。
三、八年级上册物理透镜应用
、复习策略
、透镜及对光线的影响
、凸透镜成像规律
距u 像距v 成像性质 物像位置 应用
→∞ v=f 缩小为一极小亮点 异侧 测焦距f
>2f 2f>v>f 倒立、缩小的实像 异侧 照相机
=2f v=2f 倒立、等大的实像 异侧 实像大致的分界点
f>u>f v>2f 倒立、放大的实像 异侧 投影仪、幻灯机
=f v→∞ 不成像 / 成像虚实的分界点
镜头→凸透镜,景物→物体,胶片→光屏)
瓜相机:焦距f很短,像距v变化小,使远近不同的景物成位置大致相同.
2)投影仪和幻灯机:当2f>u>f时,v>2f,成倒立、放大实像.
镜头→凸透镜,投影片、幻灯片→物体,屏幕→光屏)
影片、幻灯片应倒放.
3)眼睛和眼镜
4)显微镜和望远镜(凸透镜组合)
显微镜
望远镜
、典例剖析
1、(2006?无锡)小明站在同一位置用数码相机(焦距可改变)对着无锡著名景点——锡山.先后拍摄了两张照片甲和乙,如图所示.他产生这样的疑问:物体通过凸透镜在光屏上所成像的大致与透镜的焦距有何关系呢?小明对此进行了探究.
1)小明找到一些凸透镜,但不知道它们的焦距,请你为他提供一种测量透镜焦距的办法.(可画图说明)
2)测出凸透镜焦距后,小明先后选用了三个焦距分别为15 cm、10cm、5cm的凸透镜,在保持物距始终为35 cm的情况下依次进行实验.发现所成的像越来越小.请你根据实验判断小明在拍摄哪一张照片时照相机镜头的焦距较大.
3)在探究经过中,小明总是让物距保持不变,请你说出他这样做的理由.
析:
1)测量透镜焦距的技巧有:一利用凸透镜能使平行光(或太阳光)会聚于一点,测出焦点到凸透镜的距离;二利用点光源在凸透镜焦点不能成像(或在光屏上成与凸透镜等大的光斑);三是利用物体在离凸透镜2f处所成的像与物体等大.
2)普通照相机的镜头一个焦距固定的凸透镜,数码相机的镜头一个焦距可以变化的凸透镜.甲、乙两张照片是小明站在同一位置,在相机焦距不同的情况下,对同一物体拍摄的照片,以山上的塔为例,甲图上的像小,乙图上的像大,由此可知,物距相同,焦距不同,成像大致不同.根据模拟实验的现象记录可知,在物距为35cm的情况下,焦距分别是15cm、10cm和5cm的凸透镜成的像越来越小.这说明拍摄同一物体,照相机的焦距越大(或小),像越大(或小).由此可知,拍摄乙照片时的焦距长.
3)根据凸透镜成实像规律可知,物距u、焦距f和实像大致,这三者之间有关联.要想研究像的大致与凸透镜焦距大致的关系,必须保持物距u不变.
案:
1)将凸透镜正对着太阳,在透镜的另一侧放一张纸,调节透镜到纸面的距离,直至纸面上出现最小、最亮的光斑,测出光斑到凸透镜的距离,即为凸透镜的焦距(其他技巧同样可以)
2)拍摄乙照片时照相机镜头的焦距较大
3)凸透镜所成实像的大致与物距、焦距都有关系,因此研究实像的大致与焦距的关系时应控制物距不变
评:
实际生活中,有许多现象无法直接判断缘故,用实验模拟实际情况,并通过比较实验现象,发现缘故,这种理念常体现在难题的探究中.
2、(2006?杭州)高老师戴着眼镜正在批作业,听到远处有学生叫她.为了看清该学生的容貌,高老师立即摘下眼镜跟这位学生打招呼.下列说法正确的是( )
.高老师所戴眼镜的镜片是凸透镜
.高老师是近视眼
.高老师不戴眼镜看近物时.物像会成在视网膜前方
.高老师的眼球前后径可能过长或晶状体曲度可能过大
析:
题涉及两个现象:“高老师戴着眼镜正在批改作业”,“远处学生叫她,为了看清该学生容貌,高老师立即摘下眼镜跟这位学生打招呼”.
高老师戴着眼镜正在批改作业”,说明高老师的眼睛视力有难题,可能是近视眼,也可能是远视眼;另一方面,也说明,若高老师不戴眼镜,她就看不清楚近处的物体.
远处学生叫她,为了看清该学生容貌,高老师立即摘下眼镜”,说明戴着眼镜高老师看不清楚远处的物体,不戴眼镜反而能看清楚远处的物体.
视眼的人若不戴眼镜,看近处的物体感觉清楚一些,还是看远处的物体清楚一些?同样难题,远视眼的人若不戴眼镜,看近处物体清楚一些,还是远处的物体清楚一些?
据凸透镜的物像关系,当物体离开凸透镜时,它的像靠近凸透镜.结合近视眼的成像光路(图甲)和远视眼的成像光路(图乙),可知,当物体离开眼睛变远时,近视眼(无眼镜)成的像离光屏(视网膜)更远,光屏上的像更模糊;远视眼(无眼镜)成的像离光屏(视网膜)更近,光屏上的像更清楚一些,可以判断高老师是远视眼,戴的是凸透镜.
案:A
评:
1)观察戴眼镜的人一些习性性动作会发现,老花眼(即远视眼)的人在看远处物体时,常常会拿去眼镜;近视眼的人看近处的物体时,常常也会拿下眼镜,看远处物体时才戴上眼镜.如果平时留心观察,就很容易判断高老师是老花眼.
2)熟悉近视眼和远视眼的成像光路;掌握物像移动路线的关系;恰当的难题转换;准确地领会(“看清”是指“像”更“靠近”视网膜).若要清晰地分析这道题,对学生能力要求较高.
3)D选项中.“眼球前后径”和“晶状体曲度”是指眼球(晶状体,即凸透镜)的凸出程度.丙图的凸透镜比丁图的凸透镜“曲度”(前后径,即凸出程度)更大.而远视眼就是由于眼球的曲度小,对光线的会聚影响弱,像成在视网膜的外侧,需要在眼睛前加凸透镜,增强对光的偏折能力.
3、(2005?山西省)放映幻灯的时候,银幕上的像太小.想让像变大些.可以采取的办法是( )
.将幻灯机移近银幕,同时使幻灯片远离镜头
.将幻灯机远离银幕,同时使幻灯片远离镜头
.将幻灯机移近银幕,同时使幻灯片移近镜头
.将幻灯机远离银幕,同时使幻灯片移近镜头
析:
灯机与投影仪的成像原理相同,都是利用凸透镜成倒立、放大实像的原理制成的,凸透镜成放大实像时,物体越靠近凸透镜,所成像越大.越远离凸透镜时,所成像越小,因此,要想让像变大些,应使幻灯片移近镜头.但所成的像到镜头的距离也发生变化,若不相应地改变镜头与银幕间的距离,银幕上的像就是模糊的,遵循凸透镜成像时的规律:物距减小时,像变大,像距变大;应适当增大镜头与银幕间的距离,即应将幻灯机远离银幕,正确选项为D.
案:D
4、(2005?北京市)在探究近视眼视力矫正难题时用图a所示的装置模拟眼睛,烧瓶中的着色液体相当于玻璃体,烧瓶左侧紧靠瓶壁的凸透镜相当于晶状体,右侧内壁相当于视网膜.图b中的四幅图是一些同学描绘矫正近视眼的技巧和光路,其中能达到近视眼矫正目的的是( )
析:
视眼是由于眼睛中晶状体太厚或眼球的前后距离过长而产生的,此时眼睛对光线的折光能力太强,使得从远处射来的平行光不能会聚在视网膜上,而会聚在视网膜前,因此.近视眼只能看清近处的物体,看不清远处的物体.为了矫正近视眼,使它能像正常眼睛那样把无限远处射来的平行光会聚在视网膜上,就应该用凹透镜,使入射的平行光线先经过凹透镜变得发散些,再进入眼睛,会聚在视网膜上,依据以上原理,分析图b可知,正确选项为C.
案:C
5、(2002年黄冈市中考题)如图所示是一种称之为“七仙女”的神奇玻璃酒杯,空杯时,什么也看不见;斟上酒,杯底立即显出栩栩如生的仙女图.下列关于仙女图形成缘故的探讨中正确的是( )
.可能是酒具有化学显影影响
.可能是由于在酒的液面发生镜面反射,在酒中出现了放大的像
.可能是图片在杯底凸透镜的焦点处成放大的像
.可能是斟酒后杯底凸透镜的焦距变大,使图片在一倍焦距以内,从而成放大的虚像
析:
日常经验知道,酒不具有化学显影影响,故选项A错误;如果以酒的液面作平面镜成像,则应有成像的物体在液面外,而此时没有,故选项B错;当物体放在凸透镜的焦点处时,物体射向凸透镜的光折射后成为平行光束,既不会成实像,也不能成虚像,故选项C错;杯底的凸透镜的焦距本来是确定的,当倒入酒后,酒和凸透镜共同组合形成一个焦距较大的透镜,使原来不在焦距内的图片处于一倍焦距之内,成正立、放大的虚像,故正确选项为D.
案:D
6、(2002年黄石市中考试题)将一物体放在凸透镜前25cm、20cm、8cm处时,分别得到缩小的实像、放大的实像和放大的虚像,则对凸透镜的焦距f的判断正确的是( )
.f<8cm B.8cm
.10cm
析:
据凸透镜成像特点来判断;当物距大于2倍焦距时,成倒立、缩小的实像,则26cm应大于2倍焦距,即得到不等式:①2f<26cm;当物距大于1倍焦距,小于2倍焦距时,成倒立,放大的实像,则20cm应是此凸透镜的1倍焦距和2倍焦距之间,即有:②f<20cm<2f;同理,可得出不等式;③f>8cm;综合①、②、③三个不等式,可得出10cm
案:C
7、(2002年河北省中考试题)老奶奶用放大镜看报纸时,为了看到更大的清晰的像,应( )
.报纸与眼睛不动,放大镜离报纸远一些
.报纸与眼睛不动,放大镜离报纸近一些
.报纸与放大镜不动,眼睛离报纸近一些
.报纸与放大镜不动,眼睛离报纸远一些
析:
题考查凸透镜成像规律,报纸置于放大镜的焦点之内,老奶奶通过放大镜会看到一个正立、放大的虚像,凸透镜成虚像时遵循的规律是:物体越靠近凸透镜,所成虚像放大比例越小;物体越靠近焦点,所成虚像放大比例越大.即虚像的大致决定于物体到凸透镜的距离,则不是眼睛与凸透镜的距离.因此,要使老奶奶看到更大的清晰的像,应让放大镜离报纸远一些,故正确选项为A.
案:A
8、在下图虚线框内填上适当透镜,使光路图完整.
析:
由平行光得到平行光,并改变宽窄程度,一般是由组合透镜完成.但本题中存在两种情况.如下图(a)、(b)所示,应注意的是,由透镜对光线的影响可知,图(a)中,应使凸透镜的焦点与凹透镜的焦点重合于F处.图(b)中两凸透镜的焦点,也应重合于F处,具体情况可参看透镜的独特光线.
案:
