几何光学与眼镜光学ppt课件
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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
F1
n 1 r1
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？
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
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,
FF1F2
.
球面的屈光力 r：凸球面为正
计算公式：
凹球面为负
“凸”、“凹”是相对入射光
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
物距/像距：正负 v
焦距：凸球镜为正 凹球镜为负
f
物1距焦1距＝像1距
1 1＝1 uf v
.
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。
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
可见光
.
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
n c v
.
几何光学
介质的折射率
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
F’h
.
散光眼
散光眼系统的成像过程.
F n2 n1 r
线而言 空气 玻璃
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。
.
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
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
SinI n' SinI' n
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
解：111 1 1 0.50
v u f 0.500.40 v2m 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： F 1
f
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
.
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
.Байду номын сангаас
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
透镜的表面屈光力：
前表面屈光力：
F1
n 1 r1
后表面屈光力：
F2
1 n r2
r1
r2
F1 F F2
.
球镜的表面屈光力
薄球镜屈光力公式：
FF1F2
F(n1)(1 1) r1 r2
r1
r2
F1 F F2
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。
例中垂直子午线形成水平焦线
F’v
.
.
.
单纯近视性散光
单纯远视性散光
复性近视性散光
复性远视性散光
混合散光
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
.
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
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
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
F1
n 1 r1
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？
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
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,
FF1F2
.
球面的屈光力 r：凸球面为正
计算公式：
凹球面为负
“凸”、“凹”是相对入射光
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
物距/像距：正负 v
焦距：凸球镜为正 凹球镜为负
f
物1距焦1距＝像1距
1 1＝1 uf v
.
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。
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
可见光
.
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
n c v
.
几何光学
介质的折射率
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
F’h
.
散光眼
散光眼系统的成像过程.
F n2 n1 r
线而言 空气 玻璃
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。
.
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
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
SinI n' SinI' n
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
解：111 1 1 0.50
v u f 0.500.40 v2m 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： F 1
f
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
.
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
.Байду номын сангаас
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
透镜的表面屈光力：
前表面屈光力：
F1
n 1 r1
后表面屈光力：
F2
1 n r2
r1
r2
F1 F F2
.
球镜的表面屈光力
薄球镜屈光力公式：
FF1F2
F(n1)(1 1) r1 r2
r1
r2
F1 F F2
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。
例中垂直子午线形成水平焦线
F’v
.
.
.
单纯近视性散光
单纯远视性散光
复性近视性散光
复性远视性散光
混合散光
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
.
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
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