眼应用光学ppt课件

眼应用光学基础 1 眼应用光学课程是一门重要的专业基础课程 眼应用光学与眼镜的验配 视觉器官的生理 光学 验配技术等紧密关联 称之为边缘性学科 结合眼视光的特点 系统而又有重点的学习应用光学知识和技术 掌握基础应用光学中的一些基本成像概念 成像规律 以及基本光学技术 并运用到成像计算和成像作图中去 近一步学习和解答 眼镜学 眼视光器械学 隐形眼镜验配技术 屈光技术 等等后续课程中出现的光学问题 打下一个良好的基础 2 眼应用光学 3 眼科学 视光学与光学有着密切联系 人体眼球的屈光系统的结构就如同一架精密而又复杂的摄像机 眼科学和视光学中包括从角膜到眼底 各种屈光 视野和眼压等大部分检查 诊断和治疗仪器 都要应用到光学原理和技术 有许多仪器本来就是医学光学仪器 如 检查中的裂隙灯显微镜 检眼镜 验光仪 角膜曲率计 同视机 眼底照相机等 治疗的弱视治疗仪 手术显微镜 激光治疗机等 最重要还有提高视功能的光学 药物 如眼镜 触镜 人工晶体 低视力助视器等 总结 要学好眼视光专业课程 必须学好本门眼应用光学基础课 4 课程主要内容 几何光学相关基础知识物理光学相关基础知识眼镜光学基础眼视光器械常用组合光学系统 5 第一章几何光学相关知识 第一节几何光学基本定律第二节球面与共轴球面系统的理想成像第三节光学系统中的光阑第四节几何像差概述 6 第一节几何光学基本定律 光波与波面光是一种电磁波 具有波粒二象性 又称光波 可见光波长范围为380 760nm 可见光区内波长不同 颜色不同 单一波长的具有特定颜色的光 成为单色光 几种单色光相混合后产生的光称为复色光 不同波长的光在真空中的传播速度是相同的 C 3 0 10 8m s空气中传播速度与真空中速度差值小 计算时就当作是真空光速 不同的波长的光波在同种介质中传播速度是不一样的 介质折射率n c vv 光在相应介质中的光速折射率n的大小与介质本身光学性质和光的波长有关 表示介质折射光能力的强弱 7 8 折射率高的介质折光能力强 但是光速慢 称为光密介质 折射率低的介质折光能力弱 但是光速快 称为光疏介质 波长长的色光折射率低 波长短的色光折射率高光是一种横波 自电光源向四周辐射的光波 在某一瞬间时 光振动位相相同的个点构成一曲面 也就是光波在某一时刻所达到的特定位置 称为波面 波面 光线 光波 光波波面光线 9 发光体与发光点 发光体 在几何光学中 一切自身发光的物体 恒星与电灯 或被照明而发光的物体 发光点 当发光体的大小与辐射光能作用距离相比可忽略时 被认为是发光点或电光源 是无体积和线度 只有空间位置的发光几何点 10 三 光线与光束 光线 既无直径也无体积 但具有一定方向的几何线 用来表示光能传播的方向 应光能实沿着波面的法线方向传播 应此 光线就相当于该光波的波面法线 光线概念的意义 把复杂的光能传输和光学成像问题归解为简单的几何运算问题 光程 若光线在折射率为n的介质中传播距离为l 则乘机nl就是该光线的光程光束 有一定关系光线的集合 11 光束 非同心光束像散光束 同心光束 发散光束会聚光束平行光束 12 几何光学的基本定律 光的直线传播定律在各向同性的均匀介质中 光线是沿着直线传播的 如影子 日月食 经典的验证实验是小孔成像实验 光的独立传播定律来自不同方向的光线在传播途中相遇时 彼此互不影响 各自独立传播 在相交处 其作用是简单的相加 13 光的反射定律入射光线 反射光线和分界面入射点处的法线三者位于同一平面内 入射角i和反射角i 而这绝对值相等且符号相反 即入射光线和反射光线分别位于法线的两侧 表示式i i 14 光的折射定律入射光线 折射光线和分界面入射点处的法线三者位于同一平面内 入射角i和折射角i 的正弦之比为一常数 即为两种介质的折射率之比 表示式sini sini n nn n 分别为两种介质的折射率 15 16 练习题 当光线以30 入射角从空气中射向水面 水的折射率为1 33 问其反射光线与折射光线方向 17