几何光学与眼镜光学

关于几何光学与眼镜光学第1页，讲稿共110页，2023年5月2日，星期三内容纲要光的基本性质、概念光的基本定律透镜的光学球镜柱镜棱镜第2页，讲稿共110页，2023年5月2日，星期三物理光学光与电磁波可见光第3页，讲稿共110页，2023年5月2日，星期三物理光学单色光与复色光单色光蓝色光(B)：400nm-475nm青色光(C)：475nm-485nm绿色光(G)：485nm-570nm黄色光(Y)：570nm-580nm红色光(R)：580nm-700nm复色光第4页，讲稿共110页，2023年5月2日，星期三几何光学光源能发光的物体（自身发光或反光）发光体发光点第5页，讲稿共110页，2023年5月2日，星期三几何光学光线以直线形式表示光能的传播方向光束第6页，讲稿共110页，2023年5月2日，星期三几何光学光束发散光束与平行光束第7页，讲稿共110页，2023年5月2日，星期三几何光学光速光在真空和空气中的速度(30万公里/秒)光在其他介质中的速度介质的折射率第8页，讲稿共110页，2023年5月2日，星期三几何光学介质的折射率常见介质的折射率真空1.0空气1.0003水1.333树脂1.499-1.7玻璃1.523钻石2.417第9页，讲稿共110页，2023年5月2日，星期三光的基本定律第10页，讲稿共110页，2023年5月2日，星期三光的基本定律直线传播定律在均匀介质中，光沿直线传播。第11页，讲稿共110页，2023年5月2日，星期三光的基本定律独立传播定律来自不同方向的光线相遇时相互不影响，仍朝各自的方向前进。第12页，讲稿共110页，2023年5月2日，星期三光的基本定律独立传播定律特例：干涉现象第13页，讲稿共110页，2023年5月2日，星期三光的基本定律反射定律术语：法线、入射角、反射角第14页，讲稿共110页，2023年5月2日，星期三光的基本定律反射定律镜面反射和散射第15页，讲稿共110页，2023年5月2日，星期三光的基本定律光路可逆原理第16页，讲稿共110页，2023年5月2日，星期三光的基本定律折射定律第17页，讲稿共110页，2023年5月2日，星期三吸管往上折了！第18页，讲稿共110页，2023年5月2日，星期三折射定律Snell法则举例：光线从真空中以45°角入射，折射角为30°，求此介质的折射率。第19页，讲稿共110页，2023年5月2日，星期三折射定律通过水面看水里的鱼，会感觉鱼的位置有何变化？第20页，讲稿共110页，2023年5月2日，星期三折射定律全反射和临界角第21页，讲稿共110页，2023年5月2日，星期三折射定律全反射现象第22页，讲稿共110页，2023年5月2日，星期三折射定律光线通过三棱镜第23页，讲稿共110页，2023年5月2日，星期三折射定律不同波长的光波，折射程度不相同第24页，讲稿共110页，2023年5月2日，星期三符号规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/焦距第25页，讲稿共110页，2023年5月2日，星期三透镜第26页，讲稿共110页，2023年5月2日，星期三透镜什么是透镜至少有一个面是弯曲面可以改变光束的聚散度第27页，讲稿共110页，2023年5月2日，星期三透镜球面透镜(球镜)凹透镜凸透镜柱面透镜球柱面透镜第28页，讲稿共110页，2023年5月2日，星期三球镜球面概念：前后两个面都是球面一个球面＋一个平面第29页，讲稿共110页，2023年5月2日，星期三球镜的分类凸透镜中央比边缘厚凹透镜中央比边缘薄第30页，讲稿共110页，2023年5月2日，星期三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/焦距第31页，讲稿共110页，2023年5月2日，星期三球镜的光学焦点／焦距焦距为正焦距为负第32页，讲稿共110页，2023年5月2日，星期三球镜的光学物点和像点物距为负像距为正第33页，讲稿共110页，2023年5月2日，星期三球镜成像作图法第34页，讲稿共110页，2023年5月2日，星期三球镜成像作图法第35页，讲稿共110页，2023年5月2日，星期三球镜成像作图法第36页，讲稿共110页，2023年5月2日，星期三球镜成像计算法uvf物距/像距：正负焦距：凸球镜为正凹球镜为负第37页，讲稿共110页，2023年5月2日，星期三球镜成像计算法举例：一物体距离凸透镜50cm，透镜焦距为40cm，求像的位置。解：成像在透镜右侧2米处第38页，讲稿共110页，2023年5月2日，星期三球镜的屈光力(F)以球面透镜焦距的倒数表示单位：屈光度(Diopter,D)公式：举例：一凸透镜焦距40cm，该透镜的屈光力为多少？第39页，讲稿共110页，2023年5月2日，星期三球镜的屈光力球面透镜屈光力的规范写法实际工作中屈光度的增率1/4系统(0.25D,0.50D,0.75D)1/8系统(0.125D,0.25D,0.375D)第40页，讲稿共110页，2023年5月2日，星期三镜片生产厂家:

通过改变前后表面的曲率来改变镜片（透镜）的屈光力第41页，讲稿共110页，2023年5月2日，星期三球镜屈光力与球面屈光力对薄球镜而言,第42页，讲稿共110页，2023年5月2日，星期三球面的屈光力计算公式：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第43页，讲稿共110页，2023年5月2日，星期三球面的屈光力举例：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。玻璃水第44页，讲稿共110页，2023年5月2日，星期三球镜的表面屈光力透镜的表面屈光力：前表面屈光力：后表面屈光力：r1r2F1F2F第45页，讲稿共110页，2023年5月2日，星期三球镜的表面屈光力薄球镜屈光力公式：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。r1r2F1FF2第46页，讲稿共110页，2023年5月2日，星期三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。第47页，讲稿共110页，2023年5月2日，星期三球镜的形式第48页，讲稿共110页，2023年5月2日，星期三球镜的形式同一屈光度的球镜可以有无数种前后表面组成方式例如:-3D的近视镜片0+(-3)=-3D;+3+(-6)=-3D,-1+(-2)=-3D最佳透镜形式尽可能减少或消除像差配戴清晰舒适第49页，讲稿共110页，2023年5月2日，星期三最佳球镜的形式第50页，讲稿共110页，2023年5月2日，星期三球镜屈光力的测量镜度表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)第51页，讲稿共110页，2023年5月2日，星期三焦度计第52页，讲稿共110页，2023年5月2日，星期三如何识别镜片的折射率？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n=F’*0.532/(F1+F2)+1第53页，讲稿共110页，2023年5月2日，星期三第二部分第54页，讲稿共110页，2023年5月2日，星期三1.散光透镜第55页，讲稿共110页，2023年5月2日，星期三散光眼的成像平行光线经过散光眼不能形成焦点，而形成前后两条焦线；例中水平子午线形成垂直焦线F’h第56页，讲稿共110页，2023年5月2日，星期三散光眼散光眼系统的成像过程.例中垂直子午线形成水平焦线F’v第57页，讲稿共110页，2023年5月2日，星期三第58页，讲稿共110页，2023年5月2日，星期三第59页，讲稿共110页，2023年5月2日，星期三单纯近视性散光单纯远视性散光复性近视性散光混合散光复性远视性散光第60页，讲稿共110页，2023年5月2日，星期三散光透镜光学：平行光线通过散光透镜，不能形成一个焦点。分类：根据透镜前后表面的形状：柱面透镜球柱面透镜环曲面透镜第61页，讲稿共110页，2023年5月2日，星期三1.1柱面透镜第62页，讲稿共110页，2023年5月2日，星期三柱面透镜圆柱体和柱面圆柱体的轴柱面柱面在与轴平行的方向上是平的柱面在与轴垂直的方向上是圆形的，弯度最大这两个方向称为柱面的两条主子午线方向。第63页，讲稿共110页，2023年5月2日，星期三柱面透镜一个柱面和一个平面组成正柱面透镜负柱面透镜第64页，讲稿共110页，2023年5月2日，星期三柱面透镜主子午线：轴向子午线：与轴平行的子午线，在柱面上是平的，没有弯度。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。第65页，讲稿共110页，2023年5月2日，星期三柱面透镜光学光线通过轴向子午线（图中垂直方向）不会出现聚散度的改变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第66页，讲稿共110页，2023年5月2日，星期三柱面透镜光学焦线与轴向平行第67页，讲稿共110页，2023年5月2日，星期三柱面透镜的表示方法光学十字第68页，讲稿共110页，2023年5月2日，星期三柱面透镜的表示方法表示柱面透镜的两条主子午线在水平和垂直方向上垂直方向为轴向，屈光力为零水平方向屈光力最大，为+3.00D0+3.00第69页，讲稿共110页，2023年5月2日，星期三柱面透镜的表达式+3.00DC×90表示+3.00D的柱面透镜，轴在90°方向0+3.00第70页，讲稿共110页，2023年5月2日，星期三柱镜各方向屈光度柱镜在斜向轴向上的屈光力θ为所求方向与柱镜轴的夹角第71页，讲稿共110页，2023年5月2日，星期三举例：柱面透镜+3.00×90，求60°方向上的屈光力为多少。第72页，讲稿共110页，2023年5月2日，星期三轴向标示法国际标准轴向标示法（TABO法）第73页，讲稿共110页，2023年5月2日，星期三－3.000单纯近视性散光+0+3.00单纯远视性散光+第74页，讲稿共110页，2023年5月2日，星期三柱面透镜的联合同轴位的柱面透镜联合效果为一个柱镜，柱镜度为两者的代数和轴位互相垂直，柱镜度相同效果为一个球镜，球镜度为柱镜的度数轴位互相垂直，柱镜度不相同等效为一个球柱面透镜第75页，讲稿共110页，2023年5月2日，星期三1.2球柱面透镜第76页，讲稿共110页，2023年5月2日，星期三球柱面透镜概念一个球面联合一个柱面前后两个柱面，轴位互相垂直,柱镜度不相同第77页，讲稿共110页，2023年5月2日，星期三+2.00+3.00光学:两条主子午线方向均有不同的屈光力，且都不为零。+2.00+2.000+1.00+2.00+3.000+3.00+2.000第78页，讲稿共110页，2023年5月2日，星期三球柱面透镜形式球镜正柱镜球镜负柱镜柱镜柱镜（）（）（）第79页，讲稿共110页，2023年5月2日，星期三球柱镜透镜的光学史氏光锥第80页，讲稿共110页，2023年5月2日，星期三球柱镜透镜的光学混合散光混合散光-3.00+3.00+第81页，讲稿共110页，2023年5月2日，星期三球柱面透镜形式的转换第82页，讲稿共110页，2023年5月2日，星期三光学十字转换为球柱镜形式度数(绝对值)小的作为球镜度大减小的度数作为柱镜度小的方向作为轴向+0.50-1.50第83页，讲稿共110页，2023年5月2日，星期三+0.50-1.50+1.00+2.50+1.00/+1.50×90+0.50/－2.00×90第84页，讲稿共110页，2023年5月2日，星期三正负柱镜形式的转换球柱相加作为新的球镜度柱镜度改变正负号轴位转90°第85页，讲稿共110页，2023年5月2日，星期三+1.00/+1.50×90+2.50/-1.50×180第86页，讲稿共110页，2023年5月2日，星期三球柱面透镜形式的转换正交柱镜形式转换为球柱镜形式先画出光学十字球柱镜形式转换为正交柱镜形式先画出光学十字第87页，讲稿共110页，2023年5月2日，星期三1.3环曲面透镜第88页，讲稿共110页，2023年5月2日，星期三环曲面在两条主子午线上都有曲率，但不相等第89页，讲稿共110页，2023年5月2日，星期三环曲面透镜一个面是环曲面，另一个面是球面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。第90页，讲稿共110页，2023年5月2日，星期三2.透镜的有效镜度第91页，讲稿共110页，2023年5月2日，星期三有效镜度第92页，讲稿共110页，2023年5月2日，星期三透镜的有效镜度有效镜度第93页，讲稿共110页，2023年5月2日，星期三透镜的有效镜度有效镜度透镜在特定的位置起特定的作用。同一透镜放在不同的位置，所产生的光学作用会发生变化。如果透镜的位置发生改变，而需要保持相同的光学作用，则透镜的屈光力要作相应的改变。第94页，讲稿共110页，2023年5月2日，星期三透镜的有效镜度有效镜度公式应用例子：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；第95页，讲稿共110页，2023年5月2日，星期三透镜的有效镜度公式应用例子：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？第96页，讲稿共110页，2023年5月2日，星期三3.棱镜基本术语主切面底顶角第97页，讲稿共110页，2023年5月2日，星期三棱镜光学作用改变光束的方向，不改变聚散度光线向棱镜底方向偏折第98页，讲稿共110页，2023年5月2日，星期三棱镜光学作用人眼通过棱镜视物，像向棱镜顶角方向偏移表示方式：棱镜度1△表示在1m处使光线偏折1cm第99页，讲稿共110页，2023年5月2