中級《眼鏡片技術》課程講義

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1、第一章　光學基礎知識肉眼能感覺到的光稱為可見光，它來自各種自然光源和人造光源。光實質是電磁波，可見光的電磁波波長在380nm～760nm之間。研究可見光的物理現(xiàn)象有：1、光是直線傳播的：人影、小孔成像、木工觀察平面直不直時都是該現(xiàn)象的驗證；2、光是獨立傳播的；3、光路是可逆的；4、光到達兩個介質的介面時，光要產(chǎn)生反射和折射。第一節(jié)　光的反射和球面鏡成像一、光的反射當光線投射到兩種介質的分界面上時，一部分光線改變了傳播方向，返回第一媒質里繼續(xù)傳播，這種現(xiàn)象稱為光的反射。自然界的反射分為：漫反射（不規(guī)則反

2、射）鏡面反射（規(guī)則反射）當介質的分界面（反射面）粗糙凹凸不平時，即使入射光線是平行的，反射光線并不平行，這種反射稱為漫反射（不規(guī)則反射）。當介質的分界面（反射面）光滑平整時，入射光是平行的，反射光仍然平行的反射，稱為鏡面反射（規(guī)則反射）。二、反射定律1、反射光線在入射光線與法線所決定的平面內(nèi)，反射光與入射光線分居在法線兩側；2、反射角等于入射角：i1＝i2　。37三、平面鏡成像像的性質：①虛像②正立③等大根據(jù)等大的性質，可以證明AO＝A′O當驗光室長度尺寸達不到國家規(guī)定的5米－6米的距離時，可以利用反

3、射鏡成像的原理，將長度尺寸壓縮一半。四、球面鏡成像鏡的反射面為球面的一部分稱做球面鏡反射面為球形的凹面——凹面鏡反射面為球形有凸面——凸面鏡1、凹面鏡的成像：37鏡面的幾何中心點O，稱鏡面的頂點。鏡面的曲率中心C，稱鏡面的球心。過球心與頂點的連線——稱為主光軸，簡稱為主軸。當一束平行于主軸的光線入射，經(jīng)凹面鏡反射后相交于鏡前主軸上的一點F，F(xiàn)點稱為焦點。r2焦距到頂點的距離FO稱為焦距，用f表示。可以證明：f=r為曲率半徑求凹面鏡的成像問題（已知物體位置，求像的位置），可以用二種辦法解決。①公式計算法

4、1f1S1S′如圖，假設物體AB，離凹面鏡距離（物距）S；像A′B′，離凹面鏡距離（像距）S′；則有如下等式：－＋　　　＝符號規(guī)則：a、入射光線自左向右為正，反之為負；反射光線自右向左為正，反之為負；b、物坐標以球面鏡頂點為原點，向右為正，向左為負；c、像、曲率中心和焦點的坐標也以球面鏡頂點為原點，向左為正，向右為負；d、物點和像點在主軸上方時，其坐標為正，反之為負；e、圖中要表示長度字母時，若要表示負數(shù)，應在其前加以負號。②作圖法：利用三條特殊光線a、與主軸平行的入射光線，反射光線過焦點；b、過焦點

5、的入射光線，反射光線平行主軸；37a、過球心的入射光線，反射光線沿原路反射。2、凸面鏡的成像：留給學員自己完成。第二節(jié)　光的折射一、光的折射　光線到達兩個介質的界面時，一部分光線在界面上反射，另一部分光線改變傳播方向，進入到另一種介質里繼續(xù)傳播，這種現(xiàn)象稱為光的折射。光的折射是普遍存在的物理現(xiàn)象，如插入水中的筷子，浸入水中的部分與　氣中的部分有彎折現(xiàn)象；觀察位于池底的物體有變淺現(xiàn)象。二、折射定律如右圖折射定律：SiniSini′1、折射光線在入射光線和法線所決定的平面內(nèi)，折射光線和入射光線分居法線兩側

6、；＝常數(shù)2、三、折射率1、光在真空中的傳播速度C＝30萬公里/秒，光在其它介質里傳播速度要下降，如在水中，V水＝3/4C，玻璃中，V玻＝2/3C等等。這種引起光的傳播速度發(fā)生變化的原因，反映出介質的一種光學特性，稱作介質的絕對折射率，簡稱折射率。n＝C＞V　　　n＞1CV37任何介質都有折射率的數(shù)值，空氣的折射率n≈1折射定律可表示成：＝n2n1SiniSini′即n1·Sini＝n2·Sini′四、光的全反射光的傳播速度大的介質，也即折射率小的介質稱為光疏媒質。光的傳播速度小的介質，也即折射率大的介

7、質稱為光密媒質。當光線從光密介質進入光疏介質時，折射角將大于入射角，隨著入射角的增大，折射角也增大。若折射角為90°時，折射光線沿界面折射，入射角再s增大，折射光線將變成反射光線，遵循反射定律。對應于折射角為90°時的入射角A稱為臨界角。根據(jù)折射定律，介質的臨界角對于真空或空氣有：n1·SinA＝n2·Sin90°1n設n1＝n　　　n2=1所以SinA=全反射是自然界中常見的現(xiàn)象，如玻璃中的氣泡特別明亮是全反射的關系；近視眼鏡片的渦旋現(xiàn)象，就是因為射入鏡片光線在周邊發(fā)生折射和全反射的結果。折射棱鏡根

8、據(jù)全反射的原理，反射面可以不鍍反射膜。第三節(jié)　透鏡和透鏡成像一、透鏡兩個包容面所包容的透明體——透鏡。包容面可以是球面或一球面一平面或一非球面一平面或一非球面一球面。透明體可以是玻璃，可以是高分子聚合物，也可以是動物的活體。透鏡的分類如下：37透鏡正透鏡雙凸平凸彎月形負透鏡雙凹平凹彎月形透鏡兩球面的球心的連線稱為透鏡的主光軸，簡稱主軸，主軸與透鏡的交點稱為光學中心，簡稱為光心。如果透鏡的厚度比起兩球面的曲率半徑小得多，或者透鏡的厚度對透鏡的屈光度影響可以