南京大学：《光学》课程教学课件（PPT讲稿）第四章 光学仪器的基本原理（Principles of Optical Instruments）

第4章光学仪器的基本原理 Principles of Optical Instruments 本章主要来介绍以光学成像系统为基本组 成部分的基本原理，以及光度学的一些基本概 念和像差等

第4章 光学仪器的基本原理 （ Principles of Optical Instruments ） 本章主要来介绍以光学成像系统为基本组 成部分的基本原理，以及光度学的一些基本概 念和像差等

§4.1 人的眼晴 Human eye 一.人眼的结构 腺 风膜 排出营 视网膜 泪液 睫状突 上眼脸 后房 前房 玻玻体 角膜 晶状体视神经乳头 视神经 罐孔 晶状体悬韧带 虹膜 睫状体 下眼脸

§4.1 人的眼睛 Human eye 一. 人眼的结构

泪腺 排出管（泪腺 上直肌 结膜囊 巩膜 泪液 前房角 睫状突 视网膜 上眼脸 后房 视网膜中央静脉 前房 角 膜孔 视神经乳头( 瞳虹 体 体 膜 晶状体悬韧带 睫 视网膜中央动脉 睫状体 Schlemm管 下眼睑 脉络膜 睑结膜 下直肌 球结膜 人眼是一个直径约为25mm的球状体，眼球最外层是 白色不透明的巩膜。 其前部略凸出的透明部分称为角膜，其曲率半径约 为8mm

人眼是一个直径约为25mm的球状体，眼球最外层是 白色不透明的巩膜。 其前部略凸出的透明部分称为角膜，其曲率半径约 为8mm

脉络膜 睫状肌 角膜 巩膜 视网膜 中央窝 视神约 瞳孔→ 肓点(B) 彩帘 品状体 前房液 后房液 眼球内壁的后部的网膜是眼的成像膜，称为视网膜。 视网膜上面大量分布着两类不同的感光细胞

瞳孔→ 眼球内壁的后部的网膜是眼的成像膜，称为视网膜。 视网膜上面大量分布着两类不同的感光细胞

二、简化眼.（晴珠） 共轴光具组一只有一个折射球面的 简化眼。 其结构参数如下： 折射率n'=4/3,物方焦距f=-17.1mm 像方焦距f'=22.8mm 光焦度④=58.48D

二、简化眼. （睛珠） 共轴光具组——只有一个折射球面的 简化眼。 • C 其结构参数如下： 折射率n ＝4/3， 物方焦距 f＝-17.1mm 像方焦距 f ＝22.8mm 光焦度＝58.48D

视网膜曲率半径R'=9.8mm 球面的曲率半径R=5.7mm 它是一个能自动调节有精密的光学仪器。其结构相当复杂。在许多 情况下将其简化成如下的模型： R=5.7mm Φ=58.48D R'=9.8mm f=-1mf'=22.8mm 光心 高尔斯特兰简化眼

球面的曲率半径R＝5.7mm 视网膜曲率半径R＝9.8mm

三.人眼的调节功能 1.人眼的调节 眼的调节：视网膜的位置是固定的，为了使距离不同的 物体都能在视网膜上形成清晰的像，必须改变眼睛的焦距， 这一过程。 眼睛的远点：为看清远处的物体，睫状肌要松弛，使焦 距增大。当睫状肌完全松弛时，眼睛能够看清的最远点称 为。正常人的远点在无穷远

三. 人眼的调节功能 1. 人眼的调节 眼的调节：视网膜的位置是固定的，为了使距离不同的 物体都能在视网膜上形成清晰的像，必须改变眼睛的焦距， 这一过程。 眼睛的远点：为看清远处的物体，睫状肌要松弛，使焦 距增大。当睫状肌完全松弛时，眼睛能够看清的最远点称 为。正常人的远点在无穷远

眼睛的近点：为看清近处的物体，睫状肌要收缩，使 焦距变小。当睫状肌最大限度的收缩时，人眼能清楚地 看到的最近的点称为。通常人眼的近点在10~15cm左右。 明视距离：为25cm。 这样既能看得较为清晰，眼睛又不容易疲劳 2.近视眼与远视眼 远点不在无穷远而在眼前有限距离处的，称为近视眼。 近点离眼很远超过25cm的，称为远视眼

眼睛的近点：为看清近处的物体，睫状肌要收缩，使 焦距变小。当睫状肌最大限度的收缩时，人眼能清楚地 看到的最近的点称为。通常人眼的近点在10～15cm左右。 明视距离：为25cm。 这样既能看得较为清晰，眼睛又不容易疲劳 2. 近视眼与远视眼 远点不在无穷远而在眼前有限距离处的，称为近视眼。 近点离眼很远超过25cm的，称为远视眼

(1)矫正近视眼：使用凹透镜，使无限远处的物体 成虚像于其远点上，再由眼球成像于视网膜上。 (2)矫正远视眼：使用凸透镜，使明视距离处的物 体成像于它的近点上，再由眼球成像于视网膜上。 (3)散光眼：眼前面的角膜不是一个球面，而是具 有两个对称平面的椭球面。晶状体的两个表面有时也 是长轴和短轴的椭球面。 矫正的办法是戴柱面透镜

(1)矫正近视眼：使用凹透镜，使无限远处的物体 成虚像于其远点上，再由眼球成像于视网膜上。 (2)矫正远视眼：使用凸透镜，使明视距离处的物 体成像于它的近点上，再由眼球成像于视网膜上。 （3）散光眼：眼前面的角膜不是一个球面，而是具 有两个对称平面的椭球面。晶状体的两个表面有时也 是长轴和短轴的椭球面。 矫正的办法是戴柱面透镜

例题1：试问近点为1米的远视眼，需配怎样的 眼镜？ 解：所配眼镜应能将明视距离25cm处的物体成 像于它的近点上，故： s=-25cm=-0.25m s'=-1.0m 所配眼镜为300度的凸透镜

例题1：试问近点为1米的远视眼，需配怎样的 眼镜？ 解：所配眼镜应能将明视距离25cm处的物体成 像于它的近点上，故： s = −25cm = −0.25m s' = −1.0m f s s 1 ' 1 ' 1  = = − 1 3 0.25 1 1.0 1 − = − − − = m = 300度 所配眼镜为300度的凸透镜