技術(shù)支持
來源:光虎
成像就是生物樣本的造影技術(shù),依照樣本尺度大小可以概分為組織造影與細胞分子的顯微技術(shù)。這些大致都需要光學技術(shù)配合生物樣本的特性發(fā)展,少數(shù)會使用光以外的波動性質(zhì),例如核磁共振、超音波等等。
一個帶有小孔的板遮擋在屏幕與物之間,屏幕上就會形成物的倒像,我們把這樣的現(xiàn)象叫小孔成像。前后移動中間的板,像的大小也會隨之發(fā)生變化。這種現(xiàn)象反映了光沿直線傳播的性質(zhì)。
小孔成像,大約兩千四五百年以前,我國的學者——墨翟(墨子)和他的學生,做了世界上第一個小孔成倒像的實驗,解釋了小孔成倒像的原因,指出了光的直線進行的性質(zhì)。這是對光直線傳播的第一次科學解釋。
用一個帶有小孔的板遮擋在墻體與物之間,墻體上就會形成物的倒影,我們把這樣的現(xiàn)象叫小孔成像。前后移動中間的板,墻體上像的大小也會隨之發(fā)生變化,這種現(xiàn)象說明了光沿直線傳播的性質(zhì)。
1、按圖所示放好蠟燭、小孔屏和毛玻璃屏。點燃蠟燭,調(diào)整蠟燭和屏的高度,使蠟燭的火焰、小孔和毛玻璃屏的中心大致在一條直線上。蠟燭和小孔屏的距離不宜過大。調(diào)整后,可以在毛玻璃屏上看到蠟燭火焰倒立的實像。
2、移動蠟燭或毛玻璃屏的位置,可以看到,蠟燭距小孔越近或毛玻璃屏距小孔越遠,得到的像越大。
1、只要小孔足夠小,無論孔的形狀如何,對所成像的清晰程度和像的形狀都沒有太大的影響。
2、像距孔越近,所成像越小且亮;反之,越大且暗。
3、孔距蠟燭越近,所成像越大且暗;反之,越小且亮。
4、小孔成像的實驗中,所成的像為倒立的實像,且像的大小、清晰程度與上面的結(jié)論有關(guān)。
透鏡成像
透鏡分為凸透鏡和凹透鏡。凸透鏡成像規(guī)律就是:物體放在焦點之外,在凸透鏡另一側(cè)成倒立的實像,實像有縮小、等大、放大三種。物距越小,像距越大,實像越大。物體放在焦點之內(nèi),在凸透鏡同一側(cè)成正立放大的虛像。物距越大,像距越大,虛像越大。凹透鏡對光線起發(fā)散作用,它的成像規(guī)律則要復雜得多。
在光學中,由實際光線匯聚成的像,稱為實像,能用光屏承接;反之,則稱為虛像,只能由眼睛感覺。有經(jīng)驗的物理老師,在講述實像和虛像的區(qū)別時,往往會提到這樣一種區(qū)分方法:“實像都是倒立的,而虛像都是正立的。”所謂“正立”和“倒立”,當然是相對于原物體而言。
平面鏡、凸面鏡和凹透鏡所成的三種虛像,都是正立的;而凹面鏡和凸透鏡所成的實像,以及小孔成像中所成的實像,無一例外都是倒立的。當然,凹面鏡和凸透鏡也可以成虛像,而它們所成的兩種虛像,同樣是正立的狀態(tài)。
那么人類的眼睛所成的像,是實像還是虛像呢?我們知道,人眼的結(jié)構(gòu)相當于一個凸透鏡,那么外界物體在視網(wǎng)膜上所成的像,一定是實像。根據(jù)上面的經(jīng)驗規(guī)律,視網(wǎng)膜上的物像似乎應(yīng)該是倒立的??墒俏覀兤匠?匆姷娜魏挝矬w,明明是正立的啊?這個與“經(jīng)驗規(guī)律”發(fā)生沖突的問題,實際上涉及到大腦皮層的調(diào)整作用以及生活經(jīng)驗的影響。
當物體與凸透鏡的距離大于透鏡的一倍焦距小于二倍焦距時,物體成倒立的像,當物體從較遠處向透鏡靠近時,像逐漸變大,像到透鏡的距離也逐漸變長;當物體與透鏡的距離小于焦距時,物體成放大的像,是虛像。
當物體與凸透鏡的距離大于二倍焦距時,物體成倒立的像,這個像是蠟燭射向凸透鏡的光經(jīng)過凸透鏡會聚而成的,是實際光線的會聚點,能用光屏承接,是實像。當物體與透鏡的距離小于焦距時,物體成正立的虛像。
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