第10讲几何光学医用光学仪器.pptVIP

10.1 几何光学的基本原理10.2 球面折射成像10.3 薄透镜成像 10.4 眼睛10.5 放大镜 10.6 显微镜 10.1 几何光学的基本原理 10.1.1 光的直进定律 光的直进定律: 光在各向同性的均匀介质中沿直线传播. 针孔成像 日食 本影和半影 不透明体遮住光源时, 如果光源是比较大的发光体, 产生的影子有两部分: 完全暗——本影, 半明半暗——半影. 消除本影 为了避免灯光产生的本影，在手发光物体的面积越大，本影就越小. 医生给病人做手术时，为了 避免灯光产生的本影，在手术台上方安装的就是由多个高亮度灯在圆盘上排列而成的大面积光源。 入射光线 反射光线 法线 i i’ 光的反射定律: 反射光线、入射光线总是和法线处在同一平面(入射面)内, 入射光线和反射光线分居于入射点界面法线的两侧, 反射角等于入射角. 镜面反射和漫反射 10.1.2 光的反射定律 平面镜反射成像 实物和虚物 实像和虚像 光路可逆性原理 10.1.3 光的折射定律 入射光线 折射光线 入射角 i 折射角 r 法线 介质1 介质2 折射光线总是位于入射面内, 并且与入射光线分居在法线的两侧. 当一束白光被介质折射时，因各种波长的折射角不同而形成彩色光谱，这种现象称为色散。 例题10-1 假设距离水面0.50m深处有一条金鱼静止不动，一个人自水面上往下垂直观察，金鱼的视深OS?为多少？ 10.1.4 全反射 纤镜 1870年的一天，英国物理学家丁达尔到皇家学会的演讲厅讲光的全反射原理，他做了一个简单的实验：在装满水的木桶上钻个孔，然后用灯从桶上边把水照亮。结果使观众们大吃一惊。人们看到，放光的水从水桶的小孔里流了出来，水流弯曲，光线也跟着弯曲，光居然被弯弯曲曲的水俘获了。 难道光线不再直进了吗？经过丁达尔的研究，发现这是全反射的作用，由于水等介质密度比空气大，即光从水中射向空气，当入射角大于某一角度时，折射光线消失，全部光线都反射回水中。表面上看，光好像在水流中弯曲前进。 临界角(ic): 相应于折射角为90°的入射角. 全反射现象 纤镜 光导纤维数值孔径 医学领域中，利用光纤将外部强光导入体内，同时将脏器内壁的图像导出体外，以便医生进行观察、摄影或手术。光导纤维又称纤维内镜或纤镜。常用的纤镜有胃镜、食道镜、十二指肠镜、子宫镜、膀胱镜等. 10.4 眼睛 10.4.1 人眼的结构 视网膜上有视杆细胞和视锥细胞两种，如图所示为电子显微镜下的两种细胞.视杆细胞负责暗视觉，即只对明暗有感觉；视锥细胞负责明视觉，即与色觉和像的细节分辨有关.这两种细胞在视网膜上的分布是很不均匀. 眼的生理结构： 角膜: n=1.376 前房: n=1.336 角膜 水晶体 虹膜 视网膜 前房 玻璃液 虹膜: 中央圆孔称为瞳孔, 瞳孔具有光阑的作用, 大小可调. 范围 2~8mm. 水晶体: 类似双凸透镜, 表面曲率半径由睫状肌调节. n外=1.386 n内=1.406 r前=10mm r后=6mm 玻璃液: 为透明液体 n=1.336 视网膜: 布满了视觉神经. 10.4.3 眼的调节 视力 眼睛改变自身焦度使远近不同的物体均能在视网膜上成清晰像的本领. 眼的调节是通过改变水晶体表面的曲率来完成. 对近物: 增大水晶体表面曲率（即曲率半径减小）, 焦度增大. 对远物：减小水晶体表面曲率（即曲率半径增大）, 焦度减小. 远点：眼睛在完全不调节时所能看清物体的最远位置. 近点：眼睛经过最大调节所能看清物体的最近位置. 明视距离：最适宜而不易引起眼睛过度疲劳的看物距离. 近点(10~12cm) 远点(∞) （明视距离） 25cm 眼的调节的范围 结论：（1）人眼看清物体的条件之一——远近