医学课件眼应用光学 第一章
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最新物理光学与应用光学第一章 PPT课件ppt课件
物理光学与应用光学第 一章 PPT课件
一、课程性质、目的和任务
LOGO
1. 性质： 专业基础课
后续课： 激光原理、光纤通信原理与系统、光 电传感技术等
2. 目的： 基本原理
知识的应用
分析问题方法
3. 教学内容： 电磁场基本知识 光的干涉、衍射
晶体光学 光与物质的作用 课时分配 48课时
2013/2014(1)
2013/2014(1)
光电工程学院
3
LOGO
LOGO
LOGO
Ⅰ、萌芽时期
LOGO
对简单光现象进行了记载并做了不系统的研究，制造了简单的光 学仪器（如平面镜、凸面镜、凹面镜)。
代表人物和成 A、就墨：翟：
在他和其弟子所著的 《墨经》中，对 光现象有八条定性记载
墨翟（公元前468～376年）
B、欧几里德： 在其著作 《光学》一书中提出触须学说：
德布罗意（法， 1892～1989 ）提出物质波假说，戴维孙 与革末的电子衍射实验证实电子具有波动性
实物粒子与光一样 具有波（Wave）、粒（Particle）二象性
10
Ⅴ 、现代光学时期
LOGO
自1960年梅曼（美，1927~2007）制成第一台红宝石激光器，光学进入了新的
发展阶段，激光物理、激光技术、全息摄影术、光纤的应用、光脑的设想、红
光电工程学院
2
一、课程性质、目的和任务 4. 成绩评定
LOGO
平时：（ 作业、到课率、答疑、课堂提问等） 30％
期末考试： 70％
5. 学习方法
掌握重点
培养兴趣
独立思考 主动质疑
6. 参考书
《物理光学》， 刘晨 . 合肥工业大学出版社. 2007年 《光学原理与应用》，廖延彪. 电子工业出版社. 2006年 《光学习题课教程》，郑植仁. 哈尔滨工业大学出版社. 2006年
一、课程性质、目的和任务
LOGO
1. 性质： 专业基础课
后续课： 激光原理、光纤通信原理与系统、光 电传感技术等
2. 目的： 基本原理
知识的应用
分析问题方法
3. 教学内容： 电磁场基本知识 光的干涉、衍射
晶体光学 光与物质的作用 课时分配 48课时
2013/2014(1)
2013/2014(1)
光电工程学院
3
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Ⅰ、萌芽时期
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对简单光现象进行了记载并做了不系统的研究，制造了简单的光 学仪器（如平面镜、凸面镜、凹面镜)。
代表人物和成 A、就墨：翟：
在他和其弟子所著的 《墨经》中，对 光现象有八条定性记载
墨翟（公元前468～376年）
B、欧几里德： 在其著作 《光学》一书中提出触须学说：
德布罗意（法， 1892～1989 ）提出物质波假说，戴维孙 与革末的电子衍射实验证实电子具有波动性
实物粒子与光一样 具有波（Wave）、粒（Particle）二象性
10
Ⅴ 、现代光学时期
LOGO
自1960年梅曼（美，1927~2007）制成第一台红宝石激光器，光学进入了新的
发展阶段，激光物理、激光技术、全息摄影术、光纤的应用、光脑的设想、红
光电工程学院
2
一、课程性质、目的和任务 4. 成绩评定
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平时：（ 作业、到课率、答疑、课堂提问等） 30％
期末考试： 70％
5. 学习方法
掌握重点
培养兴趣
独立思考 主动质疑
6. 参考书
《物理光学》， 刘晨 . 合肥工业大学出版社. 2007年 《光学原理与应用》，廖延彪. 电子工业出版社. 2006年 《光学习题课教程》，郑植仁. 哈尔滨工业大学出版社. 2006年
眼视光学医学PPT课件
眼视光学（OPTICS）
眼的屈光 Refractive 眼球的屈光成分由外向内为Cornea, Aqueous humor, Lens, Vitreous
屈光 Refraction：
当光从一种介质进入另一种不同折射率的介质时， 光线将在界面发生偏折现象，该现象在眼球光学中 称为屈光。光线在界面的偏折程度，可用屈光力来 表达。
5. 混合散光：一主子午线聚焦在视网膜前，另 一主子午线聚焦在视网膜后。
散光矫治：散光应以柱镜片矫正，不规则 散光可试用硬性角膜接触镜矫正。
屈光参差
双眼屈光度数不等者称为屈光参差，度 数相差2.50D以上通常会因融像困难而出现 症状。
屈光检查方法
Examination of refraction
屈光度 Diopter,D：
在眼球光学中，应用屈光 度作为屈光力的单位。屈 光度为焦距的倒数即D=1/f。
眼球总屈光力 Total diopter of the eyeball
在调节静止状态下为58.64D 最大调节时为70.57D 眼屈光系统中最主要的屈光成分是角膜和晶状
体 角膜的屈光力大约为43D 晶体约为19D 眼轴长度为24mm
与远视有关的几个常见问题
1. 屈光性弱视
一般发生在高度远视且在6岁前未给予 适当矫正的儿童，通过检查及早发现并 完全矫正，同时行适当的弱视训练可以 达到良好的治疗效果。
2. 内斜
远视者未进行屈光矫正，在远距工作 时就开始使用调节，近距工作时使用更 多的调节，产生内隐斜或内斜。如果内 斜持续存在，就会出现斜视性弱视。
按两条主子午线聚焦与视网膜的位置关系：
1. 单纯近视散光：一主子午线聚焦在视网膜上， 另一主子午线聚焦在视网膜前。
2. 单纯远视散光：一主子午线聚焦在视网膜上， 另一主子午线聚焦在视网膜后。
眼的屈光 Refractive 眼球的屈光成分由外向内为Cornea, Aqueous humor, Lens, Vitreous
屈光 Refraction：
当光从一种介质进入另一种不同折射率的介质时， 光线将在界面发生偏折现象，该现象在眼球光学中 称为屈光。光线在界面的偏折程度，可用屈光力来 表达。
5. 混合散光：一主子午线聚焦在视网膜前，另 一主子午线聚焦在视网膜后。
散光矫治：散光应以柱镜片矫正，不规则 散光可试用硬性角膜接触镜矫正。
屈光参差
双眼屈光度数不等者称为屈光参差，度 数相差2.50D以上通常会因融像困难而出现 症状。
屈光检查方法
Examination of refraction
屈光度 Diopter,D：
在眼球光学中，应用屈光 度作为屈光力的单位。屈 光度为焦距的倒数即D=1/f。
眼球总屈光力 Total diopter of the eyeball
在调节静止状态下为58.64D 最大调节时为70.57D 眼屈光系统中最主要的屈光成分是角膜和晶状
体 角膜的屈光力大约为43D 晶体约为19D 眼轴长度为24mm
与远视有关的几个常见问题
1. 屈光性弱视
一般发生在高度远视且在6岁前未给予 适当矫正的儿童，通过检查及早发现并 完全矫正，同时行适当的弱视训练可以 达到良好的治疗效果。
2. 内斜
远视者未进行屈光矫正，在远距工作 时就开始使用调节，近距工作时使用更 多的调节，产生内隐斜或内斜。如果内 斜持续存在，就会出现斜视性弱视。
按两条主子午线聚焦与视网膜的位置关系：
1. 单纯近视散光：一主子午线聚焦在视网膜上， 另一主子午线聚焦在视网膜前。
2. 单纯远视散光：一主子午线聚焦在视网膜上， 另一主子午线聚焦在视网膜后。
第1章 应用光学 赵存华 著
1.2.1 光线和光束
镜头（lens）系统又称为光学系 统(optical system)，在理想成像时 其波前要么是平面，要么是球面。 如图1.7所示，第一张图为平行光 会聚于像方焦点处，第二张图为有 限远物点成像于有限远像点，第三 张图为物方焦点发出的光线平行于 光轴射出。
1.2.2 光速
光波在透明均匀介质中是沿常用英文字母v表示
1.1.2 电磁波谱
400～760nm
380～760nm 390～780nm
1nm 103 μm 106 mm 109 m
1.1.2 电磁波谱
在电磁波谱里，可见光大约在380～760nm之间，按波长从长到 短依次分别呈现红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等七种颜色。这七种 色光其实分界并不完全准确，因为两种色光之间的界限本身就不明 显，过渡是一种渐进的过程。
标识 h G F’ F e d D C’ C r
光谱线 Hg（紫外） Hg（蓝）
Cd（蓝） H（蓝） Hg（绿） He（黄） Na（黄） Cd（红） H（红） He（红）
1.1.4 视见函数
人的眼睛对可见光波段每一个波长的敏感度是不一样的，人眼 对中间555nm的黄绿光最敏感，波长向两边扩展时，人眼的敏感度 会迅速降低。如果定义555nm的敏感度为1的话，那么其他光线的敏
光具有波粒二相性
1.1.1 光是什么
图1.3 光的波粒二相性
1.1.2 电磁波谱
1865年，麦克斯韦总结了电磁学理论，提出了麦克斯韦方程组。 从方程组出发可以推导出电磁波传播方程。在传播方程中，真空中 电磁波的速率为
c 1
0 0
这与1850年傅科测得的光速v=298000km/s非常接近。所以麦克斯 韦预言：光是一种电磁波。
《眼应用光学基础》课件
眼镜光学基础知识
01
02
03
眼镜片类型
球面镜片、非球面镜片、 双光镜片、渐进多焦点镜 片等。
眼镜的光学参数
球面顶焦度、棱镜度、光 焦度等。
眼镜的配戴与调整
根据不同人群的视力状况 选择合适的眼镜，并进行 适当的调整以保证舒适度 和视觉效果。
CHAPTER
04
眼镜的光学参数与选择
眼镜的光学参数
球面镜片的光学参数
避免眼镜受到冲击
避免眼镜受到撞击或摔落 ，以免损坏镜片或框架。
定期更换眼镜配件
定期更换眼镜的配件，如 鼻托、螺丝等，以确保眼 镜的正常使用和安全性。
CHAPTER
05
眼应用光学在生活中的应用
眼镜在生活中的应用
眼镜是矫正视力最常见的工具 ，通过镜片的光学原理，使光 线正确地投射到视网膜上，从 而改善视力。
视神经将物像转化为神经信号，通过视神经通路传递到大脑皮层进行处理和分析。
大脑皮层将接收到的信号进行加工和整合，最终形成我们所看到的清晰、立体的视 觉图像。
CHAPTER
03
眼应用光学基础知识
光的折射与反射
光的折射
光在两种不同介质中传播时发生 的方向改变。折射率是描述介质 对光折射能力的物理量。
光的反射
《眼应用光学基础》ppt 课件
CONTENTS
目录
• 眼应用光学概述 • 眼球结构与功能 • 眼应用光学基础知识 • 眼镜的光学参数与选择 • 眼应用光学在生活中的应用 • 眼应用光学的发展趋势与展望
CHAPTER
01
眼应用光学概述
眼应用光学定义
眼应用光学是一门研究眼睛与光学系统相互作用的科学，主要探讨眼睛的生理结 构和光学特性，以及如何利用光学原理和方法改善视觉功能、预防和治疗视觉障 碍。
最新[教学]眼视光学1PPT课件
![最新[教学]眼视光学1PPT课件](https://img.taocdn.com/s3/m/5b202713d5bbfd0a785673b2.png)
张慢，而暴露出白色弧形巩膜斑。细血管伸长，呈豹纹状。
n 黄斑变性：出血、新生血管、白色萎缩斑、黑色
Fuchs斑。
n 巩膜后葡萄肿： n 网膜周边变性：囊样，格子样，裂孔，网脱。 n 玻璃体液化、混浊、后脱离。
治疗
近视
n 光学眼镜矫正： 青少年必须散瞳验光
婴幼儿的屈光状态和发育
婴幼儿由于受眼轴的影响，存 在轻度远视可以视为生理现象，远 视度数不应超过3—4D。
随眼球发育，眼轴延长，年龄 到青春期时，可以逐渐变为正视。
远视便逐渐减退；近视逐渐增加。
正视眼
n 定义：在调节静止时，外界平行光线经眼
的屈光系统后恰好在视网膜黄斑中心凹聚 焦，称为正视眼。（屈光正）
与调节、年龄的关系： 远视
n 远视看近看远都不清楚，需要调节。
n 轻度远视； 青少年调节力强，当屈光力不高时，
可以加强调节，得到明视（假正视、假近 视）可出现调节痉挛（隐性远视、潜伏性 远视）。
老年人调节力下降，出现早花。 n 中、高度远视；（多为显性远视）。
临床表现：
远视
n 视力；远、近视力都不好，都用调节。
屈光性：球形晶体、圆锥角膜
按近视程度 轻度 中度 重度
< -3.00D -3.00D—-6.00D > -6.00D
近视分类
按屈光成份分
n 轴性近视──屈光力正常，但眼前后径(轴)
过长。 眼轴每长1mm，近视增加3D。某些青少 年发展到成年期，眼轴逐渐增长，发展过快，
视力不能矫正，度数较高，称为进行性近视 或恶性近视。
青少年调节力强；老年人调节力弱，视近困 难症状（老花眼）。
n 调节与屈光状态无关：无论正视、远、近
视及散光人其绝对调节力基本相同，但是调节 近点、远点与屈光不正有密切关系（详见各 论）。
n 黄斑变性：出血、新生血管、白色萎缩斑、黑色
Fuchs斑。
n 巩膜后葡萄肿： n 网膜周边变性：囊样，格子样，裂孔，网脱。 n 玻璃体液化、混浊、后脱离。
治疗
近视
n 光学眼镜矫正： 青少年必须散瞳验光
婴幼儿的屈光状态和发育
婴幼儿由于受眼轴的影响，存 在轻度远视可以视为生理现象，远 视度数不应超过3—4D。
随眼球发育，眼轴延长，年龄 到青春期时，可以逐渐变为正视。
远视便逐渐减退；近视逐渐增加。
正视眼
n 定义：在调节静止时，外界平行光线经眼
的屈光系统后恰好在视网膜黄斑中心凹聚 焦，称为正视眼。（屈光正）
与调节、年龄的关系： 远视
n 远视看近看远都不清楚，需要调节。
n 轻度远视； 青少年调节力强，当屈光力不高时，
可以加强调节，得到明视（假正视、假近 视）可出现调节痉挛（隐性远视、潜伏性 远视）。
老年人调节力下降，出现早花。 n 中、高度远视；（多为显性远视）。
临床表现：
远视
n 视力；远、近视力都不好，都用调节。
屈光性：球形晶体、圆锥角膜
按近视程度 轻度 中度 重度
< -3.00D -3.00D—-6.00D > -6.00D
近视分类
按屈光成份分
n 轴性近视──屈光力正常，但眼前后径(轴)
过长。 眼轴每长1mm，近视增加3D。某些青少 年发展到成年期，眼轴逐渐增长，发展过快，
视力不能矫正，度数较高，称为进行性近视 或恶性近视。
青少年调节力强；老年人调节力弱，视近困 难症状（老花眼）。
n 调节与屈光状态无关：无论正视、远、近
视及散光人其绝对调节力基本相同，但是调节 近点、远点与屈光不正有密切关系（详见各 论）。
应用光学第1章3
1. 近轴范围和近轴光线
一个普通照相机镜头的结构
近轴范围
1 2 z = ch 2
近轴光线
入射到近轴球面上并与光轴(z轴)的夹角很小的 光线称为近轴光线。设近轴光线与光轴的夹角 为θ，θ值足够小的限定是允许采取sinθ≈θ， tanθ≈θ，cosθ≈1的近似。
一、基本概念与符号规则
1. 概念
2. 符号规则
2.单个近轴球面的性质
2.单个近轴球面的性质
1 1 n( − ) = n( − ) = n(u + i − u) = ni r l r l 1 1 h h n' ( − ) = n( − ) = n(u'+i'−u' ) = n' i' r l' r l' 因 ni = n' i' 为 1 1 1 1 所 , n( − ) = n' ( − ); 以 r l r l' 等 变 后 得 式 换 可 ： n n' n − n' − = l l' r n'−n h = (n'−n)(u + i) r = n' u − nu + n' i − ni = n' u − nu + n' i − n' i' = n' (u + i − i' ) − nu = n' u'−nu
n' n n'−n 1.75 1 1.75 −1 − = 有 − = l' l r l' − 50 25 1.75 0.75 1 0.5 1 则 = − = = ; l' 25 50 50 100 ' 则 =175mm l ; 若 2 = −55mm 则 ' =148.1mm l ; l
眼科学ppt课件
0.2ml，处于动态循环中。 • 房水的循环：由睫状体上皮细胞产生，从后房经瞳孔进入
前房，再由前房角的滤帘组织进入巩膜静脉窦参与血液循 环. 房水参与屈光，营养眼球，维持眼内压的动态平衡。 • 2.2 晶状体：位于虹膜后方，玻璃体的前方，是一富有弹 性的形如双凸透镜体，借悬韧带与睫状体的冠部联系固定。 • 晶状体前后两面交界处称赤道部，前后两面的顶点分别称 为前极和后极。晶状体的直径约9MM。 • 晶状体由囊膜晶状体纤维组成，晶状体纤维为赤道部上皮 细胞向前后极伸展、延长而成。晶状体核外较新的纤维称 为晶状体皮质。一生中晶状体纤维不断生成并将旧的纤维 挤向中心，逐渐硬化而形成晶状体核，
• 视网膜神经感觉层由外向内分别是视细胞层、外 界膜、外核层、外丛状层、内核层、内丛状层、 神经节细胞层、神经纤维层、内界膜。
• 视网膜的功能是感光，光感受器是视锥细胞和视 杆细胞。前者主要分布在黄斑，后者主要分布在 视网膜周边部。
13
• 2 眼内容物： • 2.1 房水：是眼内的透明液体，充满前房与后房。容量约
25
• 4.1.1：泪小点是距内眦5--6mm睑缘上的乳头状 突起，约0.3mm管径的小孔，正常是贴附眼球表 面。
• 4.1.2：泪小管是连接泪小点和泪囊的小管，分上 下泪小管。
• 4.1.3：泪囊位于泪骨的泪囊窝内, 长约12 mm,宽约4mm，上端为盲端，下接鼻泪管。
• 4.1.4：鼻泪管位于骨性鼻泪管内，上接泪囊，向 下开口于下鼻道。
角化，再生能力强。损伤后24-48小时修复。 • （2）前弹力层：为一层无细胞成分的均质透明膜。损伤
后不可再生，代之以疤痕。 • （3）基质层：约占角膜厚度的1、9。由近200层排列规
则的胶原纤维束薄板组成。损伤后不可再生，组、代之以 疤痕。 • （4）后弹力层：为较坚韧的均质透明膜。 • （5）内皮细胞层：为一层六角形扁平细胞构成。 角膜透明无血管，其营养来自周围血管网和房水。所需的 氧80%来自空气。角膜是重要的屈光间质，它内含丰富的 三叉神经末梢，感觉灵敏，使角膜有保护眼球的作用。
前房，再由前房角的滤帘组织进入巩膜静脉窦参与血液循 环. 房水参与屈光，营养眼球，维持眼内压的动态平衡。 • 2.2 晶状体：位于虹膜后方，玻璃体的前方，是一富有弹 性的形如双凸透镜体，借悬韧带与睫状体的冠部联系固定。 • 晶状体前后两面交界处称赤道部，前后两面的顶点分别称 为前极和后极。晶状体的直径约9MM。 • 晶状体由囊膜晶状体纤维组成，晶状体纤维为赤道部上皮 细胞向前后极伸展、延长而成。晶状体核外较新的纤维称 为晶状体皮质。一生中晶状体纤维不断生成并将旧的纤维 挤向中心，逐渐硬化而形成晶状体核，
• 视网膜神经感觉层由外向内分别是视细胞层、外 界膜、外核层、外丛状层、内核层、内丛状层、 神经节细胞层、神经纤维层、内界膜。
• 视网膜的功能是感光，光感受器是视锥细胞和视 杆细胞。前者主要分布在黄斑，后者主要分布在 视网膜周边部。
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• 2 眼内容物： • 2.1 房水：是眼内的透明液体，充满前房与后房。容量约
25
• 4.1.1：泪小点是距内眦5--6mm睑缘上的乳头状 突起，约0.3mm管径的小孔，正常是贴附眼球表 面。
• 4.1.2：泪小管是连接泪小点和泪囊的小管，分上 下泪小管。
• 4.1.3：泪囊位于泪骨的泪囊窝内, 长约12 mm,宽约4mm，上端为盲端，下接鼻泪管。
• 4.1.4：鼻泪管位于骨性鼻泪管内，上接泪囊，向 下开口于下鼻道。
角化，再生能力强。损伤后24-48小时修复。 • （2）前弹力层：为一层无细胞成分的均质透明膜。损伤
后不可再生，代之以疤痕。 • （3）基质层：约占角膜厚度的1、9。由近200层排列规
则的胶原纤维束薄板组成。损伤后不可再生，组、代之以 疤痕。 • （4）后弹力层：为较坚韧的均质透明膜。 • （5）内皮细胞层：为一层六角形扁平细胞构成。 角膜透明无血管，其营养来自周围血管网和房水。所需的 氧80%来自空气。角膜是重要的屈光间质，它内含丰富的 三叉神经末梢，感觉灵敏，使角膜有保护眼球的作用。
应用光学课件完整版
球面波，会聚为物体的完善象。
物象都有虚实之分： 实物— 物方实际光线直接相交而成的点。 虚物— 物方实际光线不能相交，延长线相交而成的点。 实象— 象方实际光线直接相交的点。 虚象— 象方实际光线不能直接相交，反向延长相交。 物空间— 构成物的光线所处的空间。（实物、虚物） 象空间— 构成象的光线所处的空间。（实象、虚象）
由一点A发出的光线经过光学系统后聚交或近似的聚 交在一点A′，则A为物点， A′为物点A通过光学系统 所成的像点。物与象之间的对应关系称为“共轭”。
一个物点，总是发出同心光束，与球面波相对应； 一个像点，理想情况应该由球面波对应的同心光束汇交 而成，称这种像点为完善像点。
3. 成完善象的条件 发光体每一物点发出球面波，通过光学系统后仍为
1. 共轴球面系统的结构参量： 各球面半径：r1 、 r2 …… rk-1 、 rk 相邻球面顶点间隔：d1 、 d2 …… dk-1 各球面间介质折射率：n1 、 n2 …… nk-1 、 nk n 、 k+1
2. 转面公式
原则：前一折射面的象为后一面的物 ，前一面的象空间为后一面的物空间
n2 ＝ n1′， n3 ＝ n2′ …… nk ＝ nk-1′
3）在光学设计中有重要作用。为了设计出一定垂 轴倍率的光学系统，在物方参数nuy固定的条件下，常通 过改变像方孔径角u′的大小来改变y′的数值，使得y′与y 的比值满足系统设计的要求。
§ 2－3 共轴球面系统
探讨方法— 将光线的光路计算公式及放大率公式反复应 用于各个折射面，分别求出各面的u、 u′、l 、 l′、 β、α、γ、y、y′J、J′、Q、 Q′。 转面公式— 前后相邻面之间的基本量的转化关系。
反射定律可表示为 I I ''
物象都有虚实之分： 实物— 物方实际光线直接相交而成的点。 虚物— 物方实际光线不能相交，延长线相交而成的点。 实象— 象方实际光线直接相交的点。 虚象— 象方实际光线不能直接相交，反向延长相交。 物空间— 构成物的光线所处的空间。（实物、虚物） 象空间— 构成象的光线所处的空间。（实象、虚象）
由一点A发出的光线经过光学系统后聚交或近似的聚 交在一点A′，则A为物点， A′为物点A通过光学系统 所成的像点。物与象之间的对应关系称为“共轭”。
一个物点，总是发出同心光束，与球面波相对应； 一个像点，理想情况应该由球面波对应的同心光束汇交 而成，称这种像点为完善像点。
3. 成完善象的条件 发光体每一物点发出球面波，通过光学系统后仍为
1. 共轴球面系统的结构参量： 各球面半径：r1 、 r2 …… rk-1 、 rk 相邻球面顶点间隔：d1 、 d2 …… dk-1 各球面间介质折射率：n1 、 n2 …… nk-1 、 nk n 、 k+1
2. 转面公式
原则：前一折射面的象为后一面的物 ，前一面的象空间为后一面的物空间
n2 ＝ n1′， n3 ＝ n2′ …… nk ＝ nk-1′
3）在光学设计中有重要作用。为了设计出一定垂 轴倍率的光学系统，在物方参数nuy固定的条件下，常通 过改变像方孔径角u′的大小来改变y′的数值，使得y′与y 的比值满足系统设计的要求。
§ 2－3 共轴球面系统
探讨方法— 将光线的光路计算公式及放大率公式反复应 用于各个折射面，分别求出各面的u、 u′、l 、 l′、 β、α、γ、y、y′J、J′、Q、 Q′。 转面公式— 前后相邻面之间的基本量的转化关系。
反射定律可表示为 I I ''
眼睛的目视光学系统应用光学
1 2
科学实验
在科学实验中，目视光学系统可以帮助学生更好 地观察实验现象和结果，加深对科学原理的理解 。
远程教育
通过目视光学系统，远程教育可以实现高质量的 视频传输和实时互动，提高教学效果。
3
虚拟现实
目视光学系统在虚拟现实技术中也有广泛应用， 为学生提供沉浸式的虚拟学习环境。
CHAPTER 03
目视光学系统的关键技术
人机交互
总结词
人机交互是目视光学系统中不可或缺的一环，它直接影响到用户的使用体验和系统效能。
详细描述
人机交互设计需要考虑用户界面的友好性、操作简便性和舒适性。此外，还需要关注适应性和个性化需求，以满 足不同用户群体的使用习惯和需求。通过优化人机交互设计，可以提高系统的易用性和用户满意度。
CHAPTER 04
目视光学系统的未来发展
新型材料的应用
总结词
新型材料在目视光学系统中的应用将有助于提高系统的性能和稳定性。
详细描述
随着科技的不断发展，新型材料如超材料、纳米材料等在目视光学系统中的应用越来越广泛。这些新 型材料具有优异的光学性能、轻量化和高稳定性等特点，能够提高目视光学系统的成像质量、减少系 统重量和提高抗干扰能力等。
人机交互的优化
总结词
人机交互的优化将提高目视光学系统的易用 性和用户体验。
详细描述
人机交互是目视光学系统的重要组成部分， 其优劣直接影响到用户的使用体验。随着人 机交互技术的不断发展，目视光学系统的人 机交互界面将更加人性化、直观和易用，提 高用户的使用效率和舒适度。同时，新型人 机交互方式如语音控制、手势控制等的引入
智能技术的应用
要点一
总结词
智能技术在目视光学系统中的应用将实现系统的自动化和 智能化。
眼应用光学基础
在光的折射现象中，光路是可逆的．
基础知识梳理
二、全反射 1．光密介质与光疏介质
介质项目 光密介质 光疏介质
折射率
光速 相对性
大
小
小
大
若n甲＞n乙，则甲是 光密 介质 若n甲＜n乙，则甲是 光疏 介质
全反射现象： 光从光密介质入射到光疏介质的分界面上时，光全部 反射回光密介质的现象．
临界角：折射角等于90°时的入射角叫做临界角用公式表 示sinC=1/n 发生全反射的条件 (1)光由光密介质射向光疏介质． (2)入射角 ≥ 临界角．
第二节 球面和共轴球面系统的理想成像 一、单折射球面的成像
单球面近轴区的物像关系
引言
由第七章的内容可知，当物体通过折射球面成像时， 除 位于近轴区内的物体外，均不能成完善像。但近轴区的 成像 范围和光束宽度均很小，实用意义不大。 即空间任意大的物体以任意宽的光束通过光学系统时均 能成 完善像，则这样的光学系统成为理想光学系统。
光轴
1．图解法求像
对于多个光组的图解法求像，其求解过程与单个光组相似，需要注 意的是前一光组的像就是后一光组的物。按照这一思路，利用追踪典型光
线的方法逐个光组图解法求像，最后得到的像就是多个光组所成的像。
2. 解析法求像
第一种方法是逐个光组计算法，最后求出像的位置及成像性质；第 二种方法是等效光学系统法；第三种方法就是正切计算法。 2.1逐个光组计算法 该方法就是从第一个光组开始对每个光组利用牛顿公式或高斯公式， 前一光组所成的像就是后一光组的物，所以，该方法需要确定出相邻两光 组之间的过渡公式。每个光组的焦距和焦点、主点位置以及光组间的相互 位置均为已知。
60O
4)从S发出的光经 平面镜过A点。 S
基础知识梳理
二、全反射 1．光密介质与光疏介质
介质项目 光密介质 光疏介质
折射率
光速 相对性
大
小
小
大
若n甲＞n乙，则甲是 光密 介质 若n甲＜n乙，则甲是 光疏 介质
全反射现象： 光从光密介质入射到光疏介质的分界面上时，光全部 反射回光密介质的现象．
临界角：折射角等于90°时的入射角叫做临界角用公式表 示sinC=1/n 发生全反射的条件 (1)光由光密介质射向光疏介质． (2)入射角 ≥ 临界角．
第二节 球面和共轴球面系统的理想成像 一、单折射球面的成像
单球面近轴区的物像关系
引言
由第七章的内容可知，当物体通过折射球面成像时， 除 位于近轴区内的物体外，均不能成完善像。但近轴区的 成像 范围和光束宽度均很小，实用意义不大。 即空间任意大的物体以任意宽的光束通过光学系统时均 能成 完善像，则这样的光学系统成为理想光学系统。
光轴
1．图解法求像
对于多个光组的图解法求像，其求解过程与单个光组相似，需要注 意的是前一光组的像就是后一光组的物。按照这一思路，利用追踪典型光
线的方法逐个光组图解法求像，最后得到的像就是多个光组所成的像。
2. 解析法求像
第一种方法是逐个光组计算法，最后求出像的位置及成像性质；第 二种方法是等效光学系统法；第三种方法就是正切计算法。 2.1逐个光组计算法 该方法就是从第一个光组开始对每个光组利用牛顿公式或高斯公式， 前一光组所成的像就是后一光组的物，所以，该方法需要确定出相邻两光 组之间的过渡公式。每个光组的焦距和焦点、主点位置以及光组间的相互 位置均为已知。
60O
4)从S发出的光经 平面镜过A点。 S
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常用的光学元件：Fra bibliotek2、反射镜
球面反射镜： 凹面镜：其作用相当于凸透镜。 凸面镜：其作用相当于凹透镜。
第一章
几何光学的基础知识
第一节 几何光学的基本定律
常用的光学元件：
P
3、棱镜
反射棱镜 折射棱镜
A B
F
C -I2
I1
-I2
I 1
E n R D
Q
折射棱镜
第一章
几何光学的基础知识
第一节 几何光学的基本定律
第一章
几何光学的基础知识
第一节 几何光学的基本定律
物、像的虚实：
4）实像与虚像的区别 实像可以由人眼或接收器件接收，而虚像却只能被人眼 所观察，不能被接收器件接收。 5）物空间和像空间 物空间：通常把物（包括虚物）所在的空间称为物空间 像空间：像（包括虚像）所在的空间称为像空间。
第一章
几何光学的基础知识
第一节 几何光学的基本定律
光的反射定律： 反射光线位于入射光线和法线所决定的平面 反射光线和入射光线位于法线的两侧 反射角=入射角 符号相反
1)求作反射光线
2)已知物像，求作镜面
3）（如图）太阳光与水平面成60°角，要用一平 面镜把 太阳光反射到竖直的井底，画出平面镜放置的位置.
60O
第一章
几何光学的基础知识
第一节 几何光学的基本定律
二、基本定律 4、光的折射定律 光的折射现象： 光由一种物质进入另一种物质时传播方向发生改变的 现象，叫做光的折射。如：插在水中的筷子变弯折了，就 是由于光的折射的缘故。
第一章
几何光学的基础知识
第一节 几何光学的基本定律
光的折射定律：
折射光线、入射光线、法线在同一平面时，折 射光线和入射光线分别位于法线两侧。
第一章
几何光学的基础知识
第一节 几何光学的基本定律
二、基本定律
1、光的直线传播定律 在各向同性的均匀介质中，光是沿直线传播的
第一章
几何光学的基础知识
第一节 几何光学的基本定律
影子
由于光沿直线传播，在光的传播过 程中，遇到不透明的物体时，在物 体后面就形成一个光不能到达的区 域，从而形成一块阴影，这个阴影 就是物体的影子。
第一章
几何光学的基础知识
第一节 几何光学的基本定律
二、基本定律 2、光的独立传播定律 来自不同方向的光线在传播途中相遇时，彼此互不影响，各 有独立地传播
第一章
几何光学的基础知识
第一节 几何光学的基本定律
二、基本定律 3、光的反射定律 光的反射现象： 光射到两种介质的分界面时，有一部分光被反射回去的现象 叫光的反射。例如：我们能看到不发光的物体，就是由于物 体反射的光缘故。
第一节 几何光学的基本定律
临界角：我们把光从某种介质射向真空或 空气时使折射角变为90°时的入射角，称作 这种介质的临界角。
公式：
1 sin C n
空气 玻璃
C
第一章
几何光学的基础知识
第一节 几何光学的基本定律
全反射的条件：
通过刚才的实验，思考在什么情况下发生了 全反射？
1 光从玻璃(或水)入射到空气中 2 入射角要大于某个值
（二）成像概念
I A E I’ -U 0 h C R -L L’ U’ A’
第一章
几何光学的基础知识
第一节 几何光学的基本定律
完善成像（理想成像）： 若入射波为一同心光束，经过光学系统后 仍为同心光束，称为该光学系统的完善成像， 否则为不完善成像。 完善成像的条件（三种表述）： 入射光为同心光束，出射光也为同心光束。 入射波面为球面波时，出射波也为球面波。 物点A及其像点A’之间任意两条光路的光程相 等，即（AA’）=常数。
眼应用光学基础
第一章 几何光学相关基础知识
光的直线传播
几 何 光 学
光的独立传播 光的反射定律
光的折射定律
第一章
几何光学的基础知识
第一节 几何光学的基本定律
一、基本概念 光： 光是一种电磁波，通常又称为光波。 可见光波长范围：380nm——760nm。 折射率： 某单色光波在真空中的传播速度c与在相应介质中 的光速v之比称为该介质的折射率：n=c/v。 光密介质：折射率相对较高的介质 光疏介质：折射率相对较低的介质 光程： 光在介质中传播的距离L与该光在介质中折射率的乘积。
第一章
几何光学的基础知识
第一节 几何光学的基本定律
常用的光学元件：
QB
2、反射镜
• 平面反射镜：
唯一能成完善像的最简单的光 学元件，即物体上任意一点发出 的同心光束经过平面镜后仍为同 心光束。
B R N I A P A
-I
PB
O
B
Q
平面镜成像
第一章
几何光学的基础知识
第一节 几何光学的基本定律
1、光从光密介质射入光疏介质 2、入射角大于临界角
第一章
几何光学的基础知识
第一节 几何光学的基本定律
全反射的应用：
光导纤维（光纤）
光导纤维内芯的折射率大于外层的折射率
光导纤维的用途很大，医学上将其制成内 窥镜，用来检查人体内脏的内部
内窥镜的结构
光导纤维在医 学上的应用
第一章
几何光学的基础知识
第一节 几何光学的基本定律
sin i n ' sin i ' n
或
sin i n sin i ' n '
光从空气斜射到水或其他介质时，折射角小于 入射角；光从水或其他介质斜射到空气时，折射角 大于入射角。
空气
水
画出下图中的折射光线。
玻璃
玻璃
第一章
几何光学的基础知识
第一节 几何光学的基本定律
第一节 几何光学的基本定律
二、基本定律
5、光的全反射现象
空气 玻璃
猜想1：会发生什么现象？ 猜想2：如果增大入射角，又会发生什么现象？
空气 玻璃
第一章
几何光学的基础知识
第一节 几何光学的基本定律
全反射的概念：
当入射角增大到某一角度，使折射 角达到90度时，折射光完全消失，只剩 下反射光，这种现象叫做全反射。
第一章
几何光学的基础知识
三、基本成像概念
（一）常用的光学元件和光学系统 光学元件是由表面为球面、平面或非球面，其间具有一定 折射率的介质构成的。 光学系统是由若干个光学元件（如透镜、棱镜、反射镜及 分划板等）组成。
第一章
几何光学的基础知识
第一节 几何光学的基本定律
常用的光学元件： 1、透镜
•正透镜（凸透镜）： 对光束具有汇聚作用 •负透镜（凹透镜）： 对光束具有发散作用
第一章
几何光学的基础知识
第一节 几何光学的基本定律
物、像的虚实：
1）物、像的定义 发出入射光波的，称为物。 由出射光波所形成的，称为像。 2）实物和实像 实物：由实际光线构成的物（A） 实像：由实际光线构成的像（A’） 3）虚物和虚像 虚物：由实际光线的延长线相交构成的物称为虚物 虚像：由实际光线的延长线相交构成的像称为虚像
球面反射镜： 凹面镜：其作用相当于凸透镜。 凸面镜：其作用相当于凹透镜。
第一章
几何光学的基础知识
第一节 几何光学的基本定律
常用的光学元件：
P
3、棱镜
反射棱镜 折射棱镜
A B
F
C -I2
I1
-I2
I 1
E n R D
Q
折射棱镜
第一章
几何光学的基础知识
第一节 几何光学的基本定律
第一章
几何光学的基础知识
第一节 几何光学的基本定律
物、像的虚实：
4）实像与虚像的区别 实像可以由人眼或接收器件接收，而虚像却只能被人眼 所观察，不能被接收器件接收。 5）物空间和像空间 物空间：通常把物（包括虚物）所在的空间称为物空间 像空间：像（包括虚像）所在的空间称为像空间。
第一章
几何光学的基础知识
第一节 几何光学的基本定律
光的反射定律： 反射光线位于入射光线和法线所决定的平面 反射光线和入射光线位于法线的两侧 反射角=入射角 符号相反
1)求作反射光线
2)已知物像，求作镜面
3）（如图）太阳光与水平面成60°角，要用一平 面镜把 太阳光反射到竖直的井底，画出平面镜放置的位置.
60O
第一章
几何光学的基础知识
第一节 几何光学的基本定律
二、基本定律 4、光的折射定律 光的折射现象： 光由一种物质进入另一种物质时传播方向发生改变的 现象，叫做光的折射。如：插在水中的筷子变弯折了，就 是由于光的折射的缘故。
第一章
几何光学的基础知识
第一节 几何光学的基本定律
光的折射定律：
折射光线、入射光线、法线在同一平面时，折 射光线和入射光线分别位于法线两侧。
第一章
几何光学的基础知识
第一节 几何光学的基本定律
二、基本定律
1、光的直线传播定律 在各向同性的均匀介质中，光是沿直线传播的
第一章
几何光学的基础知识
第一节 几何光学的基本定律
影子
由于光沿直线传播，在光的传播过 程中，遇到不透明的物体时，在物 体后面就形成一个光不能到达的区 域，从而形成一块阴影，这个阴影 就是物体的影子。
第一章
几何光学的基础知识
第一节 几何光学的基本定律
二、基本定律 2、光的独立传播定律 来自不同方向的光线在传播途中相遇时，彼此互不影响，各 有独立地传播
第一章
几何光学的基础知识
第一节 几何光学的基本定律
二、基本定律 3、光的反射定律 光的反射现象： 光射到两种介质的分界面时，有一部分光被反射回去的现象 叫光的反射。例如：我们能看到不发光的物体，就是由于物 体反射的光缘故。
第一节 几何光学的基本定律
临界角：我们把光从某种介质射向真空或 空气时使折射角变为90°时的入射角，称作 这种介质的临界角。
公式：
1 sin C n
空气 玻璃
C
第一章
几何光学的基础知识
第一节 几何光学的基本定律
全反射的条件：
通过刚才的实验，思考在什么情况下发生了 全反射？
1 光从玻璃(或水)入射到空气中 2 入射角要大于某个值
（二）成像概念
I A E I’ -U 0 h C R -L L’ U’ A’
第一章
几何光学的基础知识
第一节 几何光学的基本定律
完善成像（理想成像）： 若入射波为一同心光束，经过光学系统后 仍为同心光束，称为该光学系统的完善成像， 否则为不完善成像。 完善成像的条件（三种表述）： 入射光为同心光束，出射光也为同心光束。 入射波面为球面波时，出射波也为球面波。 物点A及其像点A’之间任意两条光路的光程相 等，即（AA’）=常数。
眼应用光学基础
第一章 几何光学相关基础知识
光的直线传播
几 何 光 学
光的独立传播 光的反射定律
光的折射定律
第一章
几何光学的基础知识
第一节 几何光学的基本定律
一、基本概念 光： 光是一种电磁波，通常又称为光波。 可见光波长范围：380nm——760nm。 折射率： 某单色光波在真空中的传播速度c与在相应介质中 的光速v之比称为该介质的折射率：n=c/v。 光密介质：折射率相对较高的介质 光疏介质：折射率相对较低的介质 光程： 光在介质中传播的距离L与该光在介质中折射率的乘积。
第一章
几何光学的基础知识
第一节 几何光学的基本定律
常用的光学元件：
QB
2、反射镜
• 平面反射镜：
唯一能成完善像的最简单的光 学元件，即物体上任意一点发出 的同心光束经过平面镜后仍为同 心光束。
B R N I A P A
-I
PB
O
B
Q
平面镜成像
第一章
几何光学的基础知识
第一节 几何光学的基本定律
1、光从光密介质射入光疏介质 2、入射角大于临界角
第一章
几何光学的基础知识
第一节 几何光学的基本定律
全反射的应用：
光导纤维（光纤）
光导纤维内芯的折射率大于外层的折射率
光导纤维的用途很大，医学上将其制成内 窥镜，用来检查人体内脏的内部
内窥镜的结构
光导纤维在医 学上的应用
第一章
几何光学的基础知识
第一节 几何光学的基本定律
sin i n ' sin i ' n
或
sin i n sin i ' n '
光从空气斜射到水或其他介质时，折射角小于 入射角；光从水或其他介质斜射到空气时，折射角 大于入射角。
空气
水
画出下图中的折射光线。
玻璃
玻璃
第一章
几何光学的基础知识
第一节 几何光学的基本定律
第一节 几何光学的基本定律
二、基本定律
5、光的全反射现象
空气 玻璃
猜想1：会发生什么现象？ 猜想2：如果增大入射角，又会发生什么现象？
空气 玻璃
第一章
几何光学的基础知识
第一节 几何光学的基本定律
全反射的概念：
当入射角增大到某一角度，使折射 角达到90度时，折射光完全消失，只剩 下反射光，这种现象叫做全反射。
第一章
几何光学的基础知识
三、基本成像概念
（一）常用的光学元件和光学系统 光学元件是由表面为球面、平面或非球面，其间具有一定 折射率的介质构成的。 光学系统是由若干个光学元件（如透镜、棱镜、反射镜及 分划板等）组成。
第一章
几何光学的基础知识
第一节 几何光学的基本定律
常用的光学元件： 1、透镜
•正透镜（凸透镜）： 对光束具有汇聚作用 •负透镜（凹透镜）： 对光束具有发散作用
第一章
几何光学的基础知识
第一节 几何光学的基本定律
物、像的虚实：
1）物、像的定义 发出入射光波的，称为物。 由出射光波所形成的，称为像。 2）实物和实像 实物：由实际光线构成的物（A） 实像：由实际光线构成的像（A’） 3）虚物和虚像 虚物：由实际光线的延长线相交构成的物称为虚物 虚像：由实际光线的延长线相交构成的像称为虚像