棱镜和棱镜的合成分解课件

第四章第四章 第一、二第一、二节节眼用棱镜眼用棱镜棱镜度的合成与分解棱镜度的合成与分解5/21/20241yy第四章第一、二节眼用棱镜8/3/20231yy 第一节第一节眼用棱镜眼用棱镜prismprism5/21/20242yy第一节prism8/3/20232yy棱镜棱镜棱镜棱镜反射棱镜反射棱镜折射棱镜折射棱镜由一个或多个互不平行的由一个或多个互不平行的反射反射面面组成的光学系统。组成的光学系统。两个或两个以上的不平行的两个或两个以上的不平行的折射折射面面围成的透明棱柱体。围成的透明棱柱体。截面是三角形的棱镜叫做三棱镜。截面是三角形的棱镜叫做三棱镜。5/21/20243yy棱镜棱镜反射棱镜折射棱镜由一个或多个互不平行的反射面组成的光1.1.反射棱镜的类型反射棱镜的类型反射棱镜反射棱镜一次反射棱镜一次反射棱镜二次反射棱镜二次反射棱镜三次反射棱镜三次反射棱镜306045455/21/20244yy1.反射棱镜的类型反射棱镜一次反射棱镜二次反射棱镜三次反射棱2.反射棱镜作用：倒像反射棱镜作用：倒像利用棱镜可翻转倒立的像。利用棱镜可翻转倒立的像。xyzoxyzo反射棱镜成像特性相当于平面反射镜。反射棱镜成像特性相当于平面反射镜。xyzoxyzoxyzo5/21/20245yy2.反射棱镜作用：倒像利用棱镜可翻转倒立的像。xyzoxy5/21/20246yy8/3/20236yy折射、三棱镜折射、三棱镜5/21/20247yy折射、三棱镜8/3/20237yyTSQiuZhijieArtProject_HouseofPrism_S5/21/20248yyTSQiuZhijieArtProject_Hous棱镜的构造棱镜的构造棱镜折射和色散棱镜折射和色散棱镜的方位表示法棱镜的方位表示法眼用棱镜眼用棱镜内容提要内容提要棱镜的单位和测量棱镜的单位和测量5/21/20249yy棱镜的构造棱镜折射和色散棱镜的方位表示法眼用棱镜内容提要棱镜主截面主截面顶顶顶角顶角底底B底顶线底顶线一、棱镜的构造一、棱镜的构造5/21/202410yy一、棱镜的构造8/3/202310yy改变光束的方向，不改变光束的聚散度改变光束的方向，不改变光束的聚散度 有屈折光线的能力，而无聚焦的能力有屈折光线的能力，而无聚焦的能力 顶角的大小决定了棱镜对光线偏折能力强弱顶角的大小决定了棱镜对光线偏折能力强弱 （应用）（应用）出射光线折向其底出射光线折向其底,(,(虚虚)像向尖（顶）移动像向尖（顶）移动二、棱镜折射和色散二、棱镜折射和色散5/21/202411yy改变光束的方向，不改变光束的聚散度二、棱镜折射和色散8/3/棱镜对光的偏向作用棱镜对光的偏向作用 通过三棱镜的光线经三棱镜两次折射后向三棱通过三棱镜的光线经三棱镜两次折射后向三棱镜镜底侧底侧偏折。偏折。1、5/21/202412yy棱镜对光的偏向作用通过三棱镜的光线 在光线发生第一次折射时，是由空气进入玻璃，由于玻璃在光线发生第一次折射时，是由空气进入玻璃，由于玻璃对空气的折射率大于对空气的折射率大于1 1，折射角小于入射角，光线向下偏折；当，折射角小于入射角，光线向下偏折；当从棱镜中射向空气时，由于空气对玻璃的折射率小于从棱镜中射向空气时，由于空气对玻璃的折射率小于1 1，折射角，折射角大于入射角；光线经过棱镜后会继续向底面偏折。大于入射角；光线经过棱镜后会继续向底面偏折。棱镜对光的偏折作用原理棱镜对光的偏折作用原理5/21/202413yy在光线发生第一次折射时，是由空气进入玻璃，由于玻璃14 The effect of a prism on incident lightThe emergent light is deviated towards its base The image is deviated towards its apex Vergence is constant BB 5/21/202414yy14Theeffectofaprismonin15 Effect of a prism on a crossline chartThe crossline will appear displaced towards the prism apex The displacement will in proportion to the distance between prism and object5/21/202415yy15Effectofaprismonacros16 Prismatic effect of base down prismThe pencils of light always refracted towards the thickest part of prism5/21/202416yy16Prismaticeffectofbasedo5/21/202417yy8/3/202317yy光的色散现象光的色散现象2、5/21/202418yy光的色散现象2、8/3/202318yy白色自然光线白色自然光线红色光线红色光线紫色光线紫色光线色散现象的原理分析色散现象的原理分析 5/21/202419yy白色自然光线红色光线紫色光线色散现象的原理分析8/3/20光的色散结论光的色散结论色散是光的折射色散是光的折射红光在最上段，紫光在下段红光在最上段，紫光在下段红光的偏折最小，紫光偏折最大红光的偏折最小，紫光偏折最大波长越长，折射率越小，偏折越小波长越长，折射率越小，偏折越小红紫色散现象的结论色散现象的结论 5/21/202420yy光的色散结论色散是光的折射红紫色散现象的结论8/3/202还有哪些方法还有哪些方法可以实现光的色散？可以实现光的色散？5/21/202421yy还有哪些方法8/3/202321yy3.棱镜的应用棱镜的应用通过棱镜改变光的传播路径。通过棱镜改变光的传播路径。利用棱镜对白光的色散现象，制成分光镜的利用棱镜对白光的色散现象，制成分光镜的重要器件。重要器件。利用全反射现象，可制成全反射镜。利用全反射现象，可制成全反射镜。5/21/202422yy3.棱镜的应用通过棱镜改变光的传播路径。8/3/202改变光的传播路径改变光的传播路径矫正眼肌障碍矫正眼肌障碍矫正辐辏功能不足矫正辐辏功能不足其他应用其他应用5/21/202423yy改变光的传播路径矫正眼肌障碍8/3/202323yy全反射棱镜全反射棱镜5/21/202424yy全反射棱镜8/3/202324yy5/21/202425yy8/3/202325yy1.1.棱镜的屈光力棱镜的屈光力 描述棱镜偏向作用的物理量描述棱镜偏向作用的物理量 偏向角偏向角 表示（表示（非顶角非顶角）三、棱镜的单位和测量三、棱镜的单位和测量5/21/202426yy1.棱镜的屈光力三、棱镜的单位和测量8/3/202326yy5/21/202427yy8/3/202327yy2.单位单位：棱镜度棱镜度2.1 2.1 定义定义使光线在使光线在100100单位距离处，偏移单位距离处，偏移l l单位的距离单位的距离如如果果在在1m1m的的距距离离上上能能使使光光线线位位移移1 1cmcm，即即三三棱棱镜镜为为1 1个个棱棱镜度镜度，记为：，记为：1 15/21/202428yy2.单位：棱镜度2.1定义8/3/202328yy29 1 prism diopter1 ：deviate 1cm at 100 cm 1 1cm100cm5/21/202429yy291prismdiopter1：deviate棱镜度表示单位为厘米每米（表示单位为厘米每米（cm/m）单位名称为单位名称为“棱镜屈光度棱镜屈光度”符号为符号为“”5/21/202430yy棱镜度表示单位为厘米每米（cm/m）8/3/202330yy2.2 计算计算5/21/202431yy2.2计算8/3/202331yy3.厘弧度厘弧度厘弧度是厘弧度是l l弧度弧度(radian)(radian)的百分之一的百分之一即偏向角即偏向角以弧度为单位时的以弧度为单位时的100100倍倍1为为1100rad厘弧度记录为厘弧度记录为R R 1 1弧度弧度=10=10分弧度分弧度=100=100厘弧度厘弧度弧度和度如何转换呢？弧度和度如何转换呢？图6-10.棱镜的厘弧度单位x5/21/202432yy3.厘弧度厘弧度是l弧度(radian)的百分之一图6-133 centrad1 deviate 1/100 r at distance 1 r.1 1/100 rr5/21/202433yy33centrad1deviate1/100r=100tan =1.745 为什么引入该单位为什么引入该单位？5/21/202434yy=100tan为什么引入该单位？8/3/20推导推导1 rad1 rad是圆弧的长度等于其半径的圆心角，为：是圆弧的长度等于其半径的圆心角，为：1 rad 1 rad18018057.29657.296 所以：所以：ll0.572960.57296厘弧度与偏向角厘弧度与偏向角 的关系如下：的关系如下：R=0.57296=1.74533 =0.57296R厘弧度与偏向角恒成厘弧度与偏向角恒成1.7451.745的比例。的比例。5/21/202435yy推导1rad是圆弧的长度等于其半径的圆心角，为：8/3/2右眼右眼 左眼左眼四、棱镜的方位表示法四、棱镜的方位表示法5/21/202436yy上60外内下30120150210240330300外内上下老式英国标记法老式英国标记法 5/21/202437yy老式英国标记法8/3/202337yy38 Old English base notation120up604530Routdown60453013515O120135150120up604530Lindown60453013515O120135150inoutRight eyeLeft eye5/21/202438yy38OldEnglishbasenotation12新式英国标记法新式英国标记法 360360标记法标记法 5/21/202439yy新式英国标记法360标记法8/3/202339yy40 New English base notation120up604530Routdown60453013515O120135150120up604530Lindown60453013515O120135150inoutRight eyeLeft eye5/21/202440yy40NewEnglishbasenotation12360360底向表示法：底向表示法：面对面、自右向左面对面、自右向左 右眼右眼3 3 底向底向4545 OD OD（S S）3 3 B45B45内（内（BIBI）、）、外（外（BOBO）上（上（BUBU）、下（）、下（BDBD）5/21/202441yy360底向表示法：面对面、自右向左8/3/202341yy分析：分析：当棱镜在眼前水平放置时当棱镜在眼前水平放置时分为底朝内分为底朝内BIBI和底朝外和底朝外BOBOl底朝内就是指棱镜的底朝向鼻侧底朝内就是指棱镜的底朝向鼻侧l底朝外就是指棱镜的底朝向颞侧底朝外就是指棱镜的底朝向颞侧l如：右眼底朝外是指底朝向如：右眼底朝外是指底朝向180/180/左眼底朝外是指底朝向左眼底朝外是指底朝向00当竖直放置在眼前的棱镜当竖直放置在眼前的棱镜分为底朝上分为底朝上BUBU和底朝下和底朝下BDBDl底朝下是指在底朝下是指在270 270 l而底朝上是指在而底朝上是指在90 90 5/21/202442yy分析：当棱镜在眼前水平放置时8/3/202342yy五、眼用棱镜五、眼用棱镜1.1.顶角很小顶角很小5/21/202443yy五、眼用棱镜1.顶角很小8/3/202343yy5/21/202444yy8/3/202344yy5/21/202445yy8/3/202345yy5/21/202446yy8/3/202346yy压贴三棱镜压贴三棱镜5/21/202447yy压贴三棱镜8/3/202347yy2.2.棱镜的应用原理棱镜的应用原理改变光线方向，达到符合眼位的效果改变光线方向，达到符合眼位的效果5/21/202448yy2.棱镜的应用原理改变光线方向，达到符合眼位的效果8/35/21/202449yy8/3/202349yy5/21/202450yy8/3/202350yy1配戴三棱镜前斜视孩子明显的代偿头位配戴三棱镜前斜视孩子明显的代偿头位2配戴三棱镜后斜视儿童的代偿头位消失配戴三棱镜后斜视儿童的代偿头位消失.5/21/202451yy1配戴三棱镜前斜视孩子明显的代偿头位2配戴三棱镜压贴膜状三棱镜压贴膜状三棱镜5/21/202452yy压贴膜状三棱镜8/3/202352yy5/21/202453yy8/3/202353yy5/21/202454yy8/3/202354yy5/21/202455yy8/3/202355yy患儿王某女垂直斜视斜视代偿头位头向左键倾斜歪头试验阳性戴三棱镜后代偿头位消失眼位正5/21/202456yy患儿王某女垂直斜视8/3/202356yy患儿周某麻痹性斜视麻痹性斜视代偿头位头向右肩倾斜歪头试验阳性带三棱镜后代偿头位消失眼位正5/21/202457yy患儿周某麻痹性斜视8/3/202357yy患儿史某女左眼大度数内斜术后残留小度数内斜视带三棱镜校正后眼位正映光正家长满意5/21/202458yy患儿史某女左眼大度数内斜8/3/202358yy5/21/202459yy8/3/202359yy5/21/202460yy8/3/202360yy5/21/202461yy8/3/202361yy5/21/202462yy8/3/202362yy（2 2）通过棱镜的物体向尖的方向偏移通过棱镜的物体向尖的方向偏移5/21/202463yy（2）通过棱镜的物体向尖的方向偏移8/3/202363yy（3 3）产生复像，达到视觉检查的特殊需要）产生复像，达到视觉检查的特殊需要5/21/202464yy（3）产生复像，达到视觉检查的特殊需要8/3/202364y（4 4）棱镜的厚度差）棱镜的厚度差5/21/202465yy（4）棱镜的厚度差8/3/202365yy 第二节第二节棱镜的合成与分解棱镜的合成与分解5/21/202466yy第二节8/3/202366yy棱镜的合成棱镜的合成任意基底方向的两棱镜合成任意基底方向的两棱镜合成内容提要内容提要棱镜的分解棱镜的分解5/21/202467yy棱镜的合成任意基底方向的两棱镜合成内容提要棱镜的分解8/3/棱镜的合成棱镜的合成l矢量法（做图法）矢量法（做图法）l计算法计算法一、棱镜的合成一、棱镜的合成5/21/202468yy棱镜的合成一、棱镜的合成8/3/202368yy69 Compounding of prism on cardinal direction OD 3 BU 4 BI compounding 3 BU4 BI5/21/202469yy69Compoundingofprismonca70 Compounding of prism on cardinal direction OS 2 BI 2 BD compounding 2 BD2 BI5/21/202470yy70Compoundingofprismoncar71 Resolving of prism on cardinal direction Resolve OD 4 base Up and In 30 30 5/21/202471yy71Resolvingofprismoncardi72 60 Resolving of prism on cardinal direction Resolve OS 6 base down and In 60 5/21/202472yy7260Resolvingofprismonc73 900INOD900180INOUTOblique Prismatic EffectsObliquely crossed prisms11v1h22v2hRR5/21/202473yy73900INOD900180INOUTObliqueP5/21/202474yy8/3/202374yy例例1 1：右眼：右眼3 3BUBU与与4 4BIBI合成单一棱镜合成单一棱镜VROH（1）图解法：图解法：OR=5ROH=3715/21/202475yy例1：右眼3BU与4BI合成单一棱镜（2 2）公式法：）公式法：OR=OR=3 =3 +4+4 =5 =5 tan ROH=RH/OH=3/4=0.75tan ROH=RH/OH=3/4=0.75 ROH=36.52 ROH=36.52 合成棱镜大小为合成棱镜大小为5 5，底朝上内，底朝上内36.5236.52OV+OH5/21/202476yy（2）公式法：OV+OH8/3/202376yy二、棱镜的分解二、棱镜的分解例：分解三棱镜例：分解三棱镜2 2 B60B60 在水平和垂直方向在水平和垂直方向OV=ORSin60=1.73BUOH=ORCos60=1BI5/21/202477yy二、棱镜的分解例：分解三棱镜2B60在水平和垂直方作作9090及及180180垂直线，沿垂直线，沿6060按比例量得按比例量得OR=2OR=2，由由R R向垂直及水平方向作垂直线向垂直及水平方向作垂直线(RV(RV及及RH)RH)，OV OV代表棱镜作用的垂直成分代表棱镜作用的垂直成分1.731.73 OHOH代表棱镜作用的水平成分代表棱镜作用的水平成分1 1。即即2 2（BUBU及及I I）在）在6060，可分解为，可分解为1.731.73BUBU和和1 1BIBI5/21/202478yy作90及180垂直线，沿60按比例量得OR=2，8/三、任意基底方向的两棱镜合成三、任意基底方向的两棱镜合成5/21/202479yy三、任意基底方向的两棱镜合成8/3/202379yy右眼-5.00D近视联合3底朝内联合4底朝上5/21/202480yy右眼-5.00D近视联合3底朝内联合4底朝上8/3/25/21/202481yy8/3/202381yy5/21/202482yy8/3/202382yy