眼镜学课件 3 球面透镜

球面透镜
第一节 透镜
透镜的概念 由前后两个折射面组成的透明介质称为透镜(lens),这两 个折射面至少有一个是弯曲面
第一节 透镜
透镜的概念 1、球面：各子午线屈光力相同 2、柱面：一条子午线为直线，与之垂直的子午线屈光力最大 3、环曲面：各子午线屈光力不同，最大与最小屈光力子午线
相垂直 4、非球面：整个表面屈光力不一致 5、平面：可看作特殊的球面（曲率半径无穷大）
已知物体距离+1.00D的凸透镜50cm,求像的位置。 解：根据1/u+1/f=1/v
1/(-0.5)+1=1/v v=-1m （成像在透镜左侧1m处）
第二节 球面透镜
概念 球面透镜(spherical lens)(简 称球镜)指前后表面均为球面,或 一面为球面,另一面为平面的透 镜。
球面透镜
凸凹透镜的凹度大于凸度
光学性质
光学作用-遵从折 射定律
当光线通过双凸透 镜的前后两个面, 都分别发生会聚, 因此双凸透镜使光 线会聚
θ1 θ2
n入<n折 θ1>θ2
θ1
θ2
n入>n折 θ1<θ2
球面透镜的光学作用
当光线通过双 凹透镜的前后 两个面,都分别 发生发散,因此 双凹透镜使光 线发散
光轴上成一个点。
薄透镜的焦点
由光轴上的特定点发出的光线,通过球面透镜后出射为 平行光线,这样的点称为球面透镜的第一焦点（F1）， 也称为物方焦点。
薄透镜的焦点
第一焦点也可定义为与光轴上正无穷远处的像共轭的光 轴上的物点。
环曲面透镜(toric lens) 指一个面是环曲面（轴向上有 最小屈光力≠0，与最大屈光力方向垂直）,另一个面是 球面或平面的透镜。
透镜的分类
球面透镜（可使平行光线形成焦点）
柱面透镜
球柱透镜
散光透镜
环曲面透镜 （不能使平行光线形成焦点）
透镜的分类
在眼镜光学里,有薄透镜与厚透镜之分。
薄透镜
1/(-2)+1/0.5=1/v v=0.667m=66.7cm （成像在透镜右侧66.7cm处）
计算法求像
已知凹透镜焦距1m,物体距离透镜2m,求像的位置。 解：根据1/u+1/f=1/v
1/(-2)+1/(-1)=1/v v=-0.667m=-66.7cm （成像在透镜左侧66.7cm处）
计算法求像
概念 球面：由一个圆或一段 弧绕其直径旋转而得
球面透镜的分类
凸透镜(convex lens) 中央厚、周边薄的球镜。凸透 镜对光线有会聚作用,也称为会聚透镜(converging lens)。
凹凸透镜的凸度大于凹度
球面透镜的分类
凹透镜(concav e lens) 中央薄、周边厚的球镜。凹透 镜对光线有发散作用,也发称为发散透镜（diverging lens）
作图法求像
例：物距2m，凸透镜的焦距50cm，求像？
F2
作图法求像
例：如果凸透镜焦距1m,物体距离凸透镜0.5m,将成正立、 放大的虚像。
作图法求像
例：如果凹透镜焦距1m,物体距离透镜2m ,将成正立、缩小 的虚像。
作图法求像
在作图中,应注意物与像的虚、实。 一般来说，物在透镜的左侧为实、右侧为虚。 像在透镜的右侧为实、左侧为虚。 实物、实像用实线表示,虚物、虚像用虚线表示。
透镜相关概念
3.物点 入射到透镜的同心光束的中心。 4.像点 从透镜出射的同心光束的中心。
透镜相关概念
5.实物点/实像点 6.虚物点/虚像点
像点。
由实际光线相交形成的物点/像点。 由实际光线的反向延长线所成的物点/
作图法求像
在理想的成像中,从同一物点发出的所有光线,经过透镜后 都将相交于一点,因此,只要找出由物点发出的两条特殊光 线,作出通过透镜所成的共轭光线,其交点就是像点。
圆柱透镜(cylihdric lens) 1、指一面是柱面（轴向上无屈光力，与最大屈光力方向垂
直）,另一面是平面的透镜。 2、圆柱透镜又可分为正圆柱透镜和负圆柱透镜。
透镜的分类
球柱透镜(sphero-cylindric lens) 指一面是球面,另一面是柱面;或前后两面都是柱面,但 方向互相垂直。
球面透镜的光学作用
当光线通过新月形凸透镜的前表面(凸面)将会聚;通过后 表面(凹面)将发散,而凸面的作用强于凹面（凹凸透镜）。
新月形凹透镜的凹面作用强于凸面（凸凹透镜）。
球透镜的光轴
光轴(optical axis)是通过球镜前后两个球面光学中心 的直线。
球面透镜的光轴
光线沿光轴进入球面透镜,将不会发生偏折。 由于物点和像点是共轭的,因此在光轴上的物体,所成的
透镜的分类
如果中央厚度不能忽略,则称为厚透镜。 对于一般的眼镜片,凹透镜的中央厚度较薄,可以按照薄
透镜的公式计算;而凸透镜,尤其是度数高、中央厚度大、 前后表面较弯的,运用薄透镜的公式则容易造成较大的 偏差。
透镜的成像（薄透镜成像）
相关概念 1.光轴(optical axis) 连接透镜前后表面光学中心的连线 2.焦点（第二焦点，像方焦点，F2）
像也必然在光轴上。 光轴通过透镜的距离称为透镜的中央厚度。
薄透镜的焦点
光轴上无穷远的物体发出的平行光线通过球面透镜后在 光轴上所成的点,称为球面透镜的第二焦点(F2)，也称 为像方焦点。
薄透镜的焦点
第二焦点也可定义为与负无穷远处的光轴上的物体相共 轭的光轴上的像。
薄透镜的焦点
平行光线通过凸透镜,将会聚成一个点。 平行光线通过凹透镜成发散光束,其反向延长线也会在
计算法求像
高斯透镜公式：1/u+1/f=1/v 一般物体都位于透镜的左侧,凡是这样的物体,物距u都为负值 对于焦距F,凸透镜为正，凹透镜为负 注意所有参数的单位都为m,如果已知条件不为m,要先换算
计算法求像
物体A距离焦距为50cm的凸透镜2m处,求像的位置。 解：根据1/u+1/f=1/v
第一节 透镜
透镜的分类
球面透镜(spherical lens)(简称球镜) 1、指前后两个面都为球面,或一面是球面,另一面是平面的透镜。 2、球镜又可分为凸透镜(中央厚、边缘薄)和凹透镜(中央薄、
边缘厚)。 3、凸透镜又可分为双凸、平凸和凹凸三种形式,凹透镜可以分
为双凹、平凹和凸凹三种形式。
透镜的分类