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1、10.1 几何光学的基本原理 10.2 球面折射成像 10.3 薄透镜成像 10.4 眼睛 10.5 放大镜 10.6 显微镜10.1 几何光学的基本原理 10.1.1 光的直进定律 光的直进定律: 光在各向同 性的均匀介质中沿直线传播.针孔成像 日食 本影和半影本影和半影不透明体遮住光源时, 如果光源是比较大的发光体, 产生 的影子有两部分: 完全暗本影, 半明半暗半影.消除本影为了避免灯光产生的本影，在手发光物体的面 积越大，本影就越小. 医生给病人做手术时，为了 避免灯光产生的 本影，在手术台 上方安装的就是 由多个高亮度灯 在圆盘上排列而 成的大面积光源 。入射光线反射光线法线ii光的
2、反射定律: 反射光线、 入射光线总是和法线处在同 一平面(入射面)内, 入射光线 和反射光线分居于入射点界 面法线的两侧, 反射角等于入 射角. 镜面反射和漫反射镜面反射和漫反射10.1.2 10.1.2 光的反射定律光的反射定律 平面镜反射成像平面镜反射成像 实物和虚物实物和虚物 实像和虚像实像和虚像光路可逆性原理10.1.3 光的折射定律入射光线折射光线入射角 i折射角 r法线介质1介质2 折射光线总是位于入射面内, 并且与入射光线分居在法线 的两侧. 当一束白光被介质折射时， 因各种波长的折射角不同而 形成彩色光谱，这种现象称 为色散。例题10-1 假设距离水面0.50m深处有一条金鱼静
3、止不动 ，一个人自水面上往下垂直观察，金鱼的视深OS为多 少？10.1.4 全反射 纤镜1870年的一天，英国物理学家丁达尔到皇家学会 的演讲厅讲光的全反射原理，他做了一个简单的实验 ：在装满水的木桶上钻个孔，然后用灯从桶上边把水 照亮。结果使观众们大吃一惊。人们看到，放光的水 从水桶的小孔里流了出来，水流弯曲，光线也跟着弯 曲，光居然被弯弯曲曲的水俘获了。难道光线不再直进了吗？经过丁达尔的研究，发 现这是全反射的作用，由于水等介质密度比空气大， 即光从水中射向空气，当入射角大于某一角度时，折 射光线消失，全部光线都反射回水中。表面上看，光 好像在水流中弯曲前进。临界角(ic): 相应于折射角
4、 为90的入射角. 全反射现象全反射现象 纤镜 光导纤维数值孔径光导纤维数值孔径医学领域中，利用光纤将外部强光导入体内，同时将 脏器内壁的图像导出体外，以便医生进行观察、摄影 或手术。光导纤维又称纤维内镜或纤镜。常用的纤镜 有胃镜、食道镜、十二指肠镜、子宫镜、膀胱镜等.10.4 眼睛 10.4.1 人眼的结构视网膜上有视杆细胞和视 锥细胞两种，如图所示为 电子显微镜下的两种细胞 .视杆细胞负责暗视觉， 即只对明暗有感觉；视锥 细胞负责明视觉，即与色 觉和像的细节分辨有关. 这两种细胞在视网膜上的 分布是很不均匀.眼的生理结构：角膜: n=1.376前房: n=1.336角膜水晶体虹膜视网膜前房
5、玻璃液虹膜: 中央圆孔称为瞳 孔, 瞳孔具有光阑的作用 , 大小可调. 范围 28mm.水晶体: 类似双凸透镜, 表面曲率半径由睫状肌调节.n外=1.386 n内=1.406 r前=10mm r后=6mm 玻璃液: 为透明液体 n=1.336 视网膜: 布满了视觉神经.10.4.3 眼的调节 视力 眼睛改变自身焦度使远近不同的物体均能在视网膜上成 清晰像的本领. 眼的调节是通过改变水晶体表面的曲率来完 成.对近物: 增大水晶体表 面曲率（即曲率半径减小 ）, 焦度增大.对远物：减小水晶体表 面曲率（即曲率半径增大 ）, 焦度减小.远点：眼睛在完全不调节时所能看清物体的最远位置.近点：眼睛经过最
6、大调节所能看清物体的最近位置.明视距离：最适宜而不易引起眼睛过度疲劳的看物距离.近点(1012cm)远点()（明视距离）25cm 眼的调节的范围眼的调节的范围结论：（1）人眼看清物体的条件之一远近人眼看清物体的第二个条件：视角视角：从物体两端入射到眼中心的光线所夹之角.视角越大，成像也越大 实验指出，正常人眼能分别两物点的最小视角约为. 在明视距离处，能分辨的物体高度约为0.1mm.眼睛能分辨两物点最小距离的能力称为分辨本领 ，分辨的视角a越小，眼睛的分辨本领越大.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. 即 不能用眼睛看到的需调节：眼镜、望远镜、放大镜、 显微镜等。 例如，最
7、小分辨角为2，相应的视力为10.4.4 10.4.4 眼的屈光不正及其矫正眼的屈光不正及其矫正正视眼远点距离：近点距离：1012cm非正视眼近视眼远视眼散光眼 近视眼: 成像在视网膜前. 成因: 晶状体或角膜曲率变大, 聚光能力增强或眼轴过长. 矫正: 凹透镜.远视眼: 成像在视网膜后. 成因: 晶状体或角膜曲率变小, 聚光能力减弱或眼轴过短. 矫正: 凸透镜.近视眼的配镜：凹透镜的作用是把无穷远处物体成像在近 视眼远点,使眼不调节可看清远物.远视眼的配镜：凸透镜的作用是把近点之内（或明视距离 处）的物体成像在远视眼近点。原因：角膜的各个方向子午线的半径不相等.即散光眼为非 对称折射系统. 需配戴适当焦度的柱面透镜矫正.ABCD若ABCD散光眼凸柱面透镜凹柱面透镜“老花眼”是一种生理现象，不属于屈光不正， 是人体机能老化的一种视觉现象，医学上称这种现象 为老视。老年人佩戴的“老花眼镜”也属于凸透镜。思考题10-4 人在步入老年时，眼睛看远处会越来越 清楚.因此，近视眼患者老了以后，视力会逐步恢复 正常.你认为这种说法正确吗？
