[科普中国]-立体镜

简介立体镜可前后移动的图形架上放置左眼和右眼各自所见的两张平面图片。在戴眼罩的镜片架上安装着三棱镜片（X、Y）。每个棱镜都把通过它的光线折向底部。为了注视两张图片，左眼和右眼必须辐合在两图片的中心线上，当两眼辐合到F点时，两个图的中心就落在两个中心窝上，即落在相称区域而产生单一的印象。为了使每只眼晴只能看见各自的图片，在镜片架中央设有一薄的挡板可将两眼视线分隔开。

立体镜由两组相同的简单光学系统组成，主要有桥式立体镜和反光式立体镜两种。桥式立体镜由两片透镜安装在一桥式的金属架上，透镜之间的距离为人的平均眼基距(55～72mm之间)，通常可调整，桥架高度等于透镜焦距。反光式立体镜由两对与水平面呈45°的 反光镜和一对透镜(也有不带透镜 的) 装在框架上构成，中国产的HPF型航空判读仪，是一种带有读数显微镜的反光式立体镜。1

分类反光立体镜在光路中安装一组反光镜的航片立体观察仪器。除放大镜外，还有四片两两相互平行的反光镜。其中两块较小，倾斜45°;另两块较大，与小反光镜平行，凸透镜则竖直安装在两块反光镜之间，或水平装在小块反光镜之上。它的焦距等于凸透镜沿光路至像平面的距离。能观察23～30cm边长的大像幅立体像对。有的反光立体镜使用棱镜和反光镜组合，或在目镜处另外加上双筒放大镜，能放大2～4倍，但视场范围会缩小。

在进行像对的立体观察时，必须做到左右眼分别各看左、右像片，为了帮助人们分像观察，获得立体感而制成的装置。立体镜有桥式立体镜和反光立体镜;桥式立体镜是在镜架上装上两个凸透镜，透镜间的距离约等于眼基线长，镜架高等于透镜焦距，影像的光线经透镜，分别平行进入左、右眼中，达到分像而获得立体效应(如图a)。反光立体镜(如图b)。是用支架两旁的反光镜分别将左、右像片的影像反射到左、右观察目镜中，达到分像而获得立体观察效应。

桥式立体镜桥式立体镜又称袖珍立体镜或透镜式立体镜。是有折叠支架的小型航片判读仪器。两个透镜安装在一个桥架上，两透镜中心的距离45～75mm不等，可根据判读者的眼基线进行调节。桥架的高度等于透镜的焦距，透镜放大倍率一般为2倍左右。桥式立体镜的优点是携带方便，适用于野外工作；而且价格便宜;缺点是所用像片必须紧靠着放在透镜下的适当位置，观察范围比较小。由于这个原因，判读者如不把一张像片的一边抬高，就不能看到240mm航空像片的全部立体观察面积。2

透镜把玻璃等透明物质磨成圆形薄片，使其两表面都为曲面或有一面为平面即制成透镜。其作用是通过它的两个表面的折射使光束会聚或发散，以及在任何要求的位置形成物体的像。

透镜种类很多，最常用的是球面透镜，即由两个球面或一个表面是球面、另一个表面是平面形成的透镜。可分为凸透镜和凹透镜。

凸透镜又叫正透镜，其中央部分比边缘厚。根据它们的截面形状。又可分为双凸、平凸和月凸3种，因凸透镜对光束有会聚作用，因此又称其为会聚透镜。

凹透镜又叫负透镜，其中央部分比边缘部分薄，按其截面形状可分为双凹、平凹或月凹，因为凹透镜对光线有发散作用，所以又称其为发散透镜。

研究透镜首先要了解以下概念： (1)主光轴。通过透镜两个球面曲率中心的直线，简称主轴。(2)光心。主轴上的一确定点，通过该点的光线射出透镜时的光线和射入透镜时的光线方向平行，但有侧移。可以证明，透镜的光心跟它的两球面曲率中心的距离与两曲率半径成正比，因此，只有曲率半径相等时，光心和透镜中心才重合，一般情况下，光心的位置因两球面曲率半径的不同而有差异，并且光心不一定在透镜内部。(3)副轴。即除主轴外，通过光心的其他直线都叫副轴。若透镜厚度比两球面的曲率半径小得多，则叫做薄透镜。本条目只讨论薄透镜。(4)焦点。平行主光轴入射光束经透镜折射后相交，或反向延长线相交的交点叫透镜的主焦点，前者叫实焦点，后者叫虚焦点，通常用F表示，按焦点所在空间，把物方空间的焦点称为物方焦点，又称第一焦点，用F1表示; 把像方空间的焦点称为像方焦点，又称第二焦点，用F2表示。F1和F2分居透镜两侧。(5)焦距。即薄透镜中心(即光心) 到焦点的距离。第一焦距用f1表示，第二焦距用f2表示。对薄双凸或双凹透镜f1=f2，所以一般只用f表示焦距。(6)焦平面，即通过透镜主焦点且垂直于主光轴的平面。(7)副焦点。即平行于跟主光轴夹角不大的副光轴的光线经透镜折射后会聚或发散光线的反向延长线会聚于该副轴上的一点，副焦点都在焦平面上 (如图1)。

薄透镜可使物体成象，物体离透镜的距离 (物距) 不同，所成象的性质 (实、虚，正、倒，与物在镜的同侧、还是异侧，放大、缩小等) 不同。可以用图解法和公式法求出已知物的像。3

图解法求物体的像，从物体上的一个点发出的光线经透镜折射后光线会聚到一点或折射光线反向延长线会聚到一点。物体上各个点所对应的像点的集合便是物体所对应的像。一般作图时，只取从物体上某一点发出的3条特殊光线 (称主光线)，折射后的会聚点即是像点 (如图2)。这3条特殊光线是： 平行于主光轴的近轴光线，经透镜折射后，通过凸透镜的第二焦点，或者看起来好像来自凹透镜的第二焦点，图中的光线1;通过光心的光线不改变方向，图中的光线2; 通过第一焦点或射向第二焦点的光线，平行于主轴折射，图中的光线3。用光线1、2、3中的任意两条相交的方法，一旦求出像点的位置，则来自同一物点的所有其他光线的光路都可以画出，图中的光线4。