趣谈“猫眼”_科普之友

同学们一定对“猫眼”不陌生吧！“猫眼”又称为门镜。就是安装在我们家防盗门上的小玻璃片。透过“猫眼”，我们可以清楚地看到室外敲门的人，从而判断来人是我们的朋友、同学还是陌生人，然后决定是否开门。可见装上“猫眼”的防盗门既能保护我们家庭的安全，又能帮助我们不拘客人于门外。虽然很小可是作用很大啊！
　　
　　我们使用“猫眼”能看清外面的景物，在门外能不能看清门内的情景那？善于观察同学一定会说在外面是看不见里面的东西的。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？这个小小的“猫眼”真神奇啊！你想知道这是为什么吗？
　　
　　那首先让我们来看一下猫眼的构造：原来啊“猫眼”同望远镜、显微镜一样，都是由物镜和目镜组成，当我们从门内向外看时，物镜是凹透镜，目镜是凸透镜。在门外看，凹透镜变成了目镜，凸透镜则成了物镜，
　　
　　再让我们来看看“猫眼”的成像光路。
　　
　　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，室外的人或物AB发出的光经过凹透镜折射成发散光线，发散光线的反向延长线相交成一个缩得很小的正立虚像A’B’，此像正好落在目镜L2的焦点之内，L2起着放大镜的作用，所以经L2折射后，折射光线的反向延长线相交，最后得到一个较为放大的正立虚像A”B”（比景物小）。当人在室内眼睛靠近“猫眼”观察时，比景物缩小的正立的虚像A”B”正好成在正常人眼的明视距离附近。因此，室内的人不用开门，就能洞察门外的一切景象。
　　

　　那么，同样通过此“猫眼”，为什么从门外向里看（倒看）时，却什么也见不着呢？
　　

　　当我们从门外向里看时，凹透镜L1变成了目镜，凸透镜L2则成了物镜（光路见图2）。室内的景物AB发出的光，通过凸透镜L2折射后，会聚的折射光线本应相交生成一个倒立的缩小的实像A’B’，但是在尚未成像之前就落到发散的凹透镜L1上，由于凹透镜L1焦距极短，对光线起发散作用，所以经凹透镜L1折射后，其发散的折射光线的反向延长线相交成正立缩小虚像A”B”，成在目镜L1的右侧2～3cm。人在室外贴近“猫眼”的目镜L1察看，这样，人眼与像之间的距离，也只不过3～4cm，这个距离远小于正常人眼的近点，所以不能看清景物。若想保证像与人眼的距离合适，在明视距离的话，则由于门镜的孔径很小，又没有足够的光能进入人眼，所以也一样不能看清景物。因此，对于室外的窥视者，室内的一切当然也就“视而不见”了，图谋不轨者只能“望门兴叹”！
　　
　　同学们知道这是为什么了吗？
　　