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物理演示实验报告

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物理演示实验报告_第1页
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生活中的光学之日本发展之路光学,是一门精密学科,说到光学,离不开镜片,镜片比较知名的有日本尼康镜片,日本豪雅镜片,日本精工镜片,法国依视路镜片,德国蔡司镜片,德国罗敦斯德镜片,还有美国苏拿镜片,知名企业中,日本镜片厂商占了三个,而且全部在相机等高精度光学产业中,有着很深的造诣,相比之下,我国的发展差强人意,不是特别出众,现在对日本光学的发展进行一下了解尼康是全球著名的光学产品设计和制造商,具有当今世界尖端的光学科技水平其光学产品以优异的性能著称于世尼康光学科技在映像、光纤、半导体、视光、科考等人类生产、生活的各个领域发挥着重要作用尼康品牌给人们留下高品质,高科技,高精密度的形象   尼康镜片具有先进光学技术、高清晰,高透光率,先进镀膜技术等特点   尼康在镜片的高折射率材料、非球面技术、个性化光学设计、光学镀膜等方面处于世界领先地位尼康SEE系列镜片和镀膜是尼康尖端光学技术的代表   高品质…高科技…创新…精密…值得信赖   人们通常用这些词汇形容尼康当提到“尼康”的时候,人们会立即想要得到这个品牌的高级眼镜镜片,因为他们知道尼康是一个绝对值得信赖的品牌   尼康镜片的历史   1946 第一副尼康镜片----“Pointal”推向市场   1950 纽约时代杂志上的一篇文章掀起笔战,讨论尼康镜片卓越的清晰度----坚持抓拍镜头应该用   尼康镜片。

  1964 南极探险选用尼康相机及其高清晰镜片一事被载入史册   1971 尼康相机及高精度镜头被美国国家航空航天局指定为阿波罗登月任务专用;现在成为美国国   家航空航天局标准飞行设备   1983 尼康首次研制成功防反射、耐划伤镀膜这项技术立刻风靡日本,现在几乎100%的镜片使   用这项技术   2000 尼康研制出高折射率—1.74尼康在光学镜片市场中以更薄、更清晰的形象处于世界领先地   位   2007年8月,有76台D2Xs数码单反相机、39支镜头、64台闪光灯以及225块EN-EL4A电池被美国NASA航空航天局选中,经过认定及实验之后,被用于太空拍摄 双筒望远镜  一提到“尼康”(NIKON)大家都很了解,很自然的想到“尼康单反相机”,不过NIKON的光学望远镜效果也非常不错它是世界上最大的光学制造商之一   NIKON系列望远镜是国际知名品牌,价格虽然偏贵,但是NIKON以良好的光学成像技术深受世界各地人们的厚爱   日本NIKON公司作为世界专业运动光学产品生产者,拥有几十年专业镜片制造经验和世界领先的镀膜技术NIKON不断追求创新将最新的现代科技应用于运动光学领域,结实的橡胶外壳,内部氮压系统,防雨,防雾镜片,防水压,精确涂施的镜片涂层技术 豪雅(上海)光学有限公司车房镜片均在无尘车间内精密生产。

镜片材料的光学性能和物理性能不断进步;生产加工工艺不断完善;更注重镜片的高折射率、低比重、低色散三者的平衡性,让广大消费者“视”界更光明、“视”界更自然   在生产工艺方面,豪雅公司在国际上率先采用不同折射率片基浸沾不同折射率加硬层的特殊方法,同时为了提高镜片的抗冲击性和防止加硬层龟裂豪雅全球独家采用加硬缓冲层既保证了膜层硬度几乎接近玻璃镜片,又避免了由于膜层与片基折射率的差异而造成的视觉干扰先进的真空镀膜设备配合严密的技术管理,生产的加硬镀膜产品,膜层与片基粘附牢固,不会出现脱膜现象   随着技术的不断完善,豪雅公司的产品品种也日益丰富:   从折射率1.499的普通CR-39树脂镜片到1.56中折树脂片、1.60EYAS超薄树脂片以至全球最先开发出品折射率在1.7以上树脂 材料新品种;   从单焦点到双光镜片以至2001最新上市的豪雅第八代渐进多焦点Summit Pro和Ssmmit cd渐进镜片;   从球面镜片到非球面以至视野利用率高达77%豪雅双面非球面NULLX EP   从能经受美国FDA标准的16克小钢球抗冲击试验的CR-39材料到豪雅最新材料可经受1000克钢球冲击的PHOENIX材料;   从多层防反射镀膜的98.5%的膜层透过率到99%透过率的豪雅高清晰镀膜以及99.5%超清晰镀膜;   从拥有防水功能的AQ顶膜到即防水同时又有防油污,防划伤的超光滑VP顶膜;   从普速变色镜片到超快变色镜片SB5和SG5;   都是豪雅卓越科技的写照。

精工(SEIKO)是一家著名的日本制表公司,始创于1881年,公司原名为服部计时店,1892年改名为精工舍1924年,发表了第一只正式使用精工品牌的手表1969年,精工表推出了世界上第一款指针式石英手表-SEIKO ASTRON35SQ1995年,精工舍与日本东方表公司共同创建了一间合资工厂精工舍还是电脑打印机制造商-爱普生(EPSON)的母公司 精工是全球第一家开发出高折射率树脂镜片的企业在此基础上,不断加以改进,亦在全球首先开发出两面非球面单焦点镜片,内面渐进折射率镜片另外,去年在日本推出了[耐热,防划伤,防污损,抗冲击,防紫外线]的划时代产品[Seiko orgatech]镜片,深受好评这次,是该公司在亚洲首次以参考出品的形式介绍这款产品并以这次展览为契机,正式启动精工的业务E眼镜网是精工眼镜等各类名牌眼镜专售平台,其上的精工眼镜都是以厂家直销的形式销售,所以不管在价格和质量上都有所保证光学镜片镀膜技术及发展一、 耐磨损膜(硬膜)无论是无机材料还是有机材料制成的眼镜片,在日常的使用中,由于与灰尘或砂砾(氧化硅)的摩擦都会造成镜片磨损,在镜片表面产生划痕与玻璃片相比,有机材料制成的硬性度比较低,更易产生划痕。

通过显微镜,我们可以观察到镜片表面的划痕主要分为二种,一是由于砂砾产生的划痕,浅而细小,戴镜者不容易察觉;另一种是由较大砂砾产生的划痕,深且周边粗处于中心区域则会影响视力1)技术特征   1)第一代抗磨损膜技术  抗磨损膜始于20世纪70年代初,当时认为玻璃镜片不易磨制是因为其硬度高,而有机镜片则太软所以容易磨损因此将石英材料于真空条件下镀在有机镜片表面,形成一层非常硬的抗磨损膜,但由于其热胀系数与片基材料的不匹配,很容易脱膜和膜层脆裂,因此抗磨损效果不理想   2)第二代抗磨损膜技术  20世纪80年代以后,研究人员从理论上发现磨损产生的机理不仅仅与硬度相关,膜层材料具有“硬度/形变”的双重特性,即有些材料的硬度较高,但变形较小,而有些材料硬度较低,但变形较大第二代的抗磨损膜技术就是通过浸泡工艺法在有机镜片的表面镀上一种硬度高且不易脆裂的材料   3)第三代抗磨损膜技术  第三代的抗磨损膜技术是20世纪90年代以后发展起来的,主要是为了解决有机镜片镀上减反射膜层后的耐磨性问题由于有机镜片片基的硬度和减反射膜层的硬度有很大的差别,新的理论认为在两者之间需要有一层抗磨损膜层,使镜片在受到砂砾磨擦时能起缓冲作用,并而不容易产生划痕。

第三代抗磨损膜层材料的硬度介于减反射膜和镜片片基的硬度之间,其磨擦系数低且不易脆裂   4)第四代抗磨损膜技术  第四代的抗膜技术是采用了硅原子,例如法国依视路公司的帝镀斯(TITUS)加硬液中既含有有机基质,又含有包括硅元素的无机超微粒物,使抗磨损膜具备韧性的同时又提高了硬度现代的镀抗磨损膜技术最主要的是采用浸泡法,即镜片经过多道清洗后,浸入加硬液中,一定时间后,以一定的速度提起这一速度与加硬液的黏度有关,并对抗磨损膜层的厚度起决定作用提起后在100 °C左右的烘箱中聚合4-5小时,镀层厚约3-5微米  (2)测试方法  判断和测试抗磨损膜耐磨性的最根本的方法是临床使用,让戴镜者配戴一段时间,然后用显微镜观察并比镜片的磨损情况当然,这通常是在这一新技术正式推广前所采用的方法,目前我们常用的较迅速、直观的测试方法是:   1)磨砂试验  将镜片置于盛有砂砾的宣传品内(规定了砂砾的粒度和硬度),在一定的控制下作来回磨擦结束后用雾度计测试镜片磨擦前后的光线漫反射量,并且与标准镜片作比较   2)钢丝绒试验  用一种规定的钢丝绒,在一定的压力和速度下,在镜片表面上磨擦一珲的次数,然后用雾度计测试镜片磨擦前后的光线漫反射量,并且与标准镜片作比较。

当然,我们也可以手工操作,对二片镜片用同样的压力磨擦同样的次数,然后用肉眼观察和比较  上述两种测试方法的结果与戴镜者长期配戴的临床结果比较接近   3)减反射膜和抗磨损膜的关系   镜片表面的减反射膜层是一种非常薄的无机金属氧化物材料(厚度低于1微米),硬且脆当镀于玻璃镜片上时,由于片基比较硬,砂砾在其上面划过,膜层相对不容易产生划痕;但是减反射膜镀于有机镜片上时,由于片基较软,砂砾在膜层上划过,膜层很容易产生划痕  因此有机镜片在镀减反射膜前必须要镀抗磨损膜,而且两种膜层的硬度必须相匹配  二、 减反射膜  (1)为什么需要镀减反射膜?   1)镜面反射   光线通过镜片的前后表面时,不但会产生折射,还会产生反射这种在镜片前表面产生的反射光会使别人看戴镜者眼睛时,看到的却是镜片表面一片白光拍照时,这种反光还会严重影响戴镜者的美观   2)"鬼影"   眼镜光学理论认为眼镜片屈光力会使所视物体在戴镜者的远点形成一个清晰的像,也可以解释为所视物的光线通过镜片发生偏折并聚集于视网膜上,形成像点但是由于屈光镜片的前后表面的曲率不同,并且存在一定量的反射光,它们之间会产生内反射光内反射光会在远点球面附近产生虚像,也就是在视网膜的像点附近产生虚像点。

这些虚像点会影响视物的清晰度和舒适性   3)眩光   象所有光学系统一样,眼睛并不完美,在视网膜上所成的像不是一个点,而是一个模糊圈因此,二个相邻点的感觉是由二个并列的或多或少重叠的模糊圈产生的只要二点之间的距离足够大,在视网膜上的成像就会产生二点的感觉,但是如果二点太接近,那么二个模糊圈会趋向与重合,被误认为是一个点  对比度可以用来反映这种现象,表达视力的清晰度对比值必须大于某一确定值(察觉阈,相当于1-2)才能够确保眼睛辨别二个邻近点  对比度的计算公式为:D=(a-b)/(a+b)其中C为对比度,二个相邻物点在视网膜上所成像的感觉最高值为a,相邻部份的最低值为b如果对比度C值越高,说明视觉系统对该二点的分辨率越高,感觉越清晰;如果二个物点非常接近,它们的相邻部分的最低值比较接近于最高值,则C值低,说明视觉系统对该二点感到不清晰,或不能清晰分辨  让我们来模拟这样一个场景产:夜晚,一位戴眼镜的驾车者清晰地看见对面远处有二辆自行车正冲着他的车骑过来此时,尾随其后的汽车的前灯在驾车者镜片后表面上产生反射:该反射光在视网膜上形成的像增加了二个被观察点的强度(自行车车灯)所以,a段和b段的长度增加,即然分母(a+b)增加,而分子(a-b)保持不变,于是就引起了C值的减少。

对比减小的结果会令驾驶员最初产生的存在二个骑车人的感觉重合成为单一的像,就好比区分它们的角度被突然减小!  4)透过量   反射光占入射光的百分比取决于镜片材料的折射率,可通过反射量的公式进行计算  反射量公式:R=(n-1)平方/(n+1)平方  R:镜片的单面反射量  n:镜片材料的折射率  例如普通树脂材料的折射率为1.50,反射光R=(1.50-1)平方/(1.50+1)平方=0.04=4%  镜片有两个表面,如果R1为镜片前表面的量,R2为镜片后表面的反射量,则镜片的总反射量R=R1+R2计算R2的反射量时,。

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