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南瓜777 发表于 2015-11-5 12:43

请教关于物镜口径和亮度的问题

最近一直在想物镜口径和亮度的问题,写出来请给看一下对不对?
假设人眼瞳孔大小是4mm不变。

1、物镜口径越大,进光量越大,初中物理的透镜成像公式:1/u+1/v=1/f ,假如物镜焦距f固定不变,不同口径物镜成像的大小和像距也是固定不变的,在焦平面上,同样大小的像亮度就不一样,就像压力和压强的关系对吧?如果不用目镜,直接接单反,或者干脆用毛玻璃放在焦点上,那口径大的亮度应该要大才对。但是加上目镜后,出瞳直径也会变化,超过4mm的出瞳没有用啊?那是不是说,用人眼直接看的话,目镜才是亮度的关键?

2、目镜能不能把物镜收集的光线全部转化到眼睛里?不用目镜接单反,相当于把光线投射到感光元件(好比视网膜)上,大小有几厘米,比人眼大多了。而目镜、瞳孔等都比较小,会损失光线?


3、我做了个实验,用纸板钻了不同大小的圆孔,分别挡在目镜上,感觉亮度没有明显变化,只是视野有变化,为什么?

ytwscc 发表于 2015-11-5 13:34

先说3、,关于出瞳直径和亮度,如果想自己做实验。刚才按照您说的试验了下,发现这个实验确实不容易做,可以换个更容易对比的方式,就是用两只手的手指,做成一个孔隙,挡在眼前面看景物,改变这个孔隙的大小,感觉下亮度的变化。这样更直接。
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另外,因为这个试验确实不明显,建议找光线暗的时间,比如傍晚。就会明显一些。

(因为这个实验本身只是在模拟亮度方面,所以它在别的方面的一些影响,比如您说的视野,并不会发生在实际的望远镜上,在实际中,其实望远镜口径越大,视野越难做大)。

ytwscc 发表于 2015-11-5 14:48

1、其实物镜的口径大小带来的影响,可以怎么理解。就好象一个透镜成像,投影在墙上。

[attach]1277[/attach]
如果这个时候再拿来一个同样形状的透镜,也投影在墙上,并且和之前的投影图像重叠。这个时候,咱们会发现,虽然多了一个透镜,但是投影的画面内容没变,但是画面重叠之后,更亮了。

望远镜本质上口径变大,会更亮,就是这个原理。(但是这个口径大变亮,并不是无限的,这个后面说。)

2、我们再找一个很厉害的放大镜,去观察墙上的这个投影。将这个投影放大去看,就能看到里面的房子、树木——这就是一个完整的望远镜的原理了。

——墙上的投影越亮,放大出来的结果也越亮——这个亮度在望远镜构造的物理角度,体现为出瞳上的光斑的大小。或者也可以认为是从望远镜出来的光束的粗细、直径。

3、但是有点可惜,人的眼睛为了保护自己,内部结构上有一个叫瞳孔的遮挡,这个遮挡在大多数时候,留下的通道、窗口都是小于4毫米的。所以就算望远镜提供了更多的亮度,但是在多数时候,人的眼睛是接收不到的。或者影响不明显的。

ytwscc 发表于 2015-11-5 15:55

前面说了,望远镜的原理,可以认为是:我们拿一个挺厉害的放大镜(目镜),去观察另一个透镜(物镜)投射在墙上的影像。

(您觉得望远镜的亮度,好像是受到咱们手里拿的这个放大镜(目镜)的影响。。。)

——虽然也可以这么理解,不过也不是很准确。因为这个步骤从原理上,其实是无法避免的,——如果不拿一个放大镜放大,就不构成望远镜了,因为这个投射在墙上的影像,尺寸是比较小的。


至于目镜工作后,变暗的原因,类似我们用放大镜看东西。比如看一个芝麻大小的物体,会放大到一个苹果大小。自然单位面积上,就会光线不够,就会变暗。(所以倍数很大的放大镜,有的都会有自己的照明,就因为看起来暗)

所以仔细的感觉感觉,也能理解啦。

南瓜777 发表于 2015-11-6 17:34

谢谢耐心解答。。

另外,手画的图很漂亮,我试了一下,别说鼠标了,就是拿笔在纸上画都乱七八糟的,高手啊。

ytwscc 发表于 2015-11-6 17:41

不客气

谢谢^^,自己也觉得挺像的;P

梁帆 发表于 2015-11-11 16:26

版主好!看了版主的论坛,很想买将军 8X40 军用级别望远镜,但在淘宝上没找到。现在价格多少,是850还是更便宜了。

ytwscc 发表于 2015-11-11 20:05

[b]回复 [url=http://www.ytwscc.com/bbs/redirect.php?goto=findpost&pid=44697&ptid=23436]7#[/url] [i]梁帆[/i] [/b]


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天天幸福 发表于 2015-11-24 20:20

严重学习了,管理员多才多艺,手画的不错啊。

ytwscc 发表于 2015-11-24 20:40

^ ^ 谢谢

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