防盗门“猫眼”的光学原理第32 物理教师PHYSICSTEAC}R Vo1.32No.2 (2011) 防盗门"猫眼"的 光学原理(1.苏州大学物理科学与技术学院,江苏苏州 215006;2.阜宁县古河初级中学,江苏 阜宁224427) 现代居民家的房子大都安装了防盗门,在防盗门上可 以看到一个圆形的小孔,小孔中装有玻璃片,这便是门镜. 透过门镜,室内的人可以清楚地看到室外的"缩小"的人一 个正立缩小的虚像,从而判断来人是熟人,还是生人,决定是否开门.可室外敲门的人却不能透过玻璃片看清室内 的景象.装上此门镜,对于家庭的防盗和安全,能发挥一定 的作用.所以,门镜被称为"警眼".又因为光线通过门镜折 射,反射后在远处看它闪光的样子很类似波斯猫的眼睛,所 以它还有别名叫"猫眼". 我们使用"猫眼"观察后就知道:人在室外眼睛无论靠 近还是远离"猫眼"都看不清室内景物.人在室内眼睛靠近 "猫眼"就能清楚地看见室外的人和景物,看见的是景物的 正立的虚像,像比景物小.为什么"猫眼"只能使室内人看清 室外情况,而不能反过来让室外人看到室内情况呢?下面 对"猫眼"的构造及其光学原理作简单介绍. 猫眼的构造"猫眼"同望远镜,显微镜一样,都是由物镜和目镜组成, 物镜和目镜的距离(猫眼的长度)约为3an,安装在防盗门上 的圆形小孔内(门的厚度约为4an)."猫眼"的物镜是凹透 镜,目镜是凸透镜,但物镜的焦距较短,目镜的焦距较长,目 镜的焦距应等于或大于猫眼的长度和物镜的焦距之和. 为什么这样的构造就能产生我们需要的观察效果呢? "猫眼"成像的光学原理又是怎样的呢? 猫眼的光学原理首先,让我们了解一下人眼是如何看清一个物体(或 人眼可看成一个特殊而又精密的光学仪器,物体发出的光线经晶状体(相当于焦距可调的凸透镜)折射后,在视 网膜(相当于光屏)上成像,人就能看清物体,判断距离,欣 赏五彩缤纷的景色.为看清远近不同的物体,眼睛可以通过 周围肌肉的活动使晶状体变厚或变薄以改变焦距,使不同 距离的物体都能在视网膜上成清晰的像.若需要较长时间 工作时,最适宜的,不致引起眼睛过度疲劳的距离大约是 25cn1.这个距离称为"明视距离".但是介于晶状体的调焦 能力,物距小于10ClTI 的物体是无法在视网膜上成清晰像 的,即人眼看不清楚物距小于10C1TI 的物体,我们称之为 "近点".同时,人要能看清