【正文】 圖 85 這個公式適用于小放大倍率（長焦距）的放大鏡，即看書用的放大鏡。39。39。 39。39。則虛像對人眼的張角為 第二節(jié) 放大鏡 放大鏡的視覺放大率可以按式（ 810）計算出。39。?? （ 89） 39。理想光學系統(tǒng)的放大率是對于一對共軛物像位置的放大率，它是客觀存在的，與人的因素無關，因而也稱客觀放大率。 min??min??由公式（ 86）和（ 88）可知，若通過雙目光學系統(tǒng)（雙目望遠鏡和雙目顯微鏡）來增大基線 b或增大體視銳度 （即減少 值），則可以增大體視半徑和減少立體視覺誤差。 （ 86） 圖 84 即為雙目立體視覺誤差。人眼能感覺到 的極限值 稱為 “ 體視銳度 ” ； 大約為 10〞 ，經(jīng)訓練可達到 5〞 至 3〞 。 ～ 返回 四、雙目立體視覺 ? 1J 2J 如圖 83所示，當雙目觀察物點 A時，兩眼的視軸對準 A點，兩視軸之間夾角 稱為視差角，兩眼節(jié)點 和 線稱為視覺基線，其長度以 b表示。? 5? 01?01? 02? 1039。 人眼的瞄準精度和所選取的被瞄準圖案有關。 ???如果把眼睛看成理想光學系統(tǒng)，那么根據(jù)物理光學中衍射理論的分析可知，其極限分辨角為 （ 83） ? ?上式中， 為物體輻射的波長， D為入瞳直徑，若 以秒表示， D用毫米表示，則對波長為 言，眼睛的極限分辨角為 1 .2 2 0 .0 0 0 5 5 1 4 0206265DD?? ? ? ?（秒） （ 84） 對于眼睛而言，上式中的 D就是瞳孔直徑，在白天當瞳孔直徑為 2毫米時，眼睛的極限分辨角約為 70〞 ，根據(jù)實際上的大量統(tǒng)計，＝ 50〞 ~120〞 ，在良好的照明條件下，一般可以認為 。習慣上又通常把 100度。 通常采用非正常眼遠點距離的倒數(shù)來表示近視或遠視的程度，稱為視度。只有眼睛前有限距離處的物體才能成像在網(wǎng)膜上。 正常眼在肌肉完全放松的自然狀態(tài)下，能夠看清楚無限遠處的物體，也即其遠點應該在無限遠（ R＝ 0），像方焦點正好和視網(wǎng)膜重合，見圖 81 a。 在眼睛已對所在環(huán)境的光亮度條件下適應，并且處于安靜狀態(tài)（即不用藥物等刺激）時，瞳孔直徑隨所處環(huán)境的光亮度而有一定的大小，表 82列出了對各種亮度適應時瞳孔直徑的平均值。但經(jīng)一定的時間，約 60分鐘以后，敏感度便達到一定極限，因此總存在一個能被眼睛感受的最低光照度值，這一值稱之為絕對暗閾限。 一、眼睛的調(diào)節(jié)和適應 1210 :1 適應是一種當周圍照明條件發(fā)生變化時眼睛所產(chǎn)生的狀態(tài)變化過程，可分為對暗適應和對亮適應兩種，前者發(fā)生在自光亮處到黑暗處的時候，后者發(fā)生在自黑暗處到光亮處的時候。設計目視光學儀器時必須要考慮和人眼瞳孔大小的配合。到 45歲時，近點已在明視距離 250毫米以外。 一、眼睛的調(diào)節(jié)和適應 pl rlplP 1?rlR 1?以 表示近點到眼睛物方主點的距離（米），以 表示遠點到眼睛物方主點的距離（米），則其倒數(shù) P與 R分別是近點和遠點發(fā)散度（或會聚度），即 （ 81） A PRA ??二者之差以字母 （ 82） 表示，即 A 表示為眼睛的視度調(diào)節(jié)范圍或調(diào)節(jié)能力，其單位也為 D。 一、眼睛的調(diào)節(jié)和適應 為了人眼視度調(diào)節(jié)的能力，引入了視度的概念：與視網(wǎng)膜相共軛的物面到人眼距離的倒數(shù)稱為視度，用 SD表示，即 lSD 1? 距離 l的單位為米（ m），視度的單位為屈光度（ D），1D＝ 1/m。 1．視度調(diào)節(jié) 當人眼觀察物體時，要使物體在網(wǎng)膜上形成一個清晰的像，水晶體是眼睛光學系統(tǒng)的主要成像器件。在眼球內(nèi)，水晶體和視網(wǎng)膜間的距離在觀察過程中可以認為是不變的，為了使遠近不同的物體都能成像在網(wǎng)膜上，必須相應地改變?nèi)搜鬯w的焦距。 當肌肉完全放松時，眼睛所能看清楚的最遠的點稱為遠點；當肌肉在最緊張時，眼睛所能看清楚的最近的點稱為近點。 對于每個人來說，近點距離和遠點距離是隨年齡而變化的。因此，我們稱 45歲以后的眼睛為老年性遠視眼或老花眼。 表 81 年 齡 （米） (屈光度 ) (米 ) （屈光度） （屈光度） 10 14 ∞ 0 14 15 12 ∞ 0 12 20 10 ∞ 0 10 25 ∞ 0 30 7 ∞ 0 7 35 ∞ 0 40 ∞ 0 45 ∞ 0 60 ∞ 0 plPrl RA 3．適應 人眼除了能夠隨物體距離的改變而調(diào)節(jié)水晶體的曲率以外，還能在不同亮暗程度的條件下工作。在黑暗處，眼睛適應于感受十分微弱的光能，此時眼睛的敏感度大大提高。眼睛的絕對暗閾限是極低的，約為 10 勒克斯。 表 82各種亮度適應時瞳孔直徑的平均值 適應視場亮度（坎德拉/m2） 105 103 102 1 10 102 103 2 104 瞳孔直徑（ mm） 返回 所謂遠視眼，就是其遠點在眼睛之后（ ＞ 0），這是由于眼球較短，像方焦點位于網(wǎng)膜之后所致。若不符合這一條件就是非正常眼，或稱為視力不正常。見圖 81 b。若距離以“米”為單位，則視度的單位就是“屈光度”。 圖 82 返回 三、眼睛的分辨力 眼睛能分辨開兩個相鄰點的能力，稱為眼睛的分辨力。 60 1 39?，F(xiàn)將不同瞄準圖案所能達到的瞄準精度列于表 83中。39。物體遠近不同，視差角不同，使眼球發(fā)生轉動的肌肉的緊張程度也就不同，根據(jù)這種不同的感覺，雙目能容易地辨別物體遠近。圖 84表示出不同距離的物體對應的視差角。將b=62mm， 四、雙目立體視覺 L?2 /L L b?? ? ?雙眼能分辨兩點間的最短深度距離稱作立體視覺閥，以 表示，對公式（ 85）微分，可得 （ 87） min???? L?m i n 10 005?? ? ?428 1 0LL?? ? ?當 時，對應的 代入上式，得 （ 88） 即物體距離越遠，立體視覺誤差越大。 返回 第二節(jié) 放大鏡 ? 一、視覺放大率 ? 二、光束限制和線視場 結束 ，上式 又可寫作 第二節(jié) 放大鏡 一、視覺放大率 39。而用眼睛通過儀器觀察物體時，有意義的是像在視網(wǎng)膜上的大小。leieiei tgtgtgl tglyy ???? ?????? 39。設人眼后節(jié)點到視網(wǎng)膜的距離為 （ 810） i?e?式中， 為用儀器觀察物體時，物體的像對人眼所張的視角， 為人眼直接觀察物體時對人眼所張的視角。人眼直接觀察時，一般把物體放在明視距離上， D＝ 250mm，則 Dytg e ??39。 39。)yDy P l? ? ?39。39。39。若此時人眼置于放大鏡的焦點附近，即 ， （ 1）當物體放在放大鏡的前焦點上，則有 ，此時 無論人眼在鏡后何處觀察，均有 第二節(jié) 放大鏡 39。 39。39。 39。 lP?39。 返回 第二節(jié) 放大鏡 二、光束限制和線視場 放大鏡與眼睛組合構成目視光學系統(tǒng)，在這組系統(tǒng)中，眼瞳是孔徑光闌，又是出瞳。 139。 / 39。tg h a P? ??由圖可知，當漸暈系數(shù) K分別為 100%、 50%和 0時，像方視場角分別為 （ 8－ 15） 圖 86 和公式（ 815）中的 表示，如圖 8－ 7所示。f39。 返回 第三節(jié) 顯微鏡系統(tǒng) 一、顯微鏡的視覺放大率 二、顯微鏡的光學連接 三、顯微鏡的光束限制 四、顯微鏡的分辨力和有效放大率 五、顯微物鏡 結束 第三節(jié) 顯微鏡系統(tǒng) 一、顯微鏡的視覺放大率 顯微鏡由物鏡和目鏡組成，其成像原理如圖 88所示，它有二次成像過程。39。39。39。x??e?為物鏡焦距； 之積。 /ef f f ??? 2 5 0 / 39。 解： 人眼直接觀察 61042 5 00 0 ????etg ? 人眼的視角分辨力為 60〃 ，因此要求顯微鏡的視放大率為 ?????? ? 73104 6039。滿足齊焦要求應按照以下標準來進行物鏡和目鏡的連接。由于顯微物鏡和目鏡的間隔比它們各自的焦距大得多，因此，幾種情況下的孔徑光闌經(jīng)目鏡所成像的出瞳位置均在目鏡的像方焦點以外的附近處，以方便眼瞳與之重合。D0sin 39。 sin 39。 39。u對像方孔徑角 可以近似地有 ，把 代入上式，并利用公式（ 818），可以得出 si n 39。 39。2etg tg???? ? ???mm （ 823） 幾何景深就是我們前面討論的清晰成像的幾何深度，將景深公式（ 57c）用于顯微鏡系統(tǒng)。 ??x ??25039。 光學儀器的分辨率受光學系統(tǒng)中孔徑光闌的衍射影響，點光源經(jīng)任何光學系統(tǒng)形成的像都不可能是一個幾何點，而是一個衍射斑，衍射斑中心亮斑集中了全部能量的%，叫做艾里斑，艾里斑的中心代表像點的位置。設艾里斑的半徑為 則根據(jù)衍射理論，有 （ 828） ， 第三節(jié) 顯微鏡系統(tǒng) 根據(jù)道威（ DaWes）判斷，兩個相鄰像點之間的兩衍射斑中心距為 /a ? 時，則能被光學系統(tǒng)分辨。 ~70176。?mm0 7 2 0 0 2 5 0139。把 換算到顯微鏡的物空間，有 （ 831） 第三節(jié) 顯微鏡系統(tǒng) 滿足上式的視覺放大率稱為顯微鏡的有效放大率。 ~ 439。物鏡的放大率和數(shù)值孔徑反映了其的主要性能。 物鏡 折射式 反射式 折反射式 消色差物鏡 復消色差物鏡 平像場（復）消色差物鏡 ?? 第三節(jié) 顯微鏡系統(tǒng) 低倍物鏡 中倍物鏡 高倍物鏡 平像場復消色差物鏡 反射式物鏡 第三節(jié) 顯微鏡系統(tǒng) 顯微物鏡除了按倍率劃分有低、中、高倍之外，還有 油浸型顯微物鏡，主要目的是提高數(shù)值孔徑，用于高分辨率場合； 復消色差物鏡，用于對色差有特殊要求的場合； 平場物鏡，用于顯微鏡照相和投影。亮視場照明和暗視場照明又都各有反射式和透射式，反射式用于不透明物體的照明，透射式用于透明物體的照明。圖 810和圖 811分別示出這兩種照明方式的光路。 圖 810 第三節(jié) 顯微鏡系統(tǒng) 柯勒照明消除了臨界照明中物平面光照度不均勻的缺點。 圖 811 第三節(jié) 顯微鏡系統(tǒng) 照明系統(tǒng)與成像系統(tǒng)的配合有兩點很重要，一是瞳窗要銜接，這樣既能保證物體的照明范圍又可以充分利用光能，二是照明系統(tǒng)必須提供被照物體有足夠的孔徑角，以與成像系統(tǒng)的數(shù)值孔徑相匹配，以確保成像系統(tǒng)的性能。這種顯微物鏡的放大率由下式?jīng)Q定 39。在物鏡和輔助物鏡之間放置被測鏡片，并使被測鏡片的后頂點與物鏡的像方焦點重合，由于被測鏡片有折光度，像點偏離投影屏而使標記變得模糊。 ??x 被測Flx ??39。 ??? 攝影f? （ 836） 為了簡化結構，攝影物鏡還可以直接用目鏡代替，物體經(jīng)物鏡所成的像，直接利用目鏡成像在照相底片上，此時的目鏡稱為攝影目鏡，為使整個共軛物像距不致于太大，目鏡應設計成負光組。39。為了使像正立，需要在系統(tǒng)中增加正像的光組（透鏡組或棱鏡組）。物體經(jīng)物鏡所成的像在目鏡的虛焦點處，系統(tǒng)不能形成中間實像，因此無法安裝分劃板，不能應用于測量系統(tǒng)，但由于結構短（筒長為物鏡和目鏡的焦距絕對值之差），成正立像，可以方便用于遠距離觀察。?? ?i????? ???? tgtgt