醫(yī)用物理學幾何光學 (1)

1、§11.1 球面成像,一、單球面折射1、單球面折射：…2、單球面折射公式的推導(圖)： …3、符號規(guī)則：凡是實物、實像的距離，p、p'均取正值；虛物、虛像的距離p、p'，均取負值；凸球面對著入射光線則r為正，反之為負。,,,,單 球 面 折 射,,,,M,N,單 球 面 折 射 系 統(tǒng) 的 焦 點 和 焦 距,,,4、折射面的焦度（degree focus）：5、第一

2、焦點（ ）： 第二焦點（ ）：6、單球面折射成像的高斯公式：,,,例題：有經(jīng)驗的漁夫在河岸用漁叉逮魚時，都知道不能對著魚投擲漁叉，而要將漁叉向魚的下方投擲。若魚的視覺深度為30cm，水的折射率為4/3，試計算漁夫該向水下多深的地方投擲漁叉？,,二、共軸球面系統(tǒng)共軸系統(tǒng)(coaxial system)：…成像規(guī)律：順次成像法…后一單球面物距 與前一單球面像距 的關系：,,,,,例題:空氣中有一半徑為2cm的玻璃球(

3、n=1.5).試求(1)當物點緊貼玻璃球表面時,其成像位置在哪里?(2)物點距玻璃球多遠時,其成像在無窮遠?,,n=1.5,§11.2 透鏡,透鏡(lens) ：由兩個折射面組成的共軸光學系統(tǒng)。薄透鏡（thin lens）：厚度遠小于物距、像距、曲率半徑。,薄 透 鏡 成 像 光 路 圖,,,一、薄透鏡成像公式1、推導…（圖）2、公式：當n0=1時，,,3、焦點(focus)及焦距：當n0=1時，4、高

4、斯形式： 5、焦度：,,透 鏡 的 焦 點 和 焦 距,,可見，會聚透鏡焦距為正值，發(fā)散透鏡的焦距為負值。,,二、薄透鏡的組合,透鏡組：…1、成像規(guī)則：逐次成像法2、兩個薄透鏡緊密貼在一起后，成像公式的推導…（圖）取 得 ，所以即,,薄 透 鏡 組 合,,,,,,共軸光具組 的 三 對 基 點,,三、共軸光具組,,共軸光具組成 像 作

5、 圖,,,,H1,N1,,,,,,四、柱面透鏡(cylindrical lens),,,,球差(spherical aberration)和消球差光學系統(tǒng),色像差(chromatic aberration)和消色差光學系統(tǒng),§11.3 眼,一、眼的光學結構與調節(jié)1、眼的光學結構,,,簡約眼,,,,2、眼的調節(jié)①調節(jié)…②遠點(far point)：眼睛不調節(jié)時能看清的物點的位置。正常視力遠點在無窮遠處。③ 近點(ne

6、ar point)：眼睛最大調節(jié)時能看清物體的最近距離。正常視力（10～12cm）④ 明視距離(visual distance)：最不易引起眼睛過度疲勞的距離。（正常視力25cm）,,二、視力 屈光不正及其矯正1、視力(vision)視角(viewing angle)：從物體兩端入射到眼中節(jié)點的光線所夾的角度。正常視力能分辨的視角為 ，在明視距離處（25cm）對應的距離約為0.1mm。視力：眼睛分辨的最小視角的倒數(shù)。,

7、,2、眼的屈光不正及其矯正正常眼；非正常眼（屈光不正）（1）近視眼近視眼：眼睛不調節(jié)時，平行光進入眼內經(jīng)折射后會聚于視網(wǎng)膜前面。（圖）原因：曲率大，焦度大；眼球前后徑長。矯正方法：需配帶凹透鏡要求：該凹透鏡能使平行光線所成虛像在近視眼的遠點處。 （圖）,近 視 眼 及 其 矯 正,遠點,凹透鏡,,（2）遠視眼遠視眼：眼睛不調節(jié)時，平行光進入眼內經(jīng)折射后會聚于視網(wǎng)膜后面。（圖）遠視眼的近點比正視眼要遠些。原因：曲率半徑大

8、，焦度?。谎矍蚯昂髲蕉?。矯正方法：需配帶凸透鏡要求：遠視眼在看眼前較近的物體時，所選擇的凸透鏡必須將此物體的虛像成在遠視眼的近點處。（圖）,,（3）散 光 眼,,,,§11.4 放大鏡和顯微鏡,一、放大鏡(magnifier)1、放大鏡：會聚透鏡，增大視角，使人能看清更近的物體。成像原理：物體在凸透鏡焦點以內，成放大、正立的虛像。（圖）2、角放大率(angular magnification)公式的推導…,,放 大

9、鏡 放 大 原 理,,,,二、顯微鏡(microscope)的成像原理顯微鏡的光路圖（圖）（對圖說明）…顯微鏡的放大率：,,顯微鏡成像光路,,三、分辨本領衍射現(xiàn)象限制了光學系統(tǒng)分辨物體細節(jié)的能力。只有物鏡能分辨的細節(jié)，經(jīng)目鏡放大視角后，才能分辨。（1）瑞利判據(jù)：…（圖11-23）分辨距離：顯微鏡剛能分辨清楚的兩物點間的最短距離。Z分辨本領：1/Z,,,,,（2）分辨距離公式的推導（圖）,,（3）提高顯微鏡分辨本領的方法：