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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 专业学科区 » 物理 » 基础物理 » 这样一个简单的光学系统能否实现
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kingzhou

铁虫 (小有名气)
引用回帖:
18楼: Originally posted by mactai at 2014-01-05 09:02:30
这个系统包括照明和成像两部分。光源，抛物面反射镜，菲涅尔透镜构成照明系统，在物面上形成均匀照明光。物体经eyepiece lens成像到screen上。要得到合适的放大倍率，只要调整slide在eyepiece的两倍焦距之外，可以获 ...

你的分析好像很有道理，把整个下面的部分看成光源，物面就是发光面。 这样eyepiece的作用才真正与它的名字匹配了。 但是我还有两个疑问，一个是从发光面出来的光是逐渐向中间聚集的，这个和传统的瞳孔成像的光源有点差别，会不会影响；第二个是老式幻灯机最终能够在很远处形成一个放大倒立的实像，用你这种分析怎么解释这个实像是怎么形成的呢？
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21楼2014-01-06 04:59:21
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mactai

金虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

网上有一些经典幻灯机的原理图。我想，LZ画的图好像有点问题。我在网上查了一下，菲涅尔透镜等价于普通透镜。幻灯机是对幻灯片成像的，幻灯片之前的装置主要是提供幻灯片照明，提高亮度。所以，你要得到缩小的像，只需要幻灯片、eyepiece lens、屏幕三者之间的位置关系，就可以了。PS:你给我回的帖子，电脑上看不见了。我想，LZ想要深入了解的话，可以参考一下一般的应用光学的书籍，或者查一下相关的文献。
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22楼2014-01-06 10:21:53
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mactai

金虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

★ ★ ★
kingzhou: 金币+3, ★★★很有帮助 2014-01-07 04:26:24
引用回帖:
21楼: Originally posted by kingzhou at 2014-01-06 04:59:21
你的分析好像很有道理，把整个下面的部分看成光源，物面就是发光面。 这样eyepiece的作用才真正与它的名字匹配了。 但是我还有两个疑问，一个是从发光面出来的光是逐渐向中间聚集的，这个和传统的瞳孔成像的光源有 ...

第一个问题，不会影响。你画的图，没有标注光源在parabolic mirror的位置，所以我感觉可能你理解有点偏差。从菲涅尔透镜出来的是平行光；第二个问题是几何光学的知识，实像在焦距之外就可以得到，焦距以内得到的都是虚像。PS:当然，我在第一次回帖时，说的光源位置有误。你再在网上查查幻灯机的经典结构。
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23楼2014-01-06 10:29:37
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kingzhou

铁虫 (小有名气)
今天在网上找了一本应用光学的书看了一下，又用tracepro模拟了一下，结果表示应该是可行的，上图：
这样一个简单的光学系统能否实现
33.png


这样一个简单的光学系统能否实现-1
44.png


这样一个简单的光学系统能否实现-2
22.png
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24楼2014-01-07 04:24:00
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kingzhou

铁虫 (小有名气)
引用回帖:
15楼: Originally posted by fish2012 at 2014-01-04 22:10:14
Tp做模拟就可以，模拟需注意两点，一是光线数足够多，二是探测器的分辩率设置要合适。

顺便问一下你说的探测器分辨率在哪儿设置？
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25楼2014-01-07 04:29:26
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霁雪

木虫 (正式写手)
楼主把菲涅尔透镜的作用理解错了。
幻灯机的光学系统分为两个部分，一个是光源，一个是成像。
也就是说菲涅尔透镜不参与成像的讨论，菲涅尔透镜的作用是制造一个照射到幻灯片上的均匀的平行光源。以保证成像之后的图像各处亮度相同。
所以你只需要考虑投影镜头的聚焦就可以了。
18楼的说法是对的。
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黑暗是光明的缺乏，但是在纯粹的光明中也和黑暗中一样，什么也看不到！
26楼2014-01-11 04:50:04
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kingzhou

铁虫 (小有名气)
引用回帖:
26楼: Originally posted by 霁雪 at 2014-01-11 04:50:04
楼主把菲涅尔透镜的作用理解错了。
幻灯机的光学系统分为两个部分，一个是光源，一个是成像。
也就是说菲涅尔透镜不参与成像的讨论，菲涅尔透镜的作用是制造一个照射到幻灯片上的均匀的平行光源。以保证成像之后的 ...

嗯，我现在已经模拟和实验都做过了，这里总结一下，大家互相学习。 Fresnel lens的作用是使幻灯片均匀发光，但从幻灯片出来的光线不是平行光线，而是聚焦的（实物已经证明了），这个是为了灯源的光能够充分被后面的eyepiece 利用，幻灯片在eyepiece一倍到两倍焦距之间，经过反光镜后成放大倒立的像。这个就是整个幻灯机的原理。
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27楼2014-01-12 22:10:03
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霁雪

木虫 (正式写手)
引用回帖:
27楼: Originally posted by kingzhou at 2014-01-12 22:10:03
嗯，我现在已经模拟和实验都做过了，这里总结一下，大家互相学习。 Fresnel lens的作用是使幻灯片均匀发光，但从幻灯片出来的光线不是平行光线，而是聚焦的（实物已经证明了），这个是为了灯源的光能够充分被后面的 ...

“实物已经证明了”并不能说明必须这样，在这个照片所示的幻灯机中，拿掉菲尼尔透镜，再拿掉反光罩，所得到的成像效果不会有什么不同。仅仅会暗一点点，你可以试试。
环带透镜把光线搞成是聚焦的，实际上很危险，特别是像你这样希望是缩小的幻灯，一不小心，可能使环带透镜参与到整个成像的系统中，把光源的像同时在幻灯的成像上显示出来。这应该不是你所希望的。
所以还是让环带透镜后的光线保持平行的好。
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黑暗是光明的缺乏，但是在纯粹的光明中也和黑暗中一样，什么也看不到！
28楼2014-01-13 18:17:34
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kingzhou

铁虫 (小有名气)
引用回帖:
28楼: Originally posted by 霁雪 at 2014-01-13 18:17:34
“实物已经证明了”并不能说明必须这样，在这个照片所示的幻灯机中，拿掉菲尼尔透镜，再拿掉反光罩，所得到的成像效果不会有什么不同。仅仅会暗一点点，你可以试试。
环带透镜把光线搞成是聚焦的，实际上很危险， ...

你说的很有道理，我没有考虑过你说的这种情况，如果真的让光源成像了就麻烦了。但是如果让环带透镜后的光线保持平行，在成像系统中就有绝大部分光线被浪费，请问这个问题怎么解决呢？ 可不可以用两个环带透镜，幻灯片放在两者之间，第一个环带透镜产生平行光线照到幻灯片上，第二个将幻灯片上的光线聚焦？
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29楼2014-01-15 19:04:19
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霁雪

木虫 (正式写手)
其实不管环带透镜后的光路是平行的，还是会聚的。照在幻灯片上之后，都要求认为幻灯片是均匀发光的。
也就是不存在幻灯片发出的光线是汇聚的还是发散的这样的思考。
所以只要考虑照到幻灯片上的光线均匀就可以了（其实很难做到）。
光线浪费的问题，好像一般不考虑，因为是图像缩小了，本来亮度就已经加倍了。我想你也不必考虑。

用环带透镜当做物镜，成像是可以的，但是成像质量应该远不够的。
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黑暗是光明的缺乏，但是在纯粹的光明中也和黑暗中一样，什么也看不到！
30楼2014-01-15 19:41:53
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