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几何光学与眼镜光学,视明眼镜公司视光培训,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,物理光学,光与电磁波,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,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,几何光学,光线以直线形式表示光能的传播方向光束,几何光学,光束发散光束与平行光束,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,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,光的基本定律,光的基本定律,直线传播定律在均匀介质中，光沿直线传播。,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。,光的基本定律,独立传播定律特例：干涉现象,光的基本定律,反射定律术语：法线、入射角、反射角,光的基本定律,反射定律镜面反射和散射,光的基本定律,光路可逆原理,光的基本定律,折射定律,吸管往上折了！,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。,折射定律,通过水面看水里的鱼，会感觉鱼的位置有何变化？,折射定律,全反射和临界角,折射定律,全反射现象,折射定律,光线通过三棱镜,折射定律,不同波长的光波，折射程度不相同,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,透镜,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,透镜,球面透镜(球镜)凹透镜凸透镜柱面透镜球柱面透镜,球镜,球面概念：前后两个面都是球面一个球面一个平面,球镜的分类,凸透镜中央比边缘厚凹透镜中央比边缘薄,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,球镜的光学,焦点焦距,焦距为正,焦距为负,球镜的光学,物点和像点,物距为负,像距为正,球镜成像,作图法,球镜成像,作图法,球镜成像,作图法,球镜成像,计算法,u,v,f,物距/像距：正负焦距：凸球镜为正凹球镜为负,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,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？,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),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,球镜屈光力与球面屈光力,对薄球镜而言,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,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,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：,r1,r2,F1,F2,F,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。,r1,r2,F1FF2,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。,球镜的形式,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,最佳球镜的形式,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),焦度计,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,第二部分,1.散光透镜,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,Fh,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,Fv,单纯近视性散光,单纯远视性散光,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,1.1柱面透镜,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。,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,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。,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,柱面透镜光学,焦线与轴向平行,柱面透镜的表示方法,光学十字,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+3.00D,0,+3.00,柱面透镜的表达式,+3.00DC90表示+3.00D的柱面透镜，轴在90方向,0,+3.00,柱镜各方向屈光度,柱镜在斜向轴向上的屈光力为所求方向与柱镜轴的夹角,举例：柱面透镜+3.0090，求60方向上的屈光力为多少。,轴向标示法,国际标准轴向标示法（TABO法）,3.00,0,+,0,+3.00,单纯远视性散光,+,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,1.2球柱面透镜,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,光学:两条主子午线方向均有不同的屈光力，且都不为零。,球柱面透镜,形式球镜正柱镜球镜负柱镜柱镜柱镜,（）,（）,（）,球柱镜透镜的光学,史氏光锥,球柱镜透镜的光学,混合散光,-3.00,+3.00,+,球柱面透镜形式的转换,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,+1.00/+1.5090,+0.50/2.0090,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,+1.00/+1.5090+2.50/-1.50180,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,1.3环曲面透镜,环曲面在两条主子午线上都有曲率，但不相等,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。,2.透镜的有效镜度,有效镜度,透镜的有效镜度,有效镜度,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。,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；,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？,3.棱镜,基本术语主切面底顶角,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,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,棱镜,基底方向基底主方向,棱镜,基底方向360标记法,透镜的棱镜效应,透镜的棱镜效应棱镜总把光线折向厚度大的地方,透镜的棱镜效应,透镜移心对成像位置的影响,底朝内,底朝外,透镜的棱镜效应,移心的棱镜效应计算,c单位：厘米,透镜的棱镜效应,移心的基底方向,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），,透镜的棱镜效应,例题：求+