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1、2024/8/30yy1第四章第四章第一、二第一、二节眼用棱镜眼用棱镜棱镜度的合成与分解棱镜度的合成与分解2024/8/30yy2第一第一节眼用棱镜眼用棱镜prism2024/8/30yy3棱镜棱镜棱镜棱镜棱镜棱镜反射棱镜反射棱镜折射棱镜折射棱镜由一个或多个互不平行的由一个或多个互不平行的反射反射面面组成的光学系统。组成的光学系统。两个或两个以上的不平行的两个或两个以上的不平行的折射折射面面围成的透明棱柱体。围成的透明棱柱体。截面是三角形的棱镜叫做三棱镜。截面是三角形的棱镜叫做三棱镜。2024/8/30yy41.1.1.1.1.1.反射棱镜的类型反射棱镜的类型反射棱镜的类型反射棱镜的类型反射棱
2、镜的类型反射棱镜的类型反射棱镜反射棱镜一次反射棱镜一次反射棱镜二次反射棱镜二次反射棱镜三次反射棱镜三次反射棱镜306045452024/8/30yy52.2.2.反射棱镜作用：倒像反射棱镜作用：倒像反射棱镜作用：倒像反射棱镜作用：倒像反射棱镜作用：倒像反射棱镜作用：倒像利用棱镜可翻转倒立的像。利用棱镜可翻转倒立的像。xyzoxyzo反射棱镜成像特性相当于平面反射镜。反射棱镜成像特性相当于平面反射镜。xyzoxyzoxyzo2024/8/30yy62024/8/30yy7折射、三棱折射、三棱镜2024/8/30yy8TS Qiu Zhijie Art Project_House of Prism
3、_S2024/8/30yy9棱镜的构造棱镜的构造棱镜折射和色散棱镜折射和色散棱镜的方位表示法棱镜的方位表示法眼用棱镜眼用棱镜内容提要内容提要棱镜的单位和测量棱镜的单位和测量2024/8/30yy10主截面主截面顶顶顶角顶角底底B底顶线底顶线一、棱镜的构造一、棱镜的构造2024/8/30yy11改变光束的方向，不改变光束的聚散度改变光束的方向，不改变光束的聚散度 有屈折光线的能力，而无聚焦的能力有屈折光线的能力，而无聚焦的能力 顶角的大小决定了棱镜对光线偏折能力强弱顶角的大小决定了棱镜对光线偏折能力强弱 （应用）用）出射光线折向其底出射光线折向其底,(,(虚虚) )像向尖（顶）移动像向尖（顶）移
4、动二、棱镜折射和色散二、棱镜折射和色散2024/8/30yy12 棱棱镜对光的偏向作用光的偏向作用 通过三棱镜的光线经三棱镜两次折射后向三棱通过三棱镜的光线经三棱镜两次折射后向三棱镜镜底侧底侧偏折。偏折。1、2024/8/30yy13在光在光线发生第一次折射生第一次折射时，是由空气，是由空气进入玻璃，由于玻璃入玻璃，由于玻璃对空气的折射率大于空气的折射率大于1，折射角小于入射角，光，折射角小于入射角，光线向下偏折；当从向下偏折；当从棱棱镜中射向空气中射向空气时，由于空气，由于空气对玻璃的折射率小于玻璃的折射率小于1，折射角大，折射角大于入射角；光于入射角；光线经过棱棱镜后会后会继续向底面偏折。
5、向底面偏折。棱棱镜对光的偏折作用原理光的偏折作用原理2024/8/30yy1414The effect of a prism on incident lightThe emergent light is deviated towards its base The image is deviated towards its apex Vergence is constant BB2024/8/30yy1515Effect of a prism on a crossline chartThe crossline will appear displaced towards the prism ape
6、x The displacement will in proportion to the distance between prism and object2024/8/30yy1616Prismatic effect of base down prismThe pencils of light always refracted towards the thickest part of prism2024/8/30yy172024/8/30yy18光的色散光的色散现象象2、2024/8/30yy19白色自然光线白色自然光线红色光线红色光线紫色光线紫色光线色散色散现象的原理分析象的原理分析202
7、4/8/30yy20光的色散结论光的色散结论色散是光的折射色散是光的折射红光在最上段，紫光在下段红光在最上段，紫光在下段红光的偏折最小，紫光偏折最大红光的偏折最小，紫光偏折最大波长越长，折射率越小，偏折越小波长越长，折射率越小，偏折越小红紫色散色散现象的象的结论2024/8/30yy21还有哪些方法有哪些方法可以可以实现光的色散？光的色散？2024/8/30yy223. 棱镜的应用棱镜的应用通过棱镜改变光的传播路径。通过棱镜改变光的传播路径。 利用棱镜对白光的色散现象，制成分光镜的利用棱镜对白光的色散现象，制成分光镜的重要器件。重要器件。 利用全反射现象，可制成全反射镜。利用全反射现象，可制成
8、全反射镜。2024/8/30yy23改变光的传播路径改变光的传播路径矫正眼肌障碍矫正眼肌障碍矫正辐辏功能不足矫正辐辏功能不足其他应用其他应用2024/8/30yy24全反射棱镜全反射棱镜2024/8/30yy252024/8/30yy261.1.棱镜的屈光力棱镜的屈光力 描述棱镜偏向作用的物理量描述棱镜偏向作用的物理量 偏向角偏向角 表示（表示（非顶角非顶角） 三、棱镜的单位和测量三、棱镜的单位和测量2024/8/30yy272024/8/30yy282. 单位单位： 棱镜度棱镜度2.1 2.1 定义定义使光线在使光线在100100单位距离处，偏移单位距离处，偏移l l单位的距离单位的距离 如
9、如果果在在1m的的距距离离上上能能使使光光线位位移移1cm，即即三三棱棱镜为1个个棱棱镜度度，记为：，记为：1 12024/8/30yy29291 prism diopter1 ：deviate 1cm at 100 cm 11cm100cm2024/8/30yy30棱镜度表示单位为厘米每米（表示单位为厘米每米（cm/m）单位名称为单位名称为“棱镜屈光度棱镜屈光度”符号为符号为“”2024/8/30yy312.2 计算计算2024/8/30yy323. 厘弧度厘弧度厘弧度是厘弧度是l l弧度弧度(radian)(radian)的百分之一的百分之一即偏向角即偏向角以弧度为单位时的以弧度为单位时的
10、100100倍倍1为为1100rad厘弧度记录为厘弧度记录为R R 1弧度弧度=10分弧度分弧度=100厘弧度厘弧度 弧度和度如何弧度和度如何转换呢？呢？图6-10. 棱镜的厘弧度单位x2024/8/30yy3333centrad1 deviate 1/100 r at distance 1 r.11/100rr2024/8/30yy34 =100tan =1.745 为什么引入该单位为什么引入该单位 ？2024/8/30yy35推导推导1 rad1 rad是圆弧的长度等于其半径的圆心角，为：是圆弧的长度等于其半径的圆心角，为： 1 rad1 rad18018057.29657.296 所以：
11、所以：ll0.572960.57296厘弧度与偏向角厘弧度与偏向角 的关系如下：的关系如下： R= 0.57296 = 1.74533 = 0.57296R 厘弧度与偏向角恒成厘弧度与偏向角恒成1.7451.745的比例。的比例。2024/8/30yy36 右眼右眼左眼左眼四、棱镜的方位表示法四、棱镜的方位表示法2024/8/30yy37老式英国标记法老式英国标记法 2024/8/30yy3838 Old English base notation120up604530Routdown60453013515O120135150120up604530Lindown60453013515O1201
12、35150inoutRight eyeLeft eye2024/8/30yy39新式英国标记法新式英国标记法 360360标记法标记法 2024/8/30yy4040 New English base notation120up604530Routdown60453013515O120135150120up604530Lindown60453013515O120135150inoutRight eyeLeft eye2024/8/30yy41360360底向表示法：底向表示法：面对面、自右向左面对面、自右向左 右眼右眼3 3 底向底向4545 ODOD（S S）3 3 B45B45内（内（BI
13、BI）、）、 外（外（BOBO） 上（上（BUBU）、下（）、下（BDBD）2024/8/30yy42分析：分析：当棱镜在眼前水平放置时当棱镜在眼前水平放置时分为底朝内分为底朝内BIBI和底朝外和底朝外BOBO底朝内就是指棱镜的底朝向鼻侧底朝内就是指棱镜的底朝向鼻侧底朝外就是指棱镜的底朝向颞侧底朝外就是指棱镜的底朝向颞侧如：右眼底朝外是指底朝向如：右眼底朝外是指底朝向180180/ /左眼底朝外是指底朝向左眼底朝外是指底朝向0 0当竖直放置在眼前的棱镜当竖直放置在眼前的棱镜分为底朝上分为底朝上BUBU和底朝下和底朝下BDBD底朝下是指在底朝下是指在270 270 而底朝上是指在而底朝上是指在9
14、0 90 2024/8/30yy43五、眼用棱镜五、眼用棱镜1.1.顶角很小顶角很小2024/8/30yy442024/8/30yy452024/8/30yy462024/8/30yy47压压贴贴三三棱棱镜镜2024/8/30yy482. 2. 棱镜的应用原理棱镜的应用原理改变光线方向，达到符合眼位的效果改变光线方向，达到符合眼位的效果2024/8/30yy492024/8/30yy502024/8/30yy511 配戴三棱镜前斜视孩子明显的代偿头位配戴三棱镜前斜视孩子明显的代偿头位 2 配戴三棱镜后斜视儿童的代偿头位消失配戴三棱镜后斜视儿童的代偿头位消失. 2024/8/30yy52压贴膜状
15、三棱镜压贴膜状三棱镜 2024/8/30yy532024/8/30yy542024/8/30yy552024/8/30yy56患儿 王某 女 垂直斜视斜视 代偿头位 头向左键倾斜 歪头试验阳性 戴三棱镜后代偿头位消失 眼位正2024/8/30yy57患儿 周某 麻痹性斜视麻痹性斜视 代偿头位 头向右肩倾斜 歪头试验阳性 带三棱镜后 代偿头位消失 眼位正2024/8/30yy58患儿 史某 女 左眼大度数内斜 术后残留小度数内斜视 带三棱镜校正后 眼位正 映光正 家长满意2024/8/30yy592024/8/30yy602024/8/30yy612024/8/30yy622024/8/30yy
16、63（2 2） 通过棱镜的物体向尖的方向偏通过棱镜的物体向尖的方向偏移移2024/8/30yy64（3 3）产生复像，达到视觉检查的特殊需要）产生复像，达到视觉检查的特殊需要2024/8/30yy65（4 4）棱镜的厚度差）棱镜的厚度差2024/8/30yy66第二第二节棱镜的合成与分解棱镜的合成与分解2024/8/30yy67棱镜的合成棱镜的合成任意基底方向的两棱镜合成任意基底方向的两棱镜合成内容提要内容提要棱镜的分解棱镜的分解2024/8/30yy68棱镜的合成棱镜的合成矢量法（做图法）矢量法（做图法）计算法计算法一、棱镜的合成一、棱镜的合成2024/8/30yy6969Compoundi
17、ng of prism on cardinal direction OD 3 BU 4 BI compounding 3 BU4 BI2024/8/30yy7070Compounding of prism on cardinal direction OS 2 BI 2 BD compounding 2 BD2 BI2024/8/30yy7171Resolving of prism on cardinal direction Resolve OD 4 base Up and In 30 30 2024/8/30yy727260 Resolving of prism on cardinal dir
18、ection Resolve OS 6 base down and In 60 2024/8/30yy7373900INOD900180INOUTOblique Prismatic EffectsObliquely crossed prisms11v1h22v2hRR2024/8/30yy742024/8/30yy75例例1 1：右眼：右眼3 3BUBU与与4 4BIBI合成单一棱镜合成单一棱镜 V R O H （1）图解法：图解法： OR=5 ROH=37 12024/8/30yy76（2 2）公式法：）公式法： OR= OR= = = 3 3 + 4+ 4 =5 =5 tan ROH =R
19、H/OH=3/4=0.75tan ROH =RH/OH=3/4=0.75 ROH =36.52 ROH =36.52 合成棱镜大小为合成棱镜大小为5 5，底朝上内，底朝上内36.5236.52OV+OH2024/8/30yy77二、棱镜的分解二、棱镜的分解例：分解三棱镜例：分解三棱镜2 2 B60B60 在水平和垂直方向在水平和垂直方向OV=ORSin60 =1.73BU OH=ORCos60 =1BI2024/8/30yy78作作9090及及180180垂直线，沿垂直线，沿6060按比例量得按比例量得OR=2OR=2，由由R R向垂直及水平方向作垂直线向垂直及水平方向作垂直线(RV(RV及及RH)RH)， OVOV代表棱镜作用的垂直成分代表棱镜作用的垂直成分1.731.73 OHOH代表棱镜作用的水平成分代表棱镜作用的水平成分1 1。即即2 2（BUBU及及I I）在）在6060，可分解为，可分解为1.731.73BUBU和和1 1BIBI2024/8/30yy79三、任意基底方向的两棱三、任意基底方向的两棱镜合成镜合成2024/8/30yy80右眼-5.00D近视联合3底朝内联合4底朝上 2024/8/30yy812024/8/30yy82
