请教关于物镜口径和亮度的问题

南瓜777

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

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。



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

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。


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

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

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

不客气

谢谢^^，自己也觉得挺像的

梁帆

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

回复 7# 梁帆


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天天幸福

严重学习了，管理员多才多艺，手画的不错啊。

ytwscc

^ ^ 谢谢