防盗门猫眼的原理

猫眼"，是门镜的俗称，一般安装在家居的铁门上。当有人敲门时，屋里的人就可以通过门镜看到门外情况，通过门镜从屋里看屋外时非常清楚，而从屋外看屋里的话，就变得十分模糊了。

其实门镜的构造非常简单，由两片透镜组成，靠门外的是凹透镜，靠门内的是凸透镜，不过门镜成像的原理，还涉及到一些光学知识。

一、关于人眼：人眼可看成一个特殊而又精密的光学仪器，外来光线经晶状体折射后，在视网膜上成像，使人伤感知图像。晶状体相当于焦距可调的凸透镜，视网膜便是光屏，也就是说人眼成像的像距基本一定，而通过晶状体调焦使物距不同的物体成像。介于晶状体的调焦能力，物距小于10cm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10cm的物体，我们称之为"近点".当物体物距为25cm时，成的像最清晰，我们称"明视距离".有了以上两个概念，对于后面处理门镜所成像人眼能否看清的问题十分关键。

二、逐次成像法则：表述为："物体通过前一光学元件所成的像就是后一光学元件的物"。门镜中有两个透镜，前一透镜所成的像无论能否真正实现成像，它都将作为后一透镜的物来处理。

三、实物与虚物：通常人们所接触的都是实物，它发出(或反射)的光线是发散的;但有时光线经过光学器件折射后成会聚趋势，这就可视为虚物。

四、透镜计算符号取定：物距：实物正虚物负：像距：实像正虚像负：焦距：凸透镜正凹透镜负。

防盗门上的猫眼是什么原理?

"猫眼"同望远镜、显微镜一样，都是由物镜和目镜组成。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。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。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。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。

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。