第1个回答 2020-12-18
成像的定义是与人眼无关的,只要从A点发出的同心光束/球面波,经过成像系统的变换,形成另一系列同心光束/球面波汇聚在B点,就可以说A点成像在B点。如果一个点集(物)中的各个点都成像,形成另一个点集(像),我们就可以考虑放大倍数,这也不依赖于人眼。用人眼和尺子去测量物(或像)的大小,要将尺子放在物(或像)同一位置,再同时成像于视网膜,则尺子与物(或像)在人眼中的放大倍数相同,而物与像的相对大小不因人眼而改变。
初高中教材不考虑人眼,是因为(1)成像与人眼无关;(2)凸透镜本来就是一个最简单的理想模型,用于研究学习最基本的成像规律;(3)人眼成像的规律,也可以用凸透镜成像的规律近似描述。
许多初高中老师说不清楚人眼成像,是因为他们把人眼当成光屏——最直接的结果就是解释不清人眼是如何观察到凸透镜成的虚像的。
最简单的人眼模型至少是一个焦距可变的凸透镜(晶状体等)+光屏(视网膜)。这样我们就可以很简单地在光路中加入人眼——对于给定的相距(眼睛的轴向长度),选择适当的物距(前后移动头部)和焦距(改变晶状体屈曲程度),以凸透镜所成的像为物,再通过人眼成一次像。
例如对于凸透镜成实像:
注意几点:(1)人脑会对视网膜上的像进行翻转,所以看到的是倒立的像;(2)根据惠更斯原理,凸透镜所成像上各点均可看作光源,所以即使在像的位置放上光屏,对光进行散射,也不影响人眼再次成像;(3)如果把人眼误当作光屏,置于凸透镜所成像的位置,对人眼考虑成像公式 [公式] ,此时u=0,无论人眼如何变焦也无法成像。
对于凸透镜成虚像:
类似的,(1)人脑会对视网膜上的像进行翻转,所以看到的是正立的像;(2)根据惠更斯原理,透镜右侧的光可以看作以虚像上各点为光源发出的光,人眼相当于对虚像相同位置和大小的物体进行成像,在视网膜上成的还是实像;(3)如果把人眼误当作光屏,则无法对凸透镜发散的光线成像,也就无法解释人眼为何可以看到虚像。本回答被网友采纳