医用物理2018冯18透镜眼睛

1、透镜的定义及分类：凸透镜凹透镜透镜：仅有两个折射面且至少有一个面是球面的共轴球面系统。10.2 薄透镜：双凸、平凸、凹凸：双凹、平凹、凸凹透镜的定义及分类：厚透镜薄透镜凸透镜凹透镜透镜：仅有两个折射面且至少有一个面是球面的共轴球面系统。10.2 薄透镜：双凸、平凸、凹凸：双凹、平凹、凸凹10.2.1薄透镜成像公式(透镜前后介质相同时）对第一、第二个折射面可以分别写出：将上面两式相加整理得：通常透镜放在空气中：F1F2当透镜前后的介质相同时，可以证明10.2.2.薄透镜的焦距和焦度f1=f2=f透镜放在空气中：f1=f2=f1.薄透镜的焦距f1f2薄透镜成像公式的高斯形式：使用公式要注意符号规定

2、！实物、实像、实焦点取正；虚物、虚像、虚焦点取负。实焦点虚焦点例3.折射率为1.5的平凸透镜，在空气中的焦距为50cm，求凸面的曲率半径。平面r1=r2= -25cm10.2.1薄透镜成像公式(透镜前后介质相同时）f1=f2=fuvn1n2透镜前后介质不同时2.薄透镜焦度（dioptric strength） : 表示透镜会聚或发散光线的本领透镜两侧介质不同透镜两侧介质相同透镜置于空气中10.2.3 薄透镜组合 1.以薄透镜为基本单元，用薄透镜公式列 方程；2.依透镜顺序逐次成像；前一透镜之像（ vi）为后一透镜之物（ ui+1 ）, ui+1d vi 。d相邻的两透镜之光心间的距离注意如何求

3、物像关系？逐次成像法u1n1n1O对L1对L2d密接条件d0，u2 = - v1 v2 (u=u1 , v =v2 )L1 L21.薄透镜的密接组合 = 1 +2n个薄透镜密接: = 1 + +n例: 已知f1=20cm 、 f2=40cm, d=40cm,u=30cm求：最后成像的位置。解：1.计算法前一透镜之像为后一透镜之物。2.薄透镜的非密接组合v1=60cmu2=d v1 = -20cmv2=40cmv2v12.作图法例: 已知f1=20cm 、 f2=40cm, d=40cm,u=30cm求：最后成像的位置。解：2.薄透镜的非密接组合F1F210.3 厚透镜(共轴球面系统的三对基点)

4、1.两焦点、两主点、两节点(1)两焦点F1第一焦点F1F2F2第二焦点(2)两主点H1第一主点H2第二主点H1H2(3)两节点N1N2N1第一节点N2第二节点1.两焦点、两主点、两节点10.3.1厚透镜(共轴球面系统的三对基点)10.3 厚透镜 (1) 基点的对应关系：F1H1 ， F2H2 ； （2）u、v、f1、f2的计算基准；2.作图法求像：已知折射系统基点的位置，求物像关系F1F2H1H2uf1 f2v yy注意若折射系统前后的介质相同，则(1) f = f1 = f2(2) N1与H1重合， N2与H2 重合；1/u+ 1/v =1 /f 3. 成像关系（ u、v 之关系）F1F2H

5、1H2uf1 f2v yy10.3.2 透镜的像差1.球面像差原因:近轴光线和远轴光线经透镜折射后不能在同一点会聚.纠正的方法: 在透镜前加一光栏. 在会聚透镜后放置发散透镜(a)(b)原因:介质对不同波长的光线有不同的折射率.纠正的方法:用不同的会聚透镜和发散 透镜组合起来.2.色像差10.4.1 眼的结构和光学性质（了解）眼睛：是一个由多种介质组成的复杂的共轴球面系统。 1)角膜镜头2)瞳孔光圈3)晶状体全自动变焦镜头。位于瞳孔虹膜后面，呈双凸透镜 4)视网膜胶卷5)房水和玻璃体：均为透明液体。10.4 眼 睛古氏平均眼三对基点示意图 n=1.3315mmPCF2F15mm15mm简约眼简

6、约眼是一种更简单的模型，将眼球简化为单球面折射系统，球面曲率半径r = 5mm，n =1.33，由此可知，f1=15mm，f2=20mm，如图所示。10.4.2 眼的调节 为了将远近不同的物体成像在视网膜上，眼睛通过睫状肌调节晶状体表面的曲率半径，改变其焦度。 1远点眼在完全不调节的情况下，能看清物体的最远位置叫远点。观察处在远点的物体时，睫状肌处于完全放松状态。视力正常的眼睛，远点在无穷远处。 2近点眼睛通过调节能看清物体的最近位置叫近点。观察处在近点的物体时，眼睛处于最大调节状态。视力正常的眼睛，近点距离约为1012cm。 3明视距离对于一个视力正常的人，不易引起眼睛过度疲劳的最适宜的距离

7、约为25cm，这个距离称为明视距离。10.4.3 眼的分辨本领及视力 1视角决定一个物体在视网膜上成像大小的不是物体的大小，而是物体两端入射到眼睛节点的光线的夹角，这个夹角称为视角。 a人眼能分辨的最小视角：1视力(分辨本领)Vs=（visual acuity） 能分辨的最小视角 min（分）1眼睛在明视距离处可分辨的两物点间的最小距离y=25tg1 =0.1mm。a最小视角10 2 1 0.67 视力 0.10.51.01.5视力(分辨本领)Vs=能分辨的最小视角 min （分）1E4.04.75.05.2各公式都要注意符号规定！1.薄透镜成像公式：高斯形式：焦距：小结2.薄透镜组合的计算(掌握)3.共轴球面系