驗(yàn)光員基礎(chǔ)知識(shí)--光學(xué)課件

1、光學(xué)光學(xué)物理光學(xué)物理光學(xué)光與介質(zhì)光與介質(zhì) 一、光的定義一、光的定義 是一種能量，是一種具有波動(dòng)和粒子二象性是一種能量，是一種具有波動(dòng)和粒子二象性的電磁波。的電磁波。 微粒說、波動(dòng)說、電磁說、量子微粒說、波動(dòng)說、電磁說、量子說說 單位：單位： 二、波長、速度和頻率二、波長、速度和頻率 1、波長：單位納米、波長：單位納米1nm= m 光一個(gè)振動(dòng)周期所傳播的距離，即相鄰兩個(gè)光一個(gè)振動(dòng)周期所傳播的距離，即相鄰兩個(gè)波峰或波谷之間的距離。波峰或波谷之間的距離。910 2、可見光：人眼所能感受到的，能激發(fā)光覺的光 1） 波長范圍波長范圍: 單色光：單一波長的光具有特定顏色單色光：單一波長的光具有特定顏色 復(fù)

2、色光：幾種單色光混合后產(chǎn)生的光復(fù)色光：幾種單色光混合后產(chǎn)生的光 2）波長不同則顏色不同）波長不同則顏色不同 3）其他的紫外線、紅外線等不可見光 4）光與眼：視覺的產(chǎn)生 3、光速：光傳播每秒鐘行進(jìn)的距離 光在真空中的速度：c=3* m/s 4、頻率=光速/波長 5、折射率：n=c/v810 6、光的度量： 1）視覺光度測量基礎(chǔ)： 光譜靈敏度即視見函數(shù) 視覺感受 與外界照明條件有關(guān) 黃綠光 2）光的常用度量單位 A 光通量： 光強(qiáng)度 相關(guān)概念：1Lm 1 cd B 光照度：單位Lx 與視覺及視覺衛(wèi)生相關(guān) C 光亮度：與照度和反射系數(shù)有光 三、光源三、光源 1、光源定義：、光源定義： 2、光源分類：

3、、光源分類： 按光產(chǎn)生的方式按光產(chǎn)生的方式 按能量轉(zhuǎn)換方式按能量轉(zhuǎn)換方式 3、自然界不發(fā)光的物體、自然界不發(fā)光的物體： 根據(jù)物體的性質(zhì)和表面特征根據(jù)物體的性質(zhì)和表面特征 四、光的傳播 直線傳播 光的反射 光的折射 光的吸收幾何光學(xué) 一、光的傳播 光線： 光束： 光學(xué)介質(zhì)：透明體均勻介質(zhì)、光密介質(zhì)、光疏介質(zhì) 二、光的基本定律二、光的基本定律 直線傳播定律：直線傳播定律：例如影子、考慮衍射 獨(dú)立傳播定律：獨(dú)立傳播定律：不同光源發(fā)出的光 兩束光在傳播途中相遇時(shí)，互不干擾，其傳播方向及其他性質(zhì)都不發(fā)生改變，在交會(huì)點(diǎn)上，光強(qiáng)度為各光束的簡單疊加。反射定律：反射定律： 1、定義：當(dāng)光線射到兩種媒介分界面、

4、定義：當(dāng)光線射到兩種媒介分界面上時(shí)，一部分光線改變了原來的傳播上時(shí)，一部分光線改變了原來的傳播方向，返回原來的媒介里繼續(xù)傳播方向，返回原來的媒介里繼續(xù)傳播 2、入射光線：、入射光線： 3、入射點(diǎn)：、入射點(diǎn)： 4、法線：、法線： 5、入射角：、入射角： 6、反射光線：、反射光線： 7、反射角、反射角 8、反射定律的內(nèi)容：、反射定律的內(nèi)容： 光的折射定律：光的折射定律： 1、概念：、概念： 2、原因：、原因： 3、折射率：、折射率： 4、絕對折射率：、絕對折射率： 5、折射光線：、折射光線： 6、折射定律折射定律光路可逆原理：光路可逆原理： 沿著一定線路傳播的一條光線，可以沿著原沿著一定線路傳播的

5、一條光線，可以沿著原路從相反方向返回，通過發(fā)光點(diǎn)。路從相反方向返回，通過發(fā)光點(diǎn)。 光學(xué)符號(hào)的規(guī)則：光學(xué)符號(hào)的規(guī)則： 自透鏡起，向左為負(fù)，向右為正自透鏡起，向左為負(fù)，向右為正 自光軸起，向下為負(fù)，向上為正自光軸起，向下為負(fù)，向上為正 自光線轉(zhuǎn)向光軸，順時(shí)針為負(fù)，逆時(shí)針為正自光線轉(zhuǎn)向光軸，順時(shí)針為負(fù)，逆時(shí)針為正 三、三棱鏡三、三棱鏡 1、定義：兩個(gè)成一定角度的折射平面研、定義：兩個(gè)成一定角度的折射平面研磨在同一透明材料上的光學(xué)鏡片。磨在同一透明材料上的光學(xué)鏡片。 2、形狀：長方形和圓形、形狀：長方形和圓形 3、結(jié)構(gòu)：、結(jié)構(gòu)： 1）屈光面 2）頂角 3）主棱 4）主切面 5）頂尖 6）底 7）底頂線

6、 8）偏向角 4、光學(xué)特性： 1）有屈折光線的能力，無聚焦能力 2）使光向其基底偏斜，成虛像，并向尖端移位 3）三棱鏡是組成一切眼用球面透鏡和柱面透鏡的最基本的光學(xué)單元。 5、棱鏡屈光力及度量單位 偏向角、頂角度、棱鏡度、厘弧度 1 ： 6、底向標(biāo)示法的分類：書寫棱鏡處方時(shí) BI BO BU BD 老式、新式英國標(biāo)示法 360底向標(biāo)示法：5 （底向37） 直角坐標(biāo)底向標(biāo)示法：底向X方向：4 底向Y方向：3 眼鏡球面透鏡 1、結(jié)構(gòu)和類別：、結(jié)構(gòu)和類別： 光學(xué)元件： 透鏡：由兩個(gè)折射面(其一面或兩面成弧形)及其之間的透明光學(xué)介質(zhì)所形成的透明體。 球鏡：Sph s 薄透鏡 分類：凸、凹 （一）凸透鏡

7、：中央比邊緣厚的透鏡 正透鏡或會(huì)聚透鏡 +表示 對光起會(huì)聚作用 相當(dāng)于很多基底向中心的三棱鏡組成 1）雙凸： 2）平凸： 3）新月形： （二）凹透鏡？ 2、球鏡的光學(xué)特性： （1）即改變光線方向，又改變光線聚散度 常用名詞： 1）焦點(diǎn)：平行光經(jīng)折射后與主軸交叉之點(diǎn) 實(shí)焦點(diǎn)和虛焦點(diǎn) 第一（前）焦點(diǎn)和第二（后）焦點(diǎn) 2）主（光）軸和光心： 主軸：通過透鏡兩球面相應(yīng)球心的直線 光心：主軸與兩球面的交點(diǎn)，在薄透鏡可看作一點(diǎn)。 （2）通過光心的光線不改變傳播方向。 光軸：通過光心的直線。包括主光軸和副光軸 （3）成像規(guī)則及公式 1）三條主要的成像光線 2）凸透鏡的成像特點(diǎn) 3）凹透鏡的成像特點(diǎn) 4）成像

8、公式：高斯透鏡成像公式：高斯透鏡成像公式： 1/像距像距-1/物距物距=1/焦距焦距 （4）各子午線彎曲度相同，屈光力相等 包括：凸透鏡和凹透鏡 （5）視覺像移 順動(dòng)：負(fù)球鏡 逆動(dòng)：正球鏡 3、屈光力及計(jì)算 （1）屈光力：以）屈光力：以F表示表示其單位：屈光度，用其單位：屈光度，用D表示表示 1D:平行光通過某一透鏡后在平行光通過某一透鏡后在1米處集合成米處集合成為焦點(diǎn)，其屈光力量為為焦點(diǎn)，其屈光力量為1D F=1/f 例：焦距例：焦距10cm （2）球鏡的表示形式：）球鏡的表示形式：Ds 梯度：梯度：0.25/0.12 （3）面鏡度）面鏡度 公式：公式：五、圓柱透鏡五、圓柱透鏡 1、結(jié)構(gòu)：、

9、結(jié)構(gòu)： 1）定義：從圓柱形的屈光介質(zhì)上取下）定義：從圓柱形的屈光介質(zhì)上取下的一部分，其兩折射面中，一個(gè)表面是的一部分，其兩折射面中，一個(gè)表面是平面，另一個(gè)表面是圓柱面。平面，另一個(gè)表面是圓柱面。 2）分類：）分類： CYL 3）軸位：）軸位： 與圓柱軸平行的方向，是柱鏡的軸位方與圓柱軸平行的方向，是柱鏡的軸位方向向 主子午線：軸向及與之垂直的表面弧主子午線：軸向及與之垂直的表面弧 軸位標(biāo)記：將柱鏡磨制成圓形試鏡片，軸位標(biāo)記：將柱鏡磨制成圓形試鏡片，軸位用短劃痕標(biāo)記。軸位用短劃痕標(biāo)記。 表示形式：表示形式：Dc 矯正單純散光矯正單純散光 例如：例如：+2.00Dc*90 光學(xué)十字圖光學(xué)十字圖:

10、球球：球球： 柱柱：同軸、軸互相垂直柱柱：同軸、軸互相垂直 球柱：球柱： 2、柱鏡的光學(xué)特性：、柱鏡的光學(xué)特性： 1）彎曲的表面是圓柱面，對光線有屈折）彎曲的表面是圓柱面，對光線有屈折作用。作用。 2）在軸的方向上，表面不彎曲，無屈光）在軸的方向上，表面不彎曲，無屈光力，因此與軸平行的光，不發(fā)生偏折。力，因此與軸平行的光，不發(fā)生偏折。 3）經(jīng)正柱鏡，光線會(huì)聚，形成與軸平行）經(jīng)正柱鏡，光線會(huì)聚，形成與軸平行的焦線（實(shí)）。經(jīng)負(fù)柱鏡？的焦線（實(shí)）。經(jīng)負(fù)柱鏡？ 4）柱鏡：可以看成由大小不同的三棱鏡）柱鏡：可以看成由大小不同的三棱鏡單向排列所組成單向排列所組成 5）柱鏡各子午線上屈光力不等 6）柱鏡的視

11、覺像移實(shí)驗(yàn)： 剪刀運(yùn)動(dòng) 軸向： 正柱： 負(fù)柱： 3、柱鏡的屈光力及軸向標(biāo)示法分類：、柱鏡的屈光力及軸向標(biāo)示法分類： 1）柱鏡屈光力：主子午線）柱鏡屈光力：主子午線 2）軸向標(biāo)示：）軸向標(biāo)示： 國際標(biāo)準(zhǔn)軸向標(biāo)示法（國際標(biāo)準(zhǔn)軸向標(biāo)示法（TABO法）：法）： 觀察者右側(cè)水平方向?yàn)?，逆時(shí)針遞增至180. 是我國目前通用的軸向標(biāo)示法 鼻側(cè)軸向標(biāo)示法鼻側(cè)軸向標(biāo)示法 太陽穴軸向標(biāo)示法太陽穴軸向標(biāo)示法六、球面圓柱透鏡六、球面圓柱透鏡 1、結(jié)構(gòu)：、結(jié)構(gòu)： 定義：既有球鏡鏡度又有柱鏡鏡度的透鏡定義：既有球鏡鏡度又有柱鏡鏡度的透鏡 思考：思考：+3.00DS聯(lián)合聯(lián)合+2.00DC*180？ 1）其兩個(gè)主子午線均有

12、屈光力，兩者大）其兩個(gè)主子午線均有屈光力，兩者大小不等小不等 2）用于矯正復(fù)性散光）用于矯正復(fù)性散光 2、光學(xué)特性：、光學(xué)特性： 像散光束即史氏光錐像散光束即史氏光錐 1）成像：以垂直方向屈光力強(qiáng)為例）成像：以垂直方向屈光力強(qiáng)為例 2）焦間距：）焦間距： 3）散光眼分類：）散光眼分類： 4）練習(xí)畫反例散光的斯氏光）練習(xí)畫反例散光的斯氏光錐 3、球柱面透鏡的屈光力表示 三種組合： 正交柱面形式 球面加正柱面形式 球面加負(fù)柱面形式 練習(xí)例題：P71透鏡的光學(xué)恒等變換的規(guī)則：透鏡的光學(xué)恒等變換的規(guī)則： 新球面透鏡的頂焦度為原球面透鏡和柱面透鏡頂焦度之代數(shù)和；新柱面透鏡的頂焦度為原柱面透鏡頂焦度的相反

13、數(shù)；新軸位若原軸位小于、等于90的加90，大于90的減90。 例：-3.00DS聯(lián)合+2.00DC*90 +5.00DS聯(lián)合-3.00DC*170眼鏡光學(xué) 一、眼鏡球面透鏡 1、球面透鏡的聯(lián)合透鏡聯(lián)合：透鏡聯(lián)合：兩塊或以上的各種眼用透鏡疊合、密接 透鏡聯(lián)合符號(hào)： （1）兩球面透鏡同軸密接聯(lián)合：求代數(shù)和的方法 （2）兩球面透鏡同軸間距聯(lián)合：公式 2、球面透鏡的轉(zhuǎn)換 （1）形式轉(zhuǎn)換：最佳形式？ （2）頂點(diǎn)轉(zhuǎn)換： 主點(diǎn)屈光力 后頂點(diǎn)屈光力（頂焦度） 薄透鏡視兩者相等 二、眼鏡柱面透鏡 1、聯(lián)合與轉(zhuǎn)換 （1）聯(lián)合： 同軸向密接聯(lián)合 軸向正交密接聯(lián)合 （2）轉(zhuǎn)換：形式轉(zhuǎn)換 2、球柱面透鏡的轉(zhuǎn)換 代數(shù)和、

14、變號(hào)、轉(zhuǎn)向 三、眼鏡棱鏡 1、合成與分解 2、薄球面透鏡棱鏡效應(yīng)（1）Prentice規(guī)則（移心透鏡關(guān)系式）規(guī)則（移心透鏡關(guān)系式） P=CF 例：近視-3.00DS，向下移心3mm， 計(jì)算棱鏡度及基底方向？ P=F*C=3*0.3=0.9（BU） （2）球鏡上任意一點(diǎn)的棱鏡效應(yīng) （3）透鏡移心規(guī)則：正相同、負(fù)相反 3、球柱面透鏡的棱鏡效應(yīng) （1）柱鏡 （2）球柱鏡 4、眼鏡的棱鏡效應(yīng)現(xiàn)象 (1)位移、位移不等 瞳距測量的重要性 當(dāng)眼球轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，不通過光心 則：雙眼屈光度相等時(shí)？ 不等時(shí)？差異棱鏡效應(yīng)：兩眼所遭遇到的三棱鏡效果之差 例1：右眼近視-3.00DS 左眼近視-5.00DS 注視鏡片光心

15、右邊5mm 包括水平方向和垂直方向兩部分 耐受程度 （2）色散效應(yīng)： 色散、色像差 （3）像跳： 雙光眼鏡 5、眼鏡的偏心 四、鏡眼距 1、鏡眼距的等效分析 （1）透鏡的有效屈光力： （2）公式 Fe=F/(1-dF) 例：已知F=+12.00DS，戴在眼前12mm處，若改配隱形眼鏡，問應(yīng)戴多少頂焦度？ +14.00D (3)鏡眼距改變對鏡片等效屈光力的影響 凸透鏡： 凹透鏡： 2、戴鏡后注視物體時(shí)所用調(diào)節(jié)力的變化 五、眼鏡的放大作用 1、球面透鏡的物像公式： 牛頓公式 高斯公式 放大率 2、視網(wǎng)膜影像的定量 3、眼鏡的放大倍率：概念及影響因素 4、相對放大倍率： 5、散光眼鏡的視物變形： 六、眼鏡鏡片的曲率和厚度 1、曲率和測量方法 （1）曲率的定義 曲率半徑、曲率、屈光力之間的關(guān)系 相關(guān)公式 （2）測量方法：鏡片測度表焦度表 焦度表的外觀 焦度表結(jié)構(gòu)焦度表結(jié)構(gòu) 三個(gè)腳架（觸針） 表盤 將不同凸凹度的鏡片 表面情況換算成屈光度鏡度表的原理 垂度公式 表面屈光力公式 得出表面屈光力近似公式22yrrsrnF1synF2) 1(2000鏡