大家知道,一个发光点可看成是一个发散光柬的顶点,人眼看到实物发光点,也就是光束的顶
点.
若发光点发出的光束被凸透镜折射成实像,人眼看到的P’点是 P点的实像,它是实际光线会聚点,如图 16-39若光束被平面镜或被凹透镜折射成虚像,如图l6-40所示,人眼看到的P1‘和P2点,它们不实际光线的会聚点 但都是出射光束反向延长线的会聚点由此可见,人眼直接看到的物或像,都是看到发散光束的顶点,对于整个物体或整个物体的像,由于物体或像上每一点都是发散光束的顶点,这些点的
集合就构成了整个物体或整个物体的像.
根据以上结论,我们可以用发散光来顶点来确定人眼观察像的范围,具体步骤如下:
1)根据特殊光线作出物点的象;
2)把像点作为反射或折射后的发散光束的顶点.作出从顶点出发经透镜或平面镜上下两边缘(对平面图而言)折射或反射的发散光束的边缘光线;
3)逆着光线的方向看,此两条边缘光线所夹的范围,就是顶点(也即像点)的观察范围;
4)若要观察到整个物体的橡,则根据上述步骤作出像两个端点的观察范围,这两个观察范围的重叠区域就是看到整个像的范围.
下面应用这种方法分别对实像和虚像的观察范围进行分析,并比较其观察范围的大小.图 16一41中的A’B‘是根据特殊光线所画的物 A B经凸透镜所成的实像,要确定其观察范围,可从透镜边缘引两条光线并通过A’点,从而作出A’点为顶点的发散光束范围.逆着光线前进的方向看此发散光束的范围就为像A’的观察范围,见图中打斜线的部分,用同样方法确定出B’点的观察范围,它们的重叠区域就是映到整个像 A’B’的范围,即图中打交叉的部分.如图16—41,像 A’B’比透镜小,若所成的像跟透镜一样大,通A‘点与B’点到镜边缘的四条光线中有两直线是平行的,如图 16—42所示,观察象 A‘B’的区域不会
重叠(图中打斜线的两个部分).这种情况无法用眼睛直接看到整个物体的象,若像大于透镜更是看不到了.可见观察凸透镜所成的实像范围随像的增大而减小,以至无法看到完整的像.若要用眼睛看到比透镜大的实像,则可借助光屏.实像成在光屏上由于光屏漫反射,光屏上每个象点都作为发散光束的顶点,人眼处在光屏前的任何位置都可以看到这些顶点,这些顶点的集合就是光屏上的实像.要确定平面镜前物体AB所成的虚像的观察范围,可根据物像对称性找出像的位置A ‘B’,如图 16·43所示,A‘B’分别作为AB经平面镜反射后发散光束的顶点.则从A’B‘点发出的通过平面镜边缘反射光束范围,即为观察到的像A’B’点的范围(见图中α角的范围).同样方法确定出观察B‘点的范围(图中β角范围),它们的重叠区域即为看到整个像A’B‘的范围(图中打斜线的部分).凹透镜所成虚像的观察范围与平面镜同,看到A’的范围如图 16—44中α角范围,看到 B’的范围见图中β 角的范围,看到整个象A’B’范围见图中打斜线部分.凸透镜所成的虚像范围见图 16-45所示,其中图(a)是像比镜小的情况,观察范围大,图(b )是像比镜大的情况,观察范围只限于镜后一个很小的影区”内(图中打斜线的部分,且像比镜大得越多,观察范围越小.值得注意的是,人眼因肌肉调节而相当于一个变焦距凸透镜,正常人眼只能把处在眼前10厘米以外处的物体成像在视网膜上,因此要清晰地看到物体的像,人眼不仅要处在上述所分析的观察范围内,且离顶点(即像点)的距离不得小于10厘米.
摘自《物理教师》