测量近视眼镜的度数.doc

测量近视眼镜的度数作者：郭东亮 王赟指导老师：余剑敏九江学院 理A0741班 02号 04号摘要：本文在凹透镜焦距测量方法探索的基础上，简析近视眼的成因及所佩戴之近视眼镜度数与其理论焦距间的关系，进而通过对焦距的测量从中得出近视眼镜的度数。关键词：近视 近视眼镜 近视眼镜的度数一、 眼镜度数同焦距间的关系1、 近视眼：所谓近视眼是指人眼的远点（眼睛能清晰调焦的最远距离）位于眼前有限距离处，如此物体不能清晰成像于视网膜，即产生视觉模糊。镜片晶状体S 物体F 前焦黄斑区没镜片时的光线加镜片后的光线走向S物体2、 校正：欲使患有近视眼的人能清晰看清远处物体（调焦在无限远点），需佩戴一相应度数的近视眼镜（本质为一凹透镜），其焦距大小恰能使其后焦点F与远点S重合，或者 f=lr如图示：3、 视度：远点距离lr(单位为m)的倒数，表示近视眼的程度，简称视度，单位为“屈光度D（m-1）”。通常医院和眼镜店把1D称作100度。4、 计算关系：从以上我们得知近视眼镜本质上就是一凹透镜，去眼镜店还能发现镜片加工时由一对球面镜打磨而成。并且我们还找到了眼镜度数与其焦距间的关系： 度数 = 100f下面就把问题转化成为测量仪凹透镜焦距的实验：二、 实验原理我们都知道凸透镜有实焦点，测量焦距时只需用平行光照射并测出镜片与焦点间的距离即可。但是凹透镜没有实焦点，它的焦点是虚的，不能对平行光聚焦，这给测量带来了不利因素。不过我们仍有方法进行测量，且看如下：1、 原理探微：虚焦d2dL如图，将开有直径为d的遮光纸片紧贴于凹透镜中心，在观察屏上画一直径为2d的圆，用平行光照射，调整透镜与观察屏的距离L，使观察屏上光斑与所画直径为2d的圆重合，根据三角形关系很容易得出：f=L A虚焦FCDDBB2、 偏移分析：对于眼镜来说，我们很难确定其中心位置，这样一来我们紧贴眼镜镜片的开孔遮光纸就很可能偏离中心，这会给实验带来影响。分析如下：原始线光斑线在孔径偏离中心时，镜片的焦距不变，仍可认为由虚焦点F发出的光线，由图分析，此时在AFB中，CD仍为中位线，即CD12AB，据此可知，只要测量得当不会影响实验结果。但此时，由于开孔偏离中心，在观察屏上所成的像斑将不再是规则的圆斑，光斑发生畸变（如图），测量时应使斑样最窄处同所绘圆直径重合。三、 简易验证：除去上面分析不说，拿来一副眼镜，以其边宽为参数d，在观察屏上作一条长为2d的线段，对准太阳光放置，当光斑与该线段重合时记下透镜与观察屏间距L作为眼镜焦距，则可推测眼镜度数为：100/L度。得出结果如下：测量次数焦距f=L（m）度数100/f10.240416.720.246406.530.251398.440.253395.350.247404.9平均值404.4四、 分析：镜片的真实度数为420度，可算得相对误差值为=420-404.4420100%=0.037 从测量结果来看，该方案已能在一定程度上较准确的反映近视眼镜的真实度数。另外，此次测量数据环境不是很好，一方面没有对不参与折射的光做遮光处理，另一方面没能放入光具座做精确测量。五、还可该进如下：1、实验室中用细激光扩束作为光源比较困难，实际操作中可以用探照灯代替，只要将遮光条开的稍细，即能满足近似平行光效果。2、将光源、遮光屏、观察屏、测量及校准装置合成到一光具座上，可进行精确测定。3、装置仪器化后可以考虑用光电传感器代替观察屏，把遮光屏与接收器距离固定，直接用数字显示所测眼镜度数。另外可做的工作就是将仪器精简压缩，使其精巧灵敏。如能及此，不失为一小小发明乎！404.412紧贴遮光屏的镜片参考文献1、邵志斌 巧测凹透镜的焦距 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved。2、郁道银、谈恒英 工程光学 p130-131机械工业出版社 第二版。MEASURE THE DEGREE OF MYOPIC EYEGLASSESAuthors: Guo Dongliang Wang YunAddress: Class of A0741,Science institute,No.02,No.04Abstract: This paper based on the measure process of concave lens,which analysed the cause of myopic eyes and the relationship between the degree and its focus,and then,acquire the correct degree of the myop