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趣味物理学
1.11.9 9.9 什么是立体镜?
9.9 什么是立体镜?

从本节开始,我们将话题从图画转移到实体上来。首先我们在此问一个问题:我们为什么能把物体不看成平面的,而是立体的呢?要知道,任何物体在我们的视网膜上所呈的像都是平面的像啊!到底是什么原因能让我们感受物体不是平面的,而是三维立体的呢?

主要有三个原因。第一,物体表面的形状、颜色等各不相同,从而产生明暗差别,正是根据这种差别,我们能判断其形状。第二,物体的不同部分离我们眼睛的距离有远有近,虽然有的差别甚微,还会让我们的眼睛产生不同的张力:平面的物体各部分到眼睛距离相同,眼睛一次“对光”调节就能成像;而立体的物体呢,各处不同,需要眼睛多次“对光”调节,使眼球多处的张力不同,于是产生立体的感觉。当然最重要的是第三条,我们两眼看同一物体时,所成的像略有差别。正是由于这种细微的差别,我们的大脑会在潜意识里对其调节,产生立体感觉,并将其重叠成一个立体的像(参阅图9-1和9-3)。

我们假设图9-3是同一物体的两张不同的像,左图是左眼看到的,右图自然是右眼看到的。如果我们的左眼只能看到左图,右眼只能看到右图,那么在我们的意识里,这两张图所成的像就不再是两张平面的像了,它们会叠加在一起,变成一张立体的、凹凸起伏的图画。要实现这种效果,我们得借助一种仪器才能完成,它就是立体镜。立体镜有两种,分别是反射式和折射式,其区别主要在使两个叠合在一起所用的镜体不同。反射式用的是平面镜,利用光的反射原理,以前的立体镜多是此类;折射式用的是三棱镜,利用光的折射原理,多为现代新式立体镜。光线经过三棱镜折射后会略微放大,因而最后叠合在一起的像会稍稍放大了一些。人眼看到两个相似的像后,就会在意识里将它们叠加在一起,产生立体图像。这么说来,立体镜的原理其实很简单,就是想办法把双眼看的东西分开。当然,更奇怪的是,如此简单的办法竟然能产生如此复杂的作用。

我想大多数的人都看过景物的实体照片吧。也许也有人看实体的模型图。我们就不去谈论这些大家习以为常的立体镜应用事例了,我们后面会给大家介绍一些大家不熟悉的立体镜。

图9-3 一个表面有不同斑点的立方体。两张图分别是左右两只眼看到的形象