几何光学与眼镜光学课件.ppt

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1、关于几何光学与眼镜光学现在学习的是第1页，共110页内容纲要n光的基本性质、概念n光的基本定律n透镜的光学n球镜n柱镜n棱镜现在学习的是第2页，共110页物理光学n光与电磁波可见光可见光现在学习的是第3页，共110页物理光学n单色光与复色光n单色光n蓝色光(B)：400nm-475nmn青色光(C)：475nm-485nmn绿色光(G)：485nm-570nmn黄色光(Y)：570nm-580nmn红色光(R)：580nm-700nmn复色光现在学习的是第4页，共110页几何光学n光源n能发光的物体（自身发光或反光）n 发光体 发光点现在学习的是第5页，共110页几何光学n光线n以直线形式表示

2、光能的传播方向n光束现在学习的是第6页，共110页几何光学n光束n发散光束与平行光束现在学习的是第7页，共110页几何光学n光速n光在真空和空气中的速度(30万公里/秒)n光在其他介质中的速度n介质的折射率现在学习的是第8页，共110页几何光学n介质的折射率n常见介质的折射率n真空 1.0n空气 1.0003n水 1.333n树脂 1.499-1.7n玻璃 1.523n钻石 2.417现在学习的是第9页，共110页光的基本定律现在学习的是第10页，共110页光的基本定律n直线传播定律n在均匀介质中，光沿直线传播。现在学习的是第11页，共110页光的基本定律n独立传播定律n来自不同方向的光线相遇

3、时相互不影响，仍朝各自的方向前进。现在学习的是第12页，共110页光的基本定律n独立传播定律n特例：干涉现象现在学习的是第13页，共110页光的基本定律n反射定律n术语：法线、入射角、反射角现在学习的是第14页，共110页光的基本定律n反射定律n镜面反射和散射现在学习的是第15页，共110页光的基本定律n光路可逆原理现在学习的是第16页，共110页光的基本定律n折射定律现在学习的是第17页，共110页吸管往上折了！现在学习的是第18页，共110页折射定律nSnell法则n举例：光线从真空中以45角入射，折射角为30，求此介质的折射率。现在学习的是第19页，共110页折射定律n通过水面看水里的鱼

4、，会感觉鱼的位置有何变化？现在学习的是第20页，共110页折射定律n全反射和临界角现在学习的是第21页，共110页折射定律n全反射现象现在学习的是第22页，共110页折射定律n光线通过三棱镜现在学习的是第23页，共110页折射定律n不同波长的光波，折射程度不相同现在学习的是第24页，共110页符号规则n光线从左向右进行n自透镜向左衡量为负，向右为正n物距/像距/焦距现在学习的是第25页，共110页透镜现在学习的是第26页，共110页透镜n什么是透镜n至少有一个面是弯曲面n可以改变光束的聚散度现在学习的是第27页，共110页透镜n球面透镜(球镜)n凹透镜n凸透镜n柱面透镜n球柱面透镜现在学习的是

5、第28页，共110页球镜n球面n概念：n前后两个面都是球面n一个球面一个平面现在学习的是第29页，共110页球镜的分类n凸透镜n中央比边缘厚n凹透镜n中央比边缘薄现在学习的是第30页，共110页球镜的光学符号法则光线从左向右进行自透镜向左衡量为负，向右为正物距/像距/焦距现在学习的是第31页，共110页球镜的光学n焦点焦距焦距为正焦距为负现在学习的是第32页，共110页球镜的光学n物点和像点物距为负像距为正现在学习的是第33页，共110页球镜成像n作图法现在学习的是第34页，共110页球镜成像n作图法现在学习的是第35页，共110页球镜成像n作图法现在学习的是第36页，共110页球镜成像n计算

6、法uvf物距/像距：正负焦距：凸球镜为正 凹球镜为负现在学习的是第37页，共110页球镜成像n计算法n举例：一物体距离凸透镜50cm，透镜焦距为40cm，求像的位置。n解：成像在透镜右侧2米处现在学习的是第38页，共110页球镜的屈光力(F)n以球面透镜焦距的倒数表示n单位：屈光度(Diopter,D)n公式：n举例：一凸透镜焦距40cm，该透镜的屈光力为多少？现在学习的是第39页，共110页球镜的屈光力n球面透镜屈光力的规范写法n实际工作中屈光度的增率n1/4系统(0.25D,0.50D,0.75D)n1/8系统(0.125D,0.25D,0.375D)现在学习的是第40页，共110页镜片生

7、产厂家:通过改变前后表面的曲率来改变镜片（透镜）的屈光力现在学习的是第41页，共110页球镜屈光力与球面屈光力对薄球镜而言,现在学习的是第42页，共110页球面的屈光力n计算公式：n举例：如图，光线从空气通过球面进入玻璃（n=1.5），球面的曲率半径是20cm，求此面的屈光力。空气玻璃r：凸球面为正 凹球面为负“凸”、“凹”是相对入射光线而言现在学习的是第43页，共110页球面的屈光力n举例：如图，光线从玻璃（n=1.5）经过球面进入水中（n=1.33）,球面的曲率半径为50cm，求此球面的屈光力。玻璃水现在学习的是第44页，共110页球镜的表面屈光力n透镜的表面屈光力：n前表面屈光力：n后表

8、面屈光力：r1r2F1F2F现在学习的是第45页，共110页球镜的表面屈光力n薄球镜屈光力公式：n举例：一新月形凸透镜，折射率1.5，前表面曲率半径为20cm，后表面曲率半径为50cm，求此透镜的屈光力。r1r2F1 F F2现在学习的是第46页，共110页如果把镜片翻过来了,屈光度如何变化?折射率1.5，前表面曲率半径为50cm，后表面曲率半径为20cm，求此透镜的屈光力。现在学习的是第47页，共110页球镜的形式现在学习的是第48页，共110页球镜的形式n同一屈光度的球镜可以有无数种前后表面组成方式n例如:-3D 的近视镜片n0+(-3)=-3D;+3+(-6)=-3D,-1+(-2)=-

9、3Dn最佳透镜形式n尽可能减少或消除像差n配戴清晰舒适现在学习的是第49页，共110页最佳球镜的形式现在学习的是第50页，共110页球镜屈光力的测量n镜度表n=1.523镜度表是在以前镜片材料比较单一的情况下测量镜片屈光度的，它是按n为1.523的材料设计的;对于其他材料，F=(n-1)/(n-1)*(F1+F2)现在学习的是第51页，共110页焦度计现在学习的是第52页，共110页如何识别镜片的折射率？n通过焦度计测出镜片屈光度F以及镜度表测出镜片“屈光度”(F1+F2)，则可以计算出镜片折射率nn=F*0.532/(F1+F2)+1现在学习的是第53页，共110页第二部分 现在学习的是第5

10、4页，共110页1.散光透镜现在学习的是第55页，共110页散光眼的成像n平行光线经过散光眼不能形成焦点，而形成前后两条焦线；n例中水平子午线形成垂直焦线Fh现在学习的是第56页，共110页散光眼n散光眼系统的成像过程.n例中垂直子午线形成水平焦线Fv现在学习的是第57页，共110页现在学习的是第58页，共110页现在学习的是第59页，共110页单纯近视性散光单纯近视性散光单纯远视性散光单纯远视性散光复性近视性散光复性近视性散光混合散光混合散光复性远视性散光复性远视性散光现在学习的是第60页，共110页散光透镜n光学：平行光线通过散光透镜，不能形成一个焦点。n分类：根据透镜前后表面的形状：n柱

11、面透镜n球柱面透镜n环曲面透镜现在学习的是第61页，共110页1.1 柱面透镜现在学习的是第62页，共110页柱面透镜n圆柱体和柱面n圆柱体的轴n柱面n柱面在与轴平行的方向上是平的n柱面在与轴垂直的方向上是圆形的，弯度最大n这两个方向称为柱面的两条主子午线方向。现在学习的是第63页，共110页柱面透镜n一个柱面和一个平面组成n正柱面透镜n负柱面透镜现在学习的是第64页，共110页柱面透镜n主子午线：n轴向子午线：与轴平行的子午线，在柱面上是平的，没有弯度。n屈光力子午线：与轴垂直的子午线，在柱面上的圆形的，弯度最大。现在学习的是第65页，共110页柱面透镜光学n光线通过轴向子午线（图中垂直方向

12、）不会出现聚散度的改变n光线通过屈光力子午线（图中水平方向）会出现聚散度的改变现在学习的是第66页，共110页柱面透镜光学焦线与轴向平行现在学习的是第67页，共110页柱面透镜的表示方法n光学十字现在学习的是第68页，共110页柱面透镜的表示方法n表示柱面透镜的两条主子午线在水平和垂直方向上n垂直方向为轴向，屈光力为零n水平方向屈光力最大，为+3.00D0+3.00现在学习的是第69页，共110页柱面透镜的表达式n+3.00DC90n表示+3.00D的柱面透镜，轴在90方向0+3.00现在学习的是第70页，共110页柱镜各方向屈光度n柱镜在斜向轴向上的屈光力n为所求方向与柱镜轴的夹角现在学习的

13、是第71页，共110页n举例：柱面透镜+3.0090，求60方向上的屈光力为多少。现在学习的是第72页，共110页轴向标示法n国际标准轴向标示法（TABO法）现在学习的是第73页，共110页3.000单纯单纯近视性散光近视性散光+0+3.00单纯单纯远视性散光远视性散光+现在学习的是第74页，共110页柱面透镜的联合n同轴位的柱面透镜联合n效果为一个柱镜，柱镜度为两者的代数和n轴位互相垂直，柱镜度相同n效果为一个球镜，球镜度为柱镜的度数n轴位互相垂直，柱镜度不相同n等效为一个球柱面透镜现在学习的是第75页，共110页1.2 球柱面透镜现在学习的是第76页，共110页球柱面透镜n概念n一个球面联

14、合一个柱面n前后两个柱面，轴位互相垂直,柱镜度不相同现在学习的是第77页，共110页+2.00+3.00光学光学:两条主子午线方向均有不同的屈光力，两条主子午线方向均有不同的屈光力，且都不为零。且都不为零。+2.00+2.000+1.00+2.00+3.000+3.00+2.000现在学习的是第78页，共110页球柱面透镜n形式n球镜 正柱镜n球镜 负柱镜n柱镜 柱镜（）（）（）现在学习的是第79页，共110页球柱镜透镜的光学n史氏光锥现在学习的是第80页，共110页球柱镜透镜的光学混合散光混合散光混合散光混合散光-3.00+3.00+现在学习的是第81页，共110页球柱面透镜形式的转换现在学

15、习的是第82页，共110页光学十字转换为球柱镜形式n度数(绝对值)小的作为球镜度n大减小的度数作为柱镜度n小的方向作为轴向+0.50-1.50现在学习的是第83页，共110页+0.50-1.50+1.00+2.50+1.00/+1.5090+0.50/2.0090现在学习的是第84页，共110页正负柱镜形式的转换n球柱相加作为新的球镜度n柱镜度改变正负号n轴位转90现在学习的是第85页，共110页+1.00/+1.5090+2.50/-1.50180现在学习的是第86页，共110页球柱面透镜形式的转换n正交柱镜形式转换为球柱镜形式n先画出光学十字n球柱镜形式转换为正交柱镜形式n先画出光学十字现

16、在学习的是第87页，共110页1.3 环曲面透镜现在学习的是第88页，共110页n环曲面n在两条主子午线上都有曲率，但不相等现在学习的是第89页，共110页环曲面透镜n一个面是环曲面，另一个面是球面n将散光透镜做成环曲面透镜，在外观和成像质量上都优于球柱面透镜。现在学习的是第90页，共110页2.透镜的有效镜度现在学习的是第91页，共110页n有效镜度现在学习的是第92页，共110页透镜的有效镜度n有效镜度现在学习的是第93页，共110页透镜的有效镜度n有效镜度n透镜在特定的位置起特定的作用。n同一透镜放在不同的位置，所产生的光学作用会发生变化。n如果透镜的位置发生改变，而需要保持相同的光学作

17、用，则透镜的屈光力要作相应的改变。现在学习的是第94页，共110页透镜的有效镜度n有效镜度公式n应用n例子：验光时试镜片放在眼前15mm处，验光度数为-8.00D，配镜时，镜片距离眼球10mm，则配镜时应配多少度？d：移动距离（单位：米）从左向右移（靠近眼睛）：d为正值；从右向左移（远离眼睛）：d为负值；现在学习的是第95页，共110页透镜的有效镜度n公式应用n例子：验光时试镜片放在眼前12mm处，验光度数为+12.00D，改配隐形眼镜，度数应为多少？现在学习的是第96页，共110页3.棱镜n基本术语n主切面n底n顶角现在学习的是第97页，共110页棱镜n光学作用n改变光束的方向，不改变聚散度

18、n光线向棱镜底方向偏折现在学习的是第98页，共110页棱镜n光学作用n人眼通过棱镜视物，像向棱镜顶角方向偏移n表示方式：棱镜度n1表示在1m处使光线偏折1cm现在学习的是第99页，共110页棱镜n基底方向n基底主方向现在学习的是第100页，共110页棱镜n基底方向n360标记法现在学习的是第101页，共110页透镜的棱镜效应n透镜的棱镜效应n棱镜总把光线折向厚度大的地方现在学习的是第102页，共110页透镜的棱镜效应n透镜移心对成像位置的影响底朝内底朝外现在学习的是第103页，共110页透镜的棱镜效应n移心的棱镜效应计算c 单位：厘米现在学习的是第104页，共110页透镜的棱镜效应n移心的基底

19、方向正镜的移心方向与像移方向相反（与所需棱镜效应的底方向一致），负镜的移心方向与像移方向一致（与所需棱镜效应的底方向相反），现在学习的是第105页，共110页透镜的棱镜效应n例题：求+3.00D透镜光学中心上方3mm处的棱镜效应现在学习的是第106页，共110页移心的棱镜效应n球面透镜的移心n公式：n例题：要使-4.00DS的球镜造成2BD的棱镜效应，透镜的光学中心应怎样移动？现在学习的是第107页，共110页差异三棱镜效果n双眼的棱镜效应现在学习的是第108页，共110页差异三棱镜效果n举例：一病人眼镜度数双眼均为+3.00D，镜片的光心距按远用瞳距装配。病人在视近时，双眼都通过镜片光心内侧2.5mm处注视，求戴镜视近时，病人受到的棱镜效应是多少。现在学习的是第109页，共110页感感谢谢大大家家观观看看26.09.2022现在学习的是第110页，共110页