眼睛成像规律

人类的眼睛所成的像，是实像还是虚像呢？我们知道，人眼的结构相当于一个凸透镜，那么外界物体在视网膜上所成的像，一定是实像。根据上面的经验规律，视网膜上的物像似乎应该是倒立的。可是我们平常看见的任何物体，明明是正立的啊？这个与“经验规律”发生冲突的问题，实际上涉及大脑皮层的调整作用以及生活经验的影响，如图2.17。

当物体与凸透镜的距离大于透镜的焦距时，物体成倒立的像，当物体从较远处向透镜靠近时，像逐渐变大，像到透镜的距离也逐渐变大（投影仪的原理）；当物体与透镜的距离小于焦距时，物体成放大的像，这个像不是实际折射光线的会聚点，而是它们的反向延长线的交点，用光屏接收不到，是虚像。可与平面镜所成的虚像对比（不能用光屏接收到，只能用眼睛看到）。

①凸透镜成实像需要满足的一个条件是（u＞f）。

②共轭成像指的是物距和像距的大小可以互换，两种情况下分别成放大、缩小的倒立实像。

图2.17　人眼成像示意图

透过凸透镜看二倍焦距之外的钟表，秒针的像仍然是顺时针方向转动，因为此时成倒立的实像，倒着看仍是正常的方向，所以仍然是顺时针方向转动。(www.xing528.com)

视网膜成像与凸透镜成像相似。

晶状体就相当于一个可变焦距的凸透镜，视网膜相当于可以接像的光屏。

视觉成像是物体的反射光通过晶状体折射成像于视网膜上，再由视觉神经感知传给大脑，这样人就看到了物体。对于正常人的眼睛，当物体远离眼睛时，晶状体变薄，当物体靠近眼睛时，晶状体变厚。

而近视眼是由于人的晶状体肿大，对光折射能力强，只能看得清近物。

远视眼是由于人的晶状体边薄，对光折射能力弱，只能看得清远物。

眼瞳的直径De可在2～8mm范围内调节。根据瑞利判据，并由爱里斑的半角宽度公式，可以求得人眼的最小分辨角公式。以De＝2mm，光波长λ＝0.55μm估算，正常人能分辨明视距离25 cm处相隔0.075 mm的两条刻线，或者说，能分辨10 m远处相隔3mm的两条刻线。生理光学的这一数据对于助视光学仪器和电视机的设计，以及对于图像识别这类问题，都是必须考虑的基本数据。