医用物理-6、几何光学是以基本实验定律为基础用几

第9何光几何光学是以基本的光学实验定律为基础，用几 定律 球面折单球面折1①单球面折射： 种不同折射率的透

i介质的分界面为球面的一部分时，光在该分界面所产生的折射

h P ⑥近轴光线(paraxialrays)

h、n2则

nsin

P nsin

i2sin 因

由i1

h 又

tan

hu

P PHNtan

v

hv

hr

联立（1）、（2）两式，可得：

n1n1 n2uvr①上

凡是虚物（会聚）、虚像（发散），u、v取负值1r

说明：1D=100表示，由于υ=∞，所以ff1n2r1表示，由于u=∞，所以 2nr21f2折f2例圆柱形玻璃棒(n=1.5)的一端为半径是2cm的求当棒置于空气中时，在棒的轴线上距离解（）当棒置于空气中时

v

1.512

（2）f1n

r 21

f2

n

21

1.51

共轴球面系例玻璃球(n=1.5)的半径为10cm，一点光源放在球第一次

1

1.51

1.5

1

透镜薄透镜成像公

n1 1

v n

2

u1

u2 11薄透镜成像公式u

v

n

n说明）仅适用于近轴光线

n n

1 f1 (

2)

1(n

nn2

f2薄f2

n

11f1

0 )薄透镜的两焦距

n

(1

)

f

f

u1u11nn0(11vu11vf

形式

1

n1(1

1

u1u11vf 薄透镜组透镜组成像原理：1

1 1

v 111） f2

u2 u111u111vf2透镜组成像公式：11f：11ff2：贴合薄透镜组的等效焦：

例凸透镜L1和凹透镜L2的焦距分别为20cm和40cm，L2在L1右边40cm处。在透镜L1左边30cm处放置一物体第一次

1

1

v

柱面透镜（cylindrical9.3.5透镜的像 1（spherical2（chromatic眼睛的光学结Φ=n2-n1/r空气与角膜的折射率的差值较眼内任何相邻两种媒质折射率的差值大，所以最大的折射发生在空气与角膜眼睛的调由于睫状肌的收缩改变晶状体表面的曲率半径，眼的焦度能在一定范围内自动改变，将远近不同的物体成像但这种调节有一定的限度，焦度范围：58.6D～远 能看清物体的最大距离；远点：∞近 能看清物体的最小的距离。近点：10~12cm明视距 tantanL视从物体两端射入到眼 视角(visualangle)。视角的大小决定物体在视网膜上成像的大小，视角实验，视力正常的眼睛能分辨两物点的视角为1′，与之对应，在明视距离处眼睛能分辨两物点之间眼的分辨本领及视常用眼睛分辨的最小视角的倒数表示其分辨本领，称为视力(visualacuity)。 能分辨的最小视角（单位：分

：二行为5′，所以标注视力为0.2 ：： L5

lg

如最小视角为10’，则视力为0.1或4.0最小视角为1’，则视力为1.0或5.0.查视力时,受检者站在5m行E”字,此人的视力应是（眼睛不调节时，行光进入眼内经折射后刚好落在视网膜上形成一清晰的像点，称为屈光正常或正视眼。否正视 近视远视 散光近视某近视眼的患者远点在眼前50cm解：配戴的眼镜必u v1

f

200远视例某远视眼的患者近点在1.2m处，要看清眼前12cmu v

1

f

7.5D

750散光

tanftanf显微

线放角放tany

tan

u y'

y'

f2M My'25

由于u1

则

s

v1su2

f1f2（1）(经透镜几何光学 物 象物(物点集合象(象点集合(经透镜波动光学 物点 象物(物点集合象(象斑集合距离很近的两个物点的象斑有可 ，从而分辨不清（2）简单地说，若其中一个物点的斑的中心恰好落在另一物点的第一暗纹处,则此两物点之间的距离恰好是可以分辨的极限距离。瑞利判据显微镜的分辨本Z 2nsin N(numericalaperture)（N•A）说明：1）由物镜所决定 可用油浸物例如，一个40×（N.A0.65）的物镜配上一个20×的目镜与用100×（N.A1.30）的物镜配上8×的目镜，它们的放大率虽然都是800×，但是后者的分辨本领比前②减小照射光的波长(λ)纤光学纤维（光纤 光学原nn2nsininsini' 由 +i'

i' 所

ii最大投射角为i，则nsininsini' n

i')

sin

ncosi' n2nn2n