光学成像原理在防盗门猫眼中的应用,本文是原理方面有关论文范文检索与防盗门猫眼和光学成像原理和应用类论文范文检索.
原理论文参考文献：
引言
在传统家庭住宅中,人们安装的门是普通木门或者铁门,室内居住的人要想看见室外的物体或者人,就必须打开房门,或者通过声音辨清室外是否是熟人,这样无疑会给自己带来一定的危险.防盗门的安装能够帮助居民在不打开门的情况下看清室外景象.防盗门中猫眼的构造其实很简单,其主要是由两片透镜组成,靠近门外的透镜是凹透镜,靠近门内的透镜是凸透镜.光学成像原理在防盗门猫眼中的应用,能够让室内的人透过猫眼看清门外视角约为120°范围内的清晰景象,而室外的人透过猫眼是无法看到门内景象的.这样一来就充分保障了居民住宅的防盗安全,避免轻易打开房门让陌生人进入到室内,威胁到自身的生命安全和财产安全.
1.防盗门猫眼的构造
与市场中的显微镜、望远镜设备一样,防盗门猫眼的构造也是由物镜和目镜组成的,制作人员会将猫眼中物镜与目镜的距离科学设置在3cm左右,然后再将其安装在防盗门上的圆形小孔内,防盗门的厚度通常会保持在4cm左右,这样才能够最大化发挥出猫眼的防盗作用.猫眼中物镜俗称为凹透镜,目镜俗称为凸透镜.它们两者之间相比较,凹透镜的焦距较短,凸透镜的焦距会更长一些.猫眼长度和凹透镜的焦距之和必须等于或者小于凸透镜的焦距数值,这样才能够有效产生光学成像效果.
2.光学成像原理在防盗门猫眼中的应用
在日常生活中,人们必须通过眼睛去看清远景不同的物体,眼睛能够利用周围肌肉的活动有效改变晶体状的厚度大小,从而调整焦距数值,促使不同距离的景象物体都能够在眼睛视网膜上形成清晰的像.如果当人们需要进行长时间的学习工作,为了确保眼睛不至于那么疲劳,最好将眼睛与观察对象的距离控制在25cm左右,这个距离被人称作为“明视距离”.由于眼睛晶状体的调焦能力是有限的,一旦物体与眼睛的距离小于10cm,那么物体就无法清晰的在视网膜成像,这就是“近点”原理.随着人类年龄的增大,人眼看清物体的最小距离会慢慢增大,正常青年人的近点距离为10cm左右,而中老男人的近点距离则来到了40cm左右.此外,除了和物体距离有关,人要看清一个物体还必须借助充足的光线.因此,我们可以科学总结出人要清晰看见一个物体,必须确保具备两个基础条件：1）人眼到物体的有效距离,小于10cm通常是看不清物体的；2）眼睛观看范围内的光线较为充足.
当我们从门内透过猫眼向门外看时,防盗门猫眼光学成像如下图1所示,其中L■是凹透镜,L■是凸透镜.从图中可以看出,凹透镜的焦距较短,站在门外的人或者物体AB发出的光经过凹透镜折射成发散光线,该光线的反向延长线会在猫眼内相交成一个缩小的正立虚像A´B´,该虚像会落在凸透镜的焦点之内.而凸透镜在猫眼中所起到的作用就是放大,因此,通过凸透镜折射后,折射光线反向延长线会成功相交,就能够得到一个放大的正立虚像A"B",该虚像比实际物体要小.当门内的人用眼睛去靠近猫眼观察门外情况时,比实际物体小的正立虚像A"B"会有效落在人眼明视距离范围内.这样一来,住宅内的人通过利用防盗门猫眼的功能,就能洞察门外猫眼视野内的清晰景象,避免陌生人入室抢劫危险的发生.
图1
当我们从门外透过猫眼向门内看时,猫眼光学成像如下图2所示.其中凹透镜L■变成了目镜,而凸透镜L■则变成了物镜.室内物体AB发出的光会经过凸透镜L■折射后,折射光线会成功相交形成一个倒立缩小的实像A´B´,然而其在未成像之前会落到发散的凹透镜L■上.与凸透镜相比较,凹透镜的焦距是偏短的,对光线会起到发散的作用.因此,光线经过凹透镜L■折射后,正常发散的折射光线的反向延长线会成功相交成正立缩小的虚像A"B",该虚像会成像在目镜L■的右侧2-3cm.当人站在室外透过猫眼去看室内情况时,眼睛与猫眼成像之间的实际距离只有3-4cm,此距离远远小于正常人眼的距离,物体自然无法清晰在视网膜上成像.如果想将物体成像与眼睛的距离控制在合理范围内,但是由于防盗门猫眼的直径很小,无法让更多光线进入到人体眼睛中,那么室外的人照样无法看清室内物体,这样一来室外可能存在的不法分子就无法掌握到室内具体情况.
图2
3.结束语
综上所述,在现代城镇居民家庭生活中,人们普遍选择安装了防盗门用来观察室外的具体情况,避免在无意中打开房门让陌生人进入到室内,实施违法行为.防盗门中的猫眼通过利用光学成像原理,能够让室内的人透过猫眼清晰看到室外视场角约为120°范围内的景象,而室外的人透过猫眼却是模糊一片,无法看到任何清晰景象,这样就能够保障室内人的防盗安全.
【参考文献】
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