第十一章几何光学-课件.ppt

2．远视眼 眼在不调节时，平行光经眼的光学系统后，会聚在视网膜的后面，因此视网膜上得不到清晰的像，如图11－17(c)所示，这样的眼称为远视眼．远视眼在不调节时，不仅看不清远处物体，更看不清近处物体．但调节后，可以看清远处物体，仍看不清较近处物体，远视眼的近点较正常眼远． 远视眼的矫正方法是戴一副适当焦度的凸透镜，以祢补眼睛焦度的不足，使来自远处的平行光经透镜后会聚，再经眼睛折射后会聚于视网膜上，如图11－19所示．故此，远视眼在看近处（如明视距离）的物体时，必须使该物体经所配戴的凸透镜折射后，在远视眼的近点处成一虚像． 11－19 远视眼的矫正 例题 11－6 一远视眼的近点在眼前0.5m处，欲使其能看清0.25m处的物体，问应配多少度的眼镜？ 解：如果0.25m处的物体通过眼镜后在该远视眼的近点处成一虚像，便可使患者看清物体．设眼镜的焦距为f，物距为m，像距为＝－0.5m，代入薄透镜公式，可得 即该患者应配戴200度的凸透镜 * 第十一章 几何光学 第一节 球面成像 一、单球面折射 单球面折射：折射率不同的两种介质的分界面是球面的一部分时，所产生的折射现象。单球面折射是研究各种关学系统成像的基础 由折射定律有 OA近轴 ， 单球面折射公式，它适用于一切近轴条件下凸、凹球面的成像，但它必须遵守一个统一的符号规则，即： (2)凡是虚物、虚像的距离, p、 均取负值． (3)若是入射光线对着凸球面，则r取正值，反之，若是入射光线对着凹球面，则r取负值． ， (1)凡是实物、实像的距离， p 均取正值． 单球面折射公式中，有一个恒量，表示球面的折射本领，称为折射面的焦度， 单位为屈光度，以D表示． 例如，n2=1.5，n1=1.3，r=10cm的单球面，其焦度为2屈光度，记作2D． 点F1称为折射面的第一焦点，或物空间焦点 从F1到折射面顶点P的距离 称为折射面的第一焦距 讨论： 平行于主轴的光线经单球面折射后会聚于主光轴上一点F2，F2称为折射面的第二焦点，或像空间焦点 F2到折射面顶点P的距离 称为折射面的第二焦距 可正也可负， 正表示折射面对入射光线起会聚作用； 负表示起发散作用 用焦距表示近轴条件下的单球面成像公式 在近轴光线条件下单球面折射成像的高斯公式. 二、共轴球面系统 共轴球面系统:：两个或两个以上折射面的曲率中心如果在同一条直线上。简称共轴系统．这条通过各球面中心的直线称为共轴系统的主光轴．人眼就是一个共轴球面系统． 共轴球面系统 成像采用逐级成像法 先求出物体通过第一折射面后所成的像I1 ，以I1作为第二折射面的物，求出通过第二折射面后所成的像I2，再以I2作为第三折射面的物，依次类推，直到求出最后一个折射面所成的像为止． 例题11－2　一点光源放在一玻璃球前40cm处，已知玻璃球（n=1.5）的直径为20cm ．求近轴光线通过玻璃球后所成像的位置． 第一折射面 第二折射面 第二节 透镜 透镜：是由两个折射面组成的共轴光学系统，两个折射面之间是均匀的透明介质． 常用的是球面透镜，包括双球面折射面，或球面-平面组合等．此外还有柱面、椭球面等其它形状的透镜。 一、薄透镜成像公式 薄透镜：透镜的厚度与物距、像距及球面的曲率半径相比很小． 薄透镜按结构分类，可分为凸透镜和凹透镜两大类； 按光学性质分类，可分为会聚透镜和发散透镜两大类． 如果组成透镜材料的折射率大于镜外介质的折射率，凸透镜就是会聚透镜，凹透镜就是发散透镜． 第一折射面 第二折射面 透镜前后的介质相同时： 在空气中 薄透镜成像的高斯公式 通常用焦距的倒数来表示透镜的会聚或发散本领，称为透镜的焦度 表示，即 如果焦距用米（m）表示，则焦度的单位为屈光度（D） 二、薄透镜的组合 由两个或两个以上的薄透镜组成的共轴系统，称为薄透镜的组合．薄透镜组合后所成的像，可以采用逐次成像法求得，即先求出第一透镜单独存在时所成的像，以此像作为第二个透镜的物，再求出经第二个透镜所成的像，依次类推，直到求出最后一个透镜所成的像为止． 讨论焦距各为f1和f2 的两个薄透镜密切接触时，物距和像距间的关系 第一个薄透镜 第二个薄透镜 p值为透镜组的等效焦距f 薄透镜组的焦度 三、共轴光具组 实际光学仪器通常是多个透镜的组合系统．对任何组合透镜，只要具有同一主光轴，就可以被视为共轴光具组，物像之间的共轭关系完全可以由共轴球面系统的三对基点（两焦点、两主点、两节点）来确定，这样可以简化求像过程． 图11－8 三对基点 1.两个主焦点 如图11－8所示，物空间平行于主光轴的光束③，经系统折射后在像空间与主光轴的交点F2，称为像空间的主焦点或第二主焦点．即物空间的物在无穷远时，像空间的共