眼镜镜片与光学知识.docx

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1、眼镜镜片与光学知识第一章　光学基础知识肉眼能感觉到的光称为可见光，可见光来自各种自然光源和人造光源。可见光的波长范围为380～760nm，小于380nm的为紫外区，大于760nm的为红外区。光在不同媒质中的传播速度不相同，在真空中的传播速度是最快的，约为3×108米/秒。传播速度大的媒质相对于传播速度小的媒质叫光疏媒质，反之叫光密媒质。光的传播有四个基本定律：光的直线传播定律、光的独立传播定律、光的反射定律、光的折射定律。第一节    光的反射和反射定律一、光的反射当光线投射到两媒质的分界面上时，一部分光线改变传播方向，

2、返回原来媒质里继续传播，这种现象称为光的反射。光的反射分为漫反射（或不规则反射）和镜面反射（或规则反射）。通过漫反射我们可以从不同角度观察到物体，利用漫反射现象我们可以检查被加工物体的光洁度。光学仪器可利用镜面反射来改变光的传播方向，控制光路。光反射时，反射光的比例与媒质性质和入射角的大小有关。二、反射定律反射光线在入射光线与法线所构成的平面内，反射光线和入射光线分居在法线两侧。反射角等于入射角i1=i2。反射现象里光路是可逆的，我们从平面镜内看见别人，别人也同时看见我们就是这个道理。第二节平面镜成像和球面镜成像一、平面

3、镜成像利用反射定律我们可以确定物体经平面镜成的像。平面镜成像的特点：成虚像、成正立像、物像等大。根据平面镜成像的原理，我们在设计验光室时，可借助平面镜将验光室的长度缩短。二、球面镜成像镜的反射面为球面的一部分称为球面镜。反射面为凹面的称为凹面镜，反射面为凸面的称为凸面镜。顶点、球心、曲率半径、主轴、副轴的定义。1、    凹面镜焦距等于曲率半径的一半，即f=r/2。凹面镜的成像可利用成像公式计算和作图方法来求解。成像公式为：-1/s+1/s＇=1/f＇。成像公式应遵循符号规则。成像公式为近似公式。作图方法求解成像是利用三

4、条特殊光线。2、    凸面镜成像情况同凹面镜。此外我们可以验证不管物体在何位置，凸面镜始终成缩小的、正立的虚像。因此，同样直径的凸镜可比平面镜能观察到较大的范围。第三节　光的折射和折射定律一、    光的折射投射到界面的光线，有一部分将透过界面改变传播方向，进入另一种媒质继续传播，这种现象称为光的折射。光的折射现象是自然界里普通存在的现象，眼镜片能矫正屈光不正也是光的折射现象的体现。二、折射定律折射光线在入射光线和法线所决定的平面内。入射角的正弦和折射角的正弦之比是一个与入射角大小无关的常数。在折射现象里，光路也是可逆

5、的。三、折射率1、    相对折射率l折射定律中谈及的常数与两媒质的性质有关，称第二种媒质对于第一种媒质的相对折射率，记作n2.1。l第二种媒质对于第一媒质的相对折射率等于光线在第一种媒质里的传播速度与光在第二媒质里的传播速度之比。即n2.1=v1/v2。l反之亦然，n1.2=v2/v1。2、绝对折射率任何媒质相对于真空的相对折射率称为媒质的绝对折射率，简称折射率。媒质的折射率等于光在真空中的传播速度与光在该媒质中的传播速度之比，即n＝c/v。折射率恒大于1。光在空气中的传播速度与光在真空中的传播速度相差很小，所以空气的

6、折射率近似等于1。3、任何两媒质间的相对折射率因为　　n2.1＝v1/v2，n2.1＝v2/v1　　所以n2.1＝1/n1.2。又因为　n1＝c/v1，n2＝c/v2　  　所以n1/n2＝v2/v1＝n1.2。折射定律又可表达为：Sini/Sini＇＝n2.1＝n2/n1，即n1Sini＝n2Sini＇。四、光的全反射光的传播速度大的媒质称为光疏媒质，光的传播速度小的媒质称为光密媒质。光疏媒质、光密媒质是相对而言的。光从光疏媒质进入光密媒质，折射光线要靠拢法线。光从光密媒质进入光疏媒质，折射光线要离开法线。当入射角大到

7、一定程度时，折射光线将沿着分界面折射，即折射角i＇=90°。若再增大入射角，折射光线将产生反射，遵循反射定律。这种现象为全反射。对应于折射角90°时的入射角称为媒质的临界角，记作A。SinA=1/n。全反射产生的条件：⑴光从光密媒质进入光疏媒质；⑵入射角大于临界角A。光学仪器中的折射棱镜，根据全反射的原理，棱镜的反射面可以不镀反射膜。第四节透镜和透镜成像一、    概述两个包容面所包容的透明体称为透镜。透明体可以是光学玻璃、光学塑料，也可以是动物的活体。包容面可以同是曲面，或一为曲面一为平面。曲面可以是不同形状的，如球面

8、、圆柱面、环曲面、非球面，最常见的为球面。包容面为球面或一面为球面一面为平面的透镜称为球面透镜。球面透镜分为凸透镜（正透镜）和凹透镜（负透镜）。凸透镜又分为双凸、平凸和弯月形三种，凹透镜又分为凹、平凹和弯月形三种。球面透镜两球心的连线称为透镜主光轴，简称主轴。如果透镜中心厚度比起两球面曲率半径小得很多，或者说中心厚度