光学棱镜(一)
光学棱镜介绍
Introduction to Optical PrismsFigure 1: Dispersion through a PrismPrisms are solid glass optics that are ground and polished into geometrical and optically significant shapes. The angle, position, and number of surfaces help define the type and function. One of the most recognizable uses of prisms, as demonstrated by Sir Isaac Newton, consists of dispersing a beam of white light into its component colors (Figure 1). This application is utilized by refractometer and spectrographic components. Since this initial discovery, prisms have been used in "bending" light within a system, "folding" the system into a smaller space, changing the orientation (also known as handedness or parity) of an image, as well as combining or splitting optical beams with partial reflecting surfaces. These uses are common in applications with telescopes, binoculars, surveying equipment, and a host of others.A notable characteristic of prisms is their ability to be modeled as a system of plane mirrors in order to simulate the reflection of light within the prism medium. Replacing mirror assemblies is perhaps the most useful application of prisms, since they both bend or fold light and change image parity. Often, multiple mirrors are needed to achieve results similar to a single prism. Therefore, the substitution of one prism in lieu of several mirrors reduces potential alignment errors, increasing accuracy and minimizing the size and complexity of a system.PRISM MANUFACTURINGBefore delving into the theory behind prisms, consider their manufacturing process. In order to be used successfully in most applications, prisms must be manufactured with very strict tolerances and accuracies. Due to the variability in shape, size, and, most importantly, the number of surfaces, a large-scale automated process for prism manufacturing is quite infeasible. In addition, most high precision prisms tend to be made in low quantities, meaning an automated process would be unnecessary.First, a block of glass (known as a "blank") of a specified grade and glass type is obtained. This block is then ground, or generated, by a metal diamond bonded wheel into anear-finished product. A majority of the glass is removed quickly in this stage resulting in flat, but still coarse surfaces (Figure 2a). At this point, the dimensions of the prism-to-be are very close to the desired specifications. Next is a fine grinding process that removes sub-surface breaks from the surface; this stage is known as smoothening. Scratches left from the first stage are removed in the second stage (Figure 2b). After smoothening, the glass surfaces should appear cloudy and opaque. In both the first two stages, the prism surface must be wet in order to expedite glass removal and prevent overheating of the glass itself.The third stage involves polishing the prism to the correctly specified surface accuracy. In this stage, the glass is rubbed against a polyurethane polisher wet with "slurry," an optical polishing compound typically comprised of water mixed with pumice or cerium oxide (Figure 2c). The exact duration of the polishing stage is highly dependent on the surface specifications required. Once polishing is completed, chamfering can begin. In this fourth stage, the edges of the prism are subjected to a spinning diamond plate in order to slightly dull the sharp edges it obtains throughout the aforementioned steps (Figure 2d). After chamfering, the finished prism is cleaned, inspected (via both manual and automated means), and coated with anti-reflection (AR) and/or metallic mirror coatings, if necessary, to further aid in overall transmission and/or reflection. Though the process is much more involved and may require more iterations or operations due to the number of surfaces on a prism, the Generating, Smoothening, Polishing and Chamfering Stages are roughly outlined in Figures 2a - 2d.Figure 2a: Prism Manufacturing Process: Generating StageFigure 2b: Prism Manufacturing Process: Smoothening StageFigure 2c: Prism Manufacturing Process: Polishing StageFigure 2d: Prism Manufacturing Process: Chamfering StageThroughout the manufacturing of a prism, it is necessary to continually adjust and secure each surface being worked on. Securing a prism in place involves one of two methods: blocking and contacting. Blocking entails arranging the prism in a metal tool with hot wax. Contacting, on the other hand, is an optical bonding process done at room temperature where two clean glass surfaces are fastened together simply through their Van Der Waals interaction. Contacting is utilized if high precision tolerances are required because it does not require additional adjustments to be made during the Generating, Smoothening, or Polishing Stages to account for the wax thickness between the prism surface and the contact block.During every stage of the prism manufacturing process, from generating to blocking and contacting, a skilled optician is required to manually inspect and adjust the prism surfaces being worked on. As a result, it is extremely labor intensive and requires experience and skill in order to complete. The entire process often requires a significant amount of time, work, and concentration.THEORY: LIGHT AND REFRACTIONUnderstanding how a prism works is key to deciding which type of prism fits best for a specific application. In order to do so, it is important to first understand how light interacts with an optical surface. This interaction is described by Snell's Law of Refraction:(1)Where n1 is the index of the incident medium, θ1 is the angle of the incident ray, n2 is the index of the refracted/reflected medium, and θ2is the angle of the refracted/reflected ray. Snell's Law describes the relationship between the angles of incidence and transmission when a ray travels between multiple media (Figure 3).Figure 3: Snell's Law and Total Internal ReflectionA prism is notable for its ability to reflect the ray path without the need for a special coating, such as that required when using a mirror. This is achieved through a phenomenon known as total internal reflection (TIR). TIR occurs when the incident angle (angle of the incident ray measured from normal) is higher than the critical angle θc:(2)Where n1 is the index of refraction for the medium where the ray originates, and n2 is the index of refraction for the medium where the ray exits. It is important to note that TIR only occurs when light travels from a high index medium to a low index medium.At the critical angle, the angle of refraction is equal to 90°. Referencing Figure 3, notice that TIR occurs only if θ exceeds the critical angle. If the angle is below the critical angle, then transmission will occur along with reflection as given by Snell's Law. If a prism face does not meet TIR specifications for the desired angle(s), then a reflective coating must be used. This is why some applications require coated versions of a prism that would otherwise work well uncoated in another application.Figure 4: Right Handedness or Even ParityFigure 5: Left Handedness or Odd ParityTHEORY: IMAGE HANDEDNESS/PARITYA significant aspect of imaging through a prism is image handedness (parity), otherwise referred to as the orientation of the image. This is introduced every time the ray path hits a plane mirror, any flat reflective surface, or a prism surface at an angle that produces TIR. There are two types of handedness: right and left. Right handedness (Figure 4) describes the case where an image undergoes an even number of reflections, resulting in the ability to read it clearly (assuming the image is text) in at least one position. Left handedness (Figure 5) describes the case where the image undergoes an odd number of reflections, leading to an irregularity in the position of the image that is comparable to what one sees in a mirror.In addition to parity, there are three types of image change (Figure 6). An inversion is an image-flip over a horizontal axis, whereas a reversion is an image-flip over a vertical axis. When both are done at the same time, an image rotation of 180° occurs and there is no change in parity. Another way to think of parity is defining it as being determined by looking back against the propagation direction towards either the object or image in its optical space (Figure 7).When using a prism, consider the following four points:1.Image Handedness Changes Every Time an Image is Reflected.2.Any Point along the Plane of the Reflecting Surface is Equidistant from the Object and Its Image.3.Snell's Law Can Be Applied to All Surfaces.4.When Testing for Image Handedness/Parity, It is Best to Use a Non-Symmetrical Letter Such as R, F, or Q.Avoid Using Letters Like X, O, A, etc.Figure 6: Inversion (Top), Reversion (Middle), Rotation (Bottom)Figure 7: How Parity is DeterminedTYPES OF PRISMSThere are four main types of prisms: dispersion prisms, deviation, or reflection prisms, rotation prisms, and displacement prisms. Deviation, displacement, and rotation prisms are common in imaging applications; dispersion prisms are strictly made for dispersing light, therefore not suitable for any application requiring quality images.Figure 8: Dispersion through a PrismDispersion PrismsPrism dispersion is dependent upon the geometry of the prism and its index dispersion curve, based on the wavelength and index of refraction of the prism substrate. The angle of minimum deviation dictates the smallest angle between the incident ray and the transmitted rays (Figure 8). The green wavelength of light is deviated more than red, and blue more than both red and green; red is commonly defined as 656.3nm, green as 587.6nm, and blue as 486.1nm.Deviation, Rotation, and Displacement PrismsPrisms that deviate the ray path, rotate the image, or simply displace the image from its original axis are helpful in many imaging systems. Ray deviations are usually done at angles of 45°, 60°, 90°, and 180°. This helps to con dense system size or adjust the ray path without affecting the rest of the system setup. Rotation prisms, such as dove prisms, are used to rotate an image after it is inverted. Displacement prisms maintain the direction of the ray path, yet adjust its relation to the normal.Prism Selection GuideTo aid in selecting the best prisms for specific applications, consider the following selection guide of the most commonly used in the optics, imaging, and photonics industries.This introduction gave a look into the manufacturing process and the theory associated with prisms, as well as a selection to help you find the best prism for your application. To learn some examples of prism applications, view Optical Prism Application Examples.。
眼镜学光学棱镜
透镜的棱镜效果
双眼的棱镜效果
5△
5△
5△
5△
0
10△BO
透镜的棱镜效果
双眼的棱镜效果
Z如果双眼前都加棱镜时： Z基底方向相同的，棱镜度互相抵消 Z基底方向相反的，棱镜度互相叠加 Z举例
要使双眼获得10△BO的棱镜效果 方法三：右眼加5△BO，左眼加5△BO 方法四：右眼加7△BO，左眼加3△BO 方法五：右眼加12△BO，左眼加2△BI …………
透镜的棱镜效果
透镜可以想象为无数棱镜的组合 透镜上任一点对光线的偏折力称为该点的棱镜效
果
7
透镜的棱镜效果
如何计算透镜在特定位置的棱镜效果？
Z球镜上任意点的棱镜效果
c f
P = c = cF f
透镜的棱镜效果
球镜上任意点的棱镜效果
Z基底方向 凸透镜光心上方3mm处: BD 凹透镜光心上方3mm处: BU 凸透镜光心内侧3mm处: BO 凹透镜光心内侧3mm处: B I
眼通过棱镜视物，像向棱镜顶角的方向偏移
棱镜的光学作用
眼通过棱镜视物的原理
棱镜的表示方式
棱镜使光线偏折的程度
Z棱镜度 Z厘弧度
棱镜的方向
Z以棱镜底的方向来表示
棱镜的单位
棱镜度
Z在1m处使光线偏移1cm，作为1△
1m
1△ ＝ 0.573 ° 10△ ＝ 5.71 °
1cm 10cm
棱镜的单位
厘弧度
2
棱镜的基底位置
棱镜的基底位置
老式英国标记法 新式英国标记法
棱镜的基底位置
四个主要的基底方向
上
上
外
内
外
下
下
棱镜的基底位置
棱镜片光学技术—棱镜效果(眼镜光学技术课件)
例题一
一顾客处方为：R/-5.00DS，L/-6.00DS ，远用瞳距60mm， 配戴的眼镜光学中心距离为64mm，求看远时双眼差异棱镜效果。 解：每只眼的光心比单眼瞳距分别大了2mm
右眼： P cF 0.2 5 1 BI 左眼： P cF 0.2 6 1.2 BI
差异棱镜效果： 1 1.2 2.2
– 镜片上任意一点的棱镜效果
• 能力要求
– 会计算球镜片上任意一点的棱镜效果
• 素质要求
– 独立学习、独立思考 – 发现和总结实验现象及规律 – 团队合作 – 爱护实验仪器
一、棱镜效果的定义
– 球镜片上任一点对光线的偏折力称为该点的棱镜效果 （prism effect) 。
– 在光心（光轴上）位置，入射光是垂直于镜片两个表 面的，所以光心的棱镜效果等于零；其他位置则存在 棱镜。
（1）在光心下方5mm：
L
（2）在光心内侧4mm：
A
A点处的棱镜效果是2ΔB90°/1.6ΔB0°
• 教学目标
– 掌握球柱镜片上任意一点的棱镜效果
• 知识要求
– 球柱镜片上任意一点的棱镜效果
• 能力要求
– 掌握球柱镜片上任意一点的棱镜效果
• 素质要求
– 独立学习、独立思考 – 发现和总结实验现象及规律 – 团队合作 – 爱护实验仪器
P cF 0.33 0.9 B0
左眼俯视图
• 例题二
– 计算左眼镜片-2.50DCX180在光心上方5mm 处的棱镜效果。
P cF 0.5 2.5 1.25 B90
左眼侧视图
二、球柱镜片的棱镜效果
球柱镜片可看成是球镜片与柱镜片或两个 正交的柱镜片叠加而成。所以，球柱镜片的棱 镜效果也可看作是球镜片与柱镜片棱镜效果的 叠加或相应两正交柱镜片效果的叠加。
棱镜片—棱镜效果(眼镜光学技术课件)
+2.00 X180 / +4.00 X 90 第一柱镜 P1 c1F1 0.5 2 1 B270
第二柱镜 P2 c2F2 0.5 4 2 B180
总： P PH / PV 2 B180 /1 B270
+4.00
二、球柱镜片的棱镜效果
例3：试求右眼镜片+2.00+2.00X90在光心上方
tan 3.2 1.6 58
2
即：合成棱镜效果为是 3.77 B122
四、镜片移心所产生的棱镜效果
移心法则
• 正球镜片移心的方向应与所需棱镜之底的方向相同 • 负球镜片移心的方向应与所需棱镜之底的方向相反
要想产生底朝内的棱镜效果，就将正球镜 片光心向鼻侧移，或将负球镜片光心向颞 侧移。
四、镜片移心所产生的棱镜效果
球+柱
柱+柱
二、球柱镜片的棱镜效果
例3：试求右眼镜片+2.00+2.00X90在光心上方
5mm及光心偏内5mm处的棱镜效果。
解一：看成是球镜片+柱镜片
球镜片
PHs cHsFHs 0.5 2 1 B180 PVs cVsFVs 0.5 2 1 B270
+2.00 +2.00
柱镜片
总：
P——棱镜度 c——该点到光心的距离，cm F——镜片屈光力
三、球镜片上任意点的棱镜效果
•例1：一个镜片+5.00DS，问在其上方5mm处A点 的棱镜如何？
解：如图所示，在A点，
棱镜大小：P cF 0.55 2.5
棱镜基底方向：向下
故在A点棱镜为 2.5 BD
A
5mm
+5.00D
三、球镜片上任意点的棱镜效果
棱镜
77
球柱透镜的棱镜效果
• 两种途径 – 分别计算球镜和柱镜产生的棱镜效果，之后再合成即可 – 将处方变换成柱镜形式，分别计算两个柱镜的棱镜效果，之后再 合成
65
折射率n
——棱镜的折射
• 光线通过三棱镜： – 如果平行光线通过棱镜，从光线射出的位置通过棱镜看物体，似 乎物体的位置移动了。像位置总是偏向棱镜顶的方向，射出的光 线总是向棱镜底偏折。 虚象
物体
棱镜作用
66
棱镜 ——光学作用
❖ 眼通过棱镜视物，像向棱镜顶角的方向偏移。
虚像
实像
67
fresnel press-on棱镜
15
透镜的棱镜效果
• 透镜可以想象为无数棱镜的组合 • 透镜上任一点对光线的偏折力称为该点的棱镜效果
16
透镜的棱镜效果
• 当透镜的光心没有对准眼睛的瞳孔，眼将受到透镜的棱镜效果作用
17
• 棱镜镜片
20
• 视近时镜片的棱镜效应
21
棱镜影响-负透镜
平行光线通过光 心,无棱镜影响
视远
22
棱镜影响-负透镜
目录
• 棱镜 • 棱镜的光学效果 • 光学镜片的棱镜效果 • 棱镜度的单位 • 棱镜处方表示方法 • 棱镜镜片的应用 • 棱镜检测
0
棱
镜
1
• 概念 • 由两个作用面相交所成的三角形透明体
2
• 牛顿棱镜（大于15-20度）
眼科棱镜（小于10-15度）
3
棱镜的术语
•棱 • 主截面 • 顶角 •底 • 底顶线
39
棱 镜 镜 片的应用
光学棱镜
光学测量棱镜
共有四种主要类型的棱镜：色散棱镜、偏转或反射棱镜、旋转棱镜和偏移棱镜。
偏转、偏移和旋转棱镜常用于成像应用；扩散棱镜专用于色散光源，因此不适合用于要求优质图像的任何应用。
色散棱镜
根据棱镜基片的波长和反射率，棱镜色散取决于棱镜的几何及其折射率色散曲线。
最小偏向角决定入射光线和投射光线之间的最小夹角（图8）。
绿色光的波长偏离超过红色，蓝色比红色和绿色多；红色通常定义为656.3nm，绿色为587.6nm和蓝色为486.1nm。
偏转、旋转和偏移棱镜
偏转光线路径的棱镜，或将图像从其原始轴偏移，在很多成像系统中很有帮助。
光线通常在45°、60°、90°和180°角度偏转。
这有助于聚集系统大小或调整光线路径而不影响其余的系统设置。
旋转棱镜，例如道威棱镜，用于旋转倒位后的图像。
偏移棱镜保持光线路径的方向，还会将其关系调整为正常。
附录
实物光路
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棱镜物理原理
棱镜物理原理棱镜是一种常用的光学器件，它由透明介质制成，其两个大平面（称为底面）之间的其它平面（称为棱）是以恒定的角度相交的。
棱镜可以对光进行折射、偏转和分光等操作，因此在光学领域有着广泛的应用。
棱镜的物理原理主要涉及到光的折射和反射。
当一束光线从一个介质进入另一个介质时，如果两个介质的折射率不同，光线会发生折射。
折射是光线改变传播方向的现象，其原理可以用斯涅耳定律来描述。
斯涅耳定律指出，入射光线与法线的入射角和折射光线与法线的折射角之间存在着简单的关系：\[\frac{\sin\thetai}{\sin\thetao}=\frac{v_1}{v_2}\]其中，θi表示入射角，θo表示折射角，v1表示入射介质的光速，v2表示折射介质的光速。
由此可见，当光线从一个折射率较大的介质进入一个折射率较小的介质时，光线会向法线弯曲；相反，当光线从一个折射率较小的介质进入一个折射率较大的介质时，光线会远离法线弯曲。
根据棱镜的形状和材料不同，棱镜可以分为三角棱镜、矩形棱镜、菱形棱镜等多种类型。
其中，最常见的是三角棱镜，它由两个底面和三个棱组成，底面之间的夹角决定了光线在棱镜中的路径。
我们来看一个应用折射原理的例子，如何将一个白光分解成七色光。
这就是通过光的折射和色散完成的。
挤压上凸凹面，使它像一个三角形一样，称作棱镜。
当光线自空气进入棱镜时，由于光的波长不同，折射率也不同，因此光线在棱镜中发生折射，使不同波长的光偏离原来的方向。
之后，光线再次折射出来，不同波长的光根据折射率不同再次偏离原来的方向，最终形成七种颜色的光线，即红、橙、黄、绿、青、蓝和紫色。
此外，棱镜还可以用于测量折射率和分辨光谱等应用。
使用不同材料或形状的棱镜，可以实现对光的不同处理效果。
例如，玻璃棱镜的折射率较高，适用于对光线进行大角度的折射和准直；石英棱镜的折射率较低，适用于对光线进行小角度的折射和分光。
总结起来，棱镜物理原理主要基于光的折射和反射现象。
光学实验利用棱镜解析光谱
棱镜的种类和选 择
平面棱镜
定义：平面棱镜是一种特殊的光学棱镜，其两个面都是平面，且相互垂直 特点：平面棱镜可以将入射光分为反射光和折射光，其中反射光和折射光分别沿不同的方向传播 应用：平面棱镜在光学实验中常被用于研究光的反射和折射现象，以及用于光谱分析等领域
选择：在选择平面棱镜时，需要考虑其材质、精度、表面质量等因素，以确保实验结果的准确性和可靠性
选择合适的棱镜
根据实验需求选择合适的棱镜类型，如分束棱镜、成像棱镜等。 考虑棱镜的材料和镀膜，以确保其光学性能和耐久性。 考虑棱镜的尺寸和形状，以满足实验中对光路和安装的需求。 参考相关的应用案例和研究文献，了解不同类型棱镜的特点和优缺点。
光学实验操作步 骤
准备实验器材
棱镜：用于分束 光线，形成光谱
结合其他光学仪器进行实验
可以结合显微镜观察棱镜 产生的光谱
结合光栅进行光谱分析
结合干涉仪研究光的干涉 现象
结合棱镜和透镜进行光学 实验
创新实验方法和应用领域
实验技术创新：引入计算机控 制技术，实现自动化光谱采集 与分析
实验方法改进：采用新型棱 镜材料，提高光谱解析精度
应用领域拓展：将光学实验棱 镜解析光谱技术应用于生物医
学、环境监测等领域
跨学科融合：结合其他学科技 术，开发多功能光谱分析系统
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汇报人：
行星大气研究：分析行星的大 气光谱，研究行星的大气组成
和特性
星际物质研究：通过分析星际 物质的光谱，研究宇宙的起源
和演化
化学分析
确定物质的组成和结构
鉴别物质的真伪和纯度
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检测物质的含量和浓度
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研究物质的反应机理和动力学
光学棱镜分光原理：光波在棱镜中的折射与分离
光学棱镜分光原理：光波在棱镜中的折射与分离
光学棱镜分光是利用棱镜对光波的折射特性进行光谱分离的原理。
这个过程包括把白光或混合波通过棱镜，然后不同波长的光在折射时发生不同的弯曲，从而分离成不同颜色的光谱。
以下是光学棱镜分光的基本原理：
入射光波：入射的光波可以是单色光或混合波（例如白光）。
这个光波通过棱镜。
折射：入射的光波在通过棱镜表面时会发生折射。
折射的程度取决于光波的波长。
根据光的折射定律，不同波长的光在折射后会有不同的角度。
色散：不同波长的光在折射后分散开来，形成光谱。
这是因为折射角与波长之间存在一种关系，称为色散关系。
分离：光谱中的不同颜色被分离开来，形成一个连续的颜色条带，称为光谱带。
彩虹效应：这个过程类似于彩虹的形成，其中雨滴分散阳光，使不同波长的光以不同的角度折射，形成彩虹。
光学棱镜分光的应用非常广泛，包括在物理学、化学、天文学等领域。
分光仪和光谱仪就是利用这个原理来分析和测量光谱的仪器。
光学系统中棱镜的用法
光学系统中棱镜的用法
在光学系统中，棱镜是一种重要的光学元件，它可以改变光线的传播方向。
以下是棱镜在光学系统中的一些常见用法：
1. 分束：棱镜可以将一束光线分成多束光线，每束光线具有不同的方向和偏振状态。
这种用法在光学测量、光学通信等领域非常有用。
2. 偏振：棱镜可以改变光线的偏振状态，使得光线在某些方向上振动较强，而在其他方向上振动较弱。
这种用法在光学成像、光学干涉等领域非常有用。
3. 反射：棱镜可以反射光线，使得光线按照一定的角度反射出去。
这种用法在反射式望远镜、激光器等领域非常有用。
4. 折射：棱镜可以改变光线的折射率，使得光线按照一定的角度折射出去。
这种用法在透镜、折射式望远镜等领域非常有用。
总之，棱镜在光学系统中具有多种用途，可以根据具体的应用场景和需求选择合适的棱镜类型和用法。
棱镜
棱镜
第四、眼镜店 销售棱镜的利 益
• 1主动避开激烈的同质化竞争
• 2配合渐进等销售提升客单价 • 3保证功能性眼镜的使用效果 • 4提供给顾客差异化的产品选择
第五、棱镜使用
三棱镜简介
孙维亮 上海康耐特培训部
第一、认识棱镜
（一）什么是棱镜 1、定义：两两相交但彼此 均不平行的平面围成的透明物 体称为棱镜
（二）棱镜的光学特性： 棱镜能改变光束的方向而不 改变其聚散度。
（三）、棱镜的两个重要性质 • （1）光线透过棱镜后，向基底 方向偏折；
(2 ) 人眼通过棱镜视物，其像 要向顶方向偏移。
2眼位训练优势
•能快速、无伤害性的训练眼睛集合能力。
• 对眼位不好的学生及成人，通过锻炼内、 外直肌，达到缓解或者治愈的效果。
• 配合使用渐进片等功能性眼镜效果更稳定 。
使用方法
戴着眼位训练镜看近，一周三到四次，每 次30到40分钟。一个月后，回店复查，再 根据实际情况调整方案。
初戴期间会出现眼睛疲劳等现象，均属正 常情况。正常佩戴一周后就会消失。眼位 会在一个月后有明显改变。
第二、棱镜单 位
棱镜度：当光线透过棱镜时， 在1m处能使光线偏移1cm的棱 镜为1△，若偏移3cm即为3△。
第三、棱镜的应用
棱镜矫正的优点
• 棱镜中和矫正是一种接近自然视状态 的矫正和训练方法，可以使物像成像 在双眼黄斑中心凹上，刺激或恢复双 眼单视的发育。
• 棱镜能够使光线偏向底部，利 用该特征能够应用于近视防控 、缓解视觉疲劳及眼位训练。
1近视防控优势
BI棱镜引发负相调节，消除假性近视 学生更易适应，比渐进看近处更舒适， 近用视野更大。 没有像渐进片一样的头位要求。对依从 性不佳的学生最适用。 对配过渐进效果不好的学生，是一种有 效的替代产品。
眼镜棱镜图全解
眼镜棱镜图全解什么是眼镜的棱镜效应？⽹上配镜专家告诉您，只要眼睛的视觉通道与镜⽚的光学中⼼有偏差，就会产⽣棱镜效应。
所以处⽅正确的眼镜是否加⼯正确整形正确，可以⽤产⽣棱镜效应的严重程度来衡量。
下⾯我们就通过图形来解释眼镜的棱镜效应。
P＝F× C（cm）P：表⽰棱镜F：表⽰屈光度C：表⽰光⼼偏离距离,单位（cm）红点表⽰瞳孔距离。
蓝点表⽰镜⽚光中⼼。
例：双眼度数－5.00D，PD：64mm，两个镜⽚的光学中⼼（PD）＝72mm，请问这时候会产⽣多少棱镜效应？其基底的⽅向为何？解：72－64＝8mmP＝5× 0.8=4△BI（基底朝内）答：双眼4△BI例：双眼度数＋4.00D，PD：64mm，两个镜⽚的光学中⼼（PD）＝72mm，请问这时候会产⽣多少棱镜效应？其基底的⽅向为何？解:72－64＝8mmP＝4× 0.8=3.2△BO答：双眼3.2△BO例：双眼度数为－5.00D，左眼镜⽚光学中⼼位于瞳孔上⽅4mm，请问这时候会产⽣多少棱镜效应？其基底的⽅向为何？解：P＝5× 0.4=2△BD（基底朝下）答：左眼2△BD例：双眼度数为＋4.00D，右眼镜⽚光学中⼼位于瞳孔上⽅6mm，请问这时候会产⽣多少棱镜效应？其基底的⽅向为何？解：P＝4×0.6=2.4△BU答：右眼2.4△BU例：右眼－3.50D，右眼镜⽚光学中⼼位在瞳孔上⽅3mm、⽿侧6mm，请问这时候会产⽣多少棱镜效应？其基底的⽅向为何？解：（⽔平）PH＝3.5×0.6＝2.1△BI（垂直）Pv＝3.5×0.3＝1.05△BD答：右眼2.1△基底朝内及1.05△基底朝下例：右眼：S－4.00C－2.00Ax180°；左眼：S－4.00C＋2.00Ax180°右眼镜⽚光⼼偏离瞳孔中⼼外侧5mm，左眼镜⽚光⼼偏离瞳孔中⼼上侧5mm，将各⾃产⽣多少棱镜效应？各⾃基底的⽅向为何？解：先以光学⼗字法求得各主径线度数右眼如下：右眼：P＝4× 0.5＝2△BI左眼如下：左眼：P＝2× 0.5＝1△BD答：右眼2△基底朝内，左眼1△基底朝下例：左眼S－2.00C－1.50Ax70°，左眼镜⽚光⼼偏离瞳孔中⼼内侧5mm，请问这时候左眼会产⽣多少棱镜效应？其基底的⽅向为何？解：先画出光学⼗字法求得⽔平⽅向的度数答：镜⽚180°轴的度数：（－2.00）＋（－1.50）sin² × 70°＝－3.32DP＝3.32× 0.5＝1.66△BO（基底朝外）。
1棱镜度的意思
1棱镜度的意思
在光学领域，"棱镜度"是一个常用来描述棱镜性能的参数。
那么，1棱镜度的意思究竟是什么呢？本文将为您详细解释。
一、棱镜度定义
棱镜度（Prism Power）是衡量棱镜折射光线能力的单位，通常用“Δ”（希腊字母Delta）表示。
1棱镜度意味着当光线通过棱镜时，光线偏离原来方向的角度为1秒（1/60度）。
二、棱镜度的计算
棱镜度可以通过以下公式计算：
棱镜度（Δ）= （n - 1）× a
其中，n为棱镜材料的折射率，a为棱镜的顶角（单位：弧度）。
当棱镜度Δ=1时，表示光线通过棱镜后偏离原来方向1秒。
三、1棱镜度的实际意义
1棱镜度意味着当光线垂直入射到棱镜上，通过棱镜后，光线的偏离角度为1秒。
在实际应用中，1棱镜度的折射能力相对较小，通常用于校正轻微的视力问题，如轻微的斜视。
四、棱镜度的应用
1.眼镜：对于有斜视或其他视觉问题的患者，可以通过配置具有适当棱镜度的眼镜来校正视力。
2.光学仪器：棱镜在光学仪器中具有广泛的应用，如望远镜、显微镜等，通过调整棱镜度来改善图像质量。
3.光学实验：在物理实验中，棱镜度可以用来研究光的折射、散射等现象。
总结：1棱镜度是一个描述棱镜折射光线能力的单位，表示光线通过棱镜后偏离原来方向1秒。
棱镜度在眼镜、光学仪器和实验等领域具有广泛的应用。
光学棱镜成像规律归纳总结
光学棱镜成像规律归纳总结
光学棱镜是一种常用的光学元件，具有广泛的应用。
在使用光
学棱镜进行成像时，遵循一些基本规律可以帮助我们获得清晰的图像。
1.光线传播规律
光线在进入光学棱镜后会发生折射或反射。
根据光的传播路径，我们可以将光线分为入射光线、折射光线和反射光线。
2.焦距与成像规律
光学棱镜可以将入射光线聚焦到一点上，这个点称为焦点。
焦
点的位置与棱镜的形状、折射率以及入射角度有关。
3.成像位置与放大率
使用光学棱镜进行成像时，物体的位置和放大率是重要的参考
指标。
物体距离棱镜的远近和放大率之间存在一定的关系，可以根
据需求进行调节。
4.色散现象
光学棱镜对不同波长的光有不同的折射率，导致光线在通过棱镜时发生偏折。
这种现象称为色散，是光学棱镜成像中需要注意的特点之一。
以上是光学棱镜成像规律的归纳总结，这些规律可以帮助我们深入理解光学棱镜的工作原理和应用。
在实际应用中，我们可以根据这些规律进行设计和优化，以达到预期的成像效果。
光学棱镜用途
光学棱镜用途
光学棱镜是一种常见的光学元件，它可以将光线折射、反射、分离、合并等，因此在许多领域都有广泛的应用。
光学棱镜在光学仪器中被广泛使用。
例如，在显微镜中，光学棱镜可以将光线折射，使得观察者可以看到更清晰的图像。
在望远镜中，光学棱镜可以将光线反射，使得观察者可以看到更远的天体。
在激光器中，光学棱镜可以将激光束分离成多个束，从而实现多束激光器的功能。
光学棱镜在光学通信中也有重要的应用。
在光纤通信中，光学棱镜可以将光线分离成多个波长，从而实现多波长光纤通信。
在光学调制解调器中，光学棱镜可以将光线分离成两个方向，从而实现光学调制解调的功能。
光学棱镜还在光学实验中被广泛使用。
例如，在干涉仪中，光学棱镜可以将光线分离成两个方向，从而实现干涉实验。
在光谱仪中，光学棱镜可以将光线分离成多个波长，从而实现光谱分析。
光学棱镜是一种非常重要的光学元件，它在光学仪器、光学通信、光学实验等领域都有广泛的应用。
随着科技的不断发展，光学棱镜的应用也将越来越广泛。
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• 棱镜底顶线方向上某两点间的厚度之差
g Pd 100(n1) g Pd
100(n1)
a
g
Pdcos
100(n1)
d
g
举例
• 见书本例子
棱镜的中和
• 标记顶底线 • 镜片箱 • 旋转试验
棱镜的均分
• 一眼需要棱镜矫正度数较大
• 均分棱镜：两底朝相反的方向
• 例：
右3BI
右 1.5 B I 左 1.5 B I
棱镜的单位
• 棱镜度： 光线通过棱镜，出射光线相
对与入射光线在100单位距离处偏离1单 位距离。
1 tg 0.01
P 100tg
1
100
1 0 .57 2 3.9 3 46 7 棱镜度
1
棱镜的单位
• 厘弧度：1弧度的百分之一
11/10r0ad 10.572 9634.377
棱镜单位
移心的棱镜效果
d1>d2
d1
d2
d1 d2
球镜的棱镜效果
• 球镜由无数个小棱镜组合而成 • 小棱镜的棱镜度随着到光心的距离增加
而增加 • 两个棱镜底与底相接代表正球镜 • 两个棱镜顶与顶相接代表负球镜
球镜的棱镜效果
球镜的棱镜效果
• 视觉像移
移心透镜
• 移心: 镜片光心偏离其标准光心位置 • 移心透镜产生棱镜效果 • 移心法则: • 正球镜移心方向与所需棱镜底方向相
• 例；+400DS镜片光心下方8mm偏内 5mm 的棱镜效果？
移心透镜的标记
柱面透镜的棱镜效果
• P = 该点至柱轴的垂直距离与柱面屈光 度 的乘积
• “剪刀运动”
柱面透镜的棱镜效果
• 例 题： 处方为+2.00DS/+2.00DC x 90 镜片
光心 上方5mm，偏内5mm的棱镜效果？
柱面透镜的棱镜效果
• 图解法
实验要求
• 观察棱镜对光线折射的现象 • 观察棱镜的像移实验 • 制作正切Байду номын сангаас,测量未知棱镜的度数
实验报告
• 1 ##镜片,像移实验为____运动,中和法 测量屈光度为_____.
• 2 ##镜片,镜片测度表测量,屈光度为 ___
• 3 ##镜片,镜片测度仪测量,屈光度为___ • 4 ##棱镜,用正切尺测量棱镜度为____
同 • 负球镜移心方向与所需棱镜底方向相
反
棱镜效果计算
• 关系式 : P = c F • c为透镜的光心移动距离( cm ) • F为透镜的屈光度 • 正球镜的光心代表棱镜效果的底 • 负球镜的光心代表棱镜效果的顶
球面上任意点的棱镜效果
• 例： - 6.00 DS 透镜
光心下方6mm的棱镜效果？ 光心内侧4mm的棱镜效果？
• 顶角: a • 偏向角: d
A
i
I’
D
顶角与偏向角
• 棱镜度: 正三角形表示 • 厘弧度: 倒三角形表示
棱镜单位
• P = R (小顶角棱镜)
• d = (n-1) a = 0.523 a
(n =1.523)
A
i
I’
D
顶角与偏向角
1
100 1
棱镜度
棱镜单位的相互关系
• P = 100 X tan d • d = tan (-10.01 p) • 1 = tan 0.01 p= 0.5729 = 34.376’ • 1 = 1/100 rad • R= d / 0.57296 = 1.745 x d
棱镜单位的相互关系
• 1 = 1.1 °a = 0.573 °d • 1 °d = 1.745 = 1.91 °a • 1 °a = 0.523 °d = 0.91
棱镜效果
• 通过棱镜看“十”字, 物象向棱镜顶方向位 移
• 棱镜顺时针转动,十 字线也会跟随转动
• 十字线转动常向棱镜 顶点移动
光学棱镜和透镜的棱镜效果
定义
• 各平面相交的透明体叫做棱镜 • 通常所作的是横截面为三角形的棱镜，
三角形为棱镜的主截面 • 棱镜的顶角 • 棱镜的底顶线
光学特性
• 改变光线的方向 • 不改变光束的聚散度 • 光线向底的方向偏折 • 透过棱镜视物，像偏向棱镜顶 • 眼用棱镜都很薄 • 顶角常小于10度
棱镜的表示方法
• 用棱镜的基底位置表示棱镜方向 • 用大写字母B表示 • 底朝上BU • 底朝下BD • 底朝内BI • 底朝外BO
棱镜基底表示方法
• 老式英国表示法 • 新式英国表示法 • 360度表示法
正切尺
• 应用正切尺确定未知棱镜读数 • P = 100 x / y
d a
棱镜的厚度差
棱镜效果的合成与分解
• 失量的合成与分解 • 棱镜的合成 • 棱镜的分解 • 任意角相叠的棱镜合成
旋转棱镜
• 垂直相互中和
• 水平棱镜效果
P
A
2 p cos (90-A) = 2 p sin A
A
P
旋转棱镜
• 应 用： RIsley 棱 镜
大顶角棱镜
• 不能以弧度代替正弦函数 • 在眼镜学中很少遇到