门镜的原理是什么？为什么里边可清楚看到外边而外边却看不清里面？

Question

如题所述

Answer 1

从使用“猫眼”可知：人在室外眼睛无论靠近还是远离“猫眼”都看不清室内景物，人在室内眼睛靠近还是远离“猫眼”都能清楚地看见室外的人和景物，且眼睛靠近“猫眼”观察景物效果更好。看见的是景物的正立的虚像，像比景物略小。
猫眼是由两个透镜组成,物镜为凹透镜,目镜为凸透镜。 近似于倒置的伽利略望远镜。 对于光心来说两侧的焦距是相等的,如果透镜两侧的曲面是对称的，那么光心就是透镜的中心，否则光心并不在两侧顶点的中心。

探究“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。由“自主学习2”可知：望远镜是由两个凸透镜组成，物镜焦距较长，目镜焦距较短；显微镜也是由两个凸透镜组成，物镜焦距很短，目镜焦距较长。“猫眼”不可能是由两个凸透镜组成，因为门的厚度约为4cm，物镜和目镜的距离约为3cm，这也决定了物镜和目镜的焦距不可能较长，否则就不能满足“猫眼”的要求效果，那么“猫眼”的构造究竟是怎样的呢?
(1)“猫眼”由两个凹透镜组成能否满足要求
由成像规律可知，景物经物镜(凹透镜)成缩小正立的虚像，此虚像经目镜(凹透镜)再成缩小的正立的虚像，最终的虚像到眼睛的距离小于明视距离，而“猫眼”的孔经仅lcm左右，加之凹透镜发散的缘故，进入人眼的光也很微弱，即不能看清景物，其光路图如图1(景物AB离物镜较远未画出)。
因此，“猫眼”不是由两个凹透镜组成。
(2)“猫眼”由一个凸透镜和一个凹透镜组成能否满足要求。
A.物镜是凸透镜、目镜是凹透镜的情况
由透镜成像规律可知，景物(离门1~2m)经物镜(凸透镜)成缩小倒立的实像，此像作为目镜(凹透镜)的虚物再成缩小的虚像，如人眼靠近目镜(凹透镜)观察，这个距离比明视距离小得多，是无法看清的。如果人远离目镜(凹透镜)观察，则景物的成像光线进入人眼睛太少，而且视角也很小，同样无法看清，光路图如图2所示。
由此得出结论，用凸透镜作物镜、凹透镜作目镜是不能满足要求的。但也同时给我们启示，它正好满足室外不能看清室内景物的要求。
B.物镜是凹透镜，目镜是凸透镜的情况
由透镜成像规律可知，景物(离门1~2m)经物镜成缩小的正立的虚像。
a.若此虚像在目镜的1倍焦距之外，此虚像作为目镜的虚物再成倒立的实像。光路图如图3。
这也不能满足要求。
b.若景物经物镜成的虚像，在目镜的1倍焦距之内，此虚像作为目镜的虚物再成放大正立的虚像，则能满足要求，光路图如图4。
综上所述，“猫眼”是由一个凹透镜和一个凸透镜组成，物镜是凹透镜，目镜是凸透镜，但物镜的焦距较短，目镜的焦距离较长，且目镜的焦距应等于或大于物镜与目镜的距离(猫眼的长度)和目镜的焦距之和。实际猫眼也正是如此。
参考资料：http://zhidao.baidu.com/question/4280885.html

Answer 2

门镜，为什么又叫它猫眼呢，因为光线通过它折射后在远处看它闪光的样子很类似波斯猫眼睛晚上发出的光线所以给它别名叫猫眼。
门镜成像的光学原理
门镜是由两块透镜组合而成．当我们从门内向外看时，物镜L1是凹透镜，目镜L2是凸透镜（光路见图1）．物镜L1的焦距极短，它将室外的人或物AB成一缩得很小的正立虚像A′B′，此像正好落在目镜L2的第一焦点之内，L2起着放大镜的作用，最后得到一个较为放大的正立虚像A〃B〃，此像恰又成在人眼的明视距离附近，对于门外的情况，就看得清楚了．

那么，同样通过此门镜，为什么从门外向里看（倒看）时，却什么也见不着呢？
在倒看时（光路见图2），L1变成了目镜，L2则成了物镜，室内的景物AB，通过会聚透镜L2后的折射光束本应生成倒立的实像A′B′，但在尚未成像之前就落到发散透镜L1上，由于 L1的焦距极短，最后得到的正立虚像A〃B〃距目镜L1很近，只有2～3cm，又由于门镜的孔径很小，室外的人不得不贴近目镜 L1察看，这样，人眼与像A〃B〃之间的距离，也只不过2～3cm，这个距离远小于正常人眼的近点，因此，对于室外的窥视者，室内的一切当然也就“视而不见”了．（近点是人眼能够看清楚物体的最小距离．近点距离随年龄的增长而增大，正常青年人的近点约10cm，但正常人到50岁时，近点大致为40cm．）

Answer 3

猫眼是由两个透镜组成，物镜为凹透镜，目镜为凸透镜。
近似于倒置的伽利略望远镜。
对于光心来说两侧的焦距是相等的，如果透镜两侧的曲面是对称的，那么光心就是透镜的中心，否则光心并不在两侧顶点的中心。

探究“猫眼”的原理
作者：王雄 文章来源：《物理教学探讨》 点击数：10311 更新时间：2005-12-24

(1)“猫眼”由两个凹透镜组成能否满足要求

由成像规律可知，景物经物镜(凹透镜)成缩小正立的虚像，此虚像经目镜(凹透镜)再成缩小的正立的虚像，最终的虚像到眼睛的距离小于明视距离，而“猫眼”的孔经仅lcm左右，加之凹透镜发散的缘故，进入人眼的光也很微弱，即不能看清景物，其光路图如图1(景物AB离物镜较远未画出)。

因此，“猫眼”不是由两个凹透镜组成。

(2)“猫眼”由一个凸透镜和一个凹透镜组成能否满足要求。

A.物镜是凸透镜、目镜是凹透镜的情况

由透镜成像规律可知，景物(离门1~2m)经物镜(凸透镜)成缩小倒立的实像，此像作为目镜(凹透镜)的虚物再成缩小的虚像，如人眼靠近目镜(凹透镜)观察，这个距离比明视距离小得多，是无法看清的。如果人远离目镜(凹透镜)观察，则景物的成像光线进入人眼睛太少，而且视角也很小，同样无法看清，光路图如图2所示。

由此得出结论，用凸透镜作物镜、凹透镜作目镜是不能满足要求的。但也同时给我们启示，它正好满足室外不能看清室内景物的要求。

B.物镜是凹透镜，目镜是凸透镜的情况

由透镜成像规律可知，景物(离门1~2m)经物镜成缩小的正立的虚像。

a.若此虚像在目镜的1倍焦距之外，此虚像作为目镜的虚物再成倒立的实像。光路图如图3。

这也不能满足要求。

b.若景物经物镜成的虚像，在目镜的1倍焦距之内，此虚像作为目镜的虚物再成放大正立的虚像，则能满足要求，光路图如图4。

综上所述，“猫眼”是由一个凹透镜和一个凸透镜组成，物镜是凹透镜，目镜是凸透镜，但物镜的焦距较短，目镜的焦距离较长，且目镜的焦距应等于或大于物镜与目镜的距离(猫眼的长度)和目镜的焦距之和。实际猫眼也正是如此。

参考资料：http://phys.cersp.com/XSTD/JYZ/200512/340_2.html

Answer 4

显微镜的物镜将在1f至2f之间的物体成放大倒立的实象，而目镜原理同望远镜。
门镜由一凸透镜和一凹透镜组成，我们由内向外看（凸透镜）此时眼睛贴近猫眼，门镜就相当于放大镜。而人从外向内看（凹透镜）经学习可知凹透镜有发散光线的作用，所以看不到屋内。