为什么猫眼从里面看外面很清楚而从外面看里面却很模糊?
2021-01-22
科学大众·小诺贝尔 2021年11期
猫眼,又称门镜,是一种装在住宅门上的小型光学装置。
简单的门镜由两个透镜组成,一块是门外一侧的凹透镜,另一块是屋内一侧的凸透镜。凹透镜的焦距极短,凸透镜的焦距则较长。
当从屋内经由门镜向外看时,屋外的物体经过凹透镜折射后成一个正立缩小的虚像,而这个虚像正落在凸透镜的焦距以内,因此凸透镜此时成为放大镜,将该虚像放大,成一个正立的虚像。该像恰在人眼的明视距离附近,因此屋内的观察者能看到一个比较清晰的像。
而当屋外的人想要观察屋内时,此时靠近物体的是凸透镜,屋内的物體经凸透镜折射。由于凸透镜的焦距较长,在尚未成像时,光线便经过凹透镜,经凹透镜发散,发散的光线使屋内的物体成一个正立的虚像。但由于凹透镜的焦距较短,该像离门镜较近,只有几厘米,由于门镜孔径较小,观察者需要贴近门镜观察。因此,该虚像离人眼距离也仅有几厘米,仍小于正常人眼的近点,即人眼能看清楚的最近距离。所以,人无法看清该像,视野里便是一片模糊。