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文檔簡介
1、第一章光學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)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(shí)質(zhì)是電磁波,可見光的電磁波波長在380nm760nm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(shí)都是該現(xiàn)象的驗(yàn)證;2、光是獨(dú)立傳播的;3、光路是可逆的;4、光到達(dá)兩個(gè)介質(zhì)的介面時(shí),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(dāng)光線投射到兩種介質(zhì)的分界面上時(shí),一部分光線改變了傳播方向,返回第一媒質(zhì)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)則反射)鏡面反射(規(guī)則反射)當(dāng)介質(zhì)的分界面(反射面)粗糙凹凸不平時(shí),即使入射光線是平行的,反射光線并不平
2、行,這種反射稱為漫反射(不規(guī)則反射)。當(dāng)介質(zhì)的分界面(反射面)光滑平整時(shí),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(cè);2、反射角等于入射角:i1i2。三、平面鏡成像像的性質(zhì):虛像正立等大根據(jù)等大的性質(zhì),可以證明AOAO當(dāng)驗(yàn)光室長度尺寸達(dá)不到國家規(guī)定的5米6米的距離時(shí),可以利用反射鏡成像的原理,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:鏡面的幾何中心點(diǎn)O,稱鏡面的頂點(diǎn)。鏡面的曲率中心C,稱鏡面的球心
3、。過球心與頂點(diǎn)的連線稱為主光軸,簡稱為主軸。當(dāng)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(diǎn)F,F(xiàn)點(diǎn)稱為焦點(diǎn)。r2焦距到頂點(diǎn)的距離FO稱為焦距,用f表示??梢宰C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。公式計(jì)算法1f1S1S如圖,假設(shè)物體AB,離凹面鏡距離(物距)S;像AB,離凹面鏡距離(像距)S;則有如下等式: 符號(hào)規(guī)則:a、 入射光線自左向右為正,反之為負(fù);反射光線自右向左為正,反之為負(fù);b、 物坐標(biāo)以球面鏡頂點(diǎn)為原點(diǎn),向右為正,向左為負(fù);c、 像、曲率中心和焦點(diǎn)的坐標(biāo)也以球面鏡頂點(diǎn)為原點(diǎn),向左為正,向右為負(fù);d、 物點(diǎn)和像
4、點(diǎn)在主軸上方時(shí),其坐標(biāo)為正,反之為負(fù);e、 圖中要表示長度字母時(shí),若要表示負(fù)數(shù),應(yīng)在其前加以負(fù)號(hào)。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(diǎn);b、 過焦點(diǎn)的入射光線,反射光線平行主軸;c、 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(xué)員自己完成。第二節(jié)光的折射一、 光的折射光線到達(dá)兩個(gè)介質(zhì)的界面時(shí),一部分光線在界面上反射,另一部分光線改變傳播方向,進(jìn)入到另一種介質(zhì)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:SiniSin
5、i1、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(cè);常數(shù)2、三、折射率1、光在真空中的傳播速度C30萬公里/秒,光在其它介質(zhì)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(zhì)的一種光學(xué)特性,稱作介質(zhì)的絕對(duì)折射率,簡稱折射率。nCVn 1CV任何介質(zhì)都有折射率的數(shù)值,空氣的折射率n1折射定律可表示成:n2n1SiniSini即n1·Sinin2·Sini四、光的全反射光的傳播速度大的介質(zhì),也即折射率小的介質(zhì)稱為光疏媒質(zhì)。光的傳播速度小的介質(zhì),也即折射率大的介質(zhì)稱為光密媒質(zhì)。當(dāng)光線從光密介
6、質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)時(shí),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(shí),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(duì)應(yīng)于折射角為90°時(shí)的入射角A稱為臨界角。根據(jù)折射定律,介質(zhì)的臨界角對(duì)于真空或空氣有:n1·SinAn2·Sin90°1n設(shè)n1nn2=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(guān)系;近視眼鏡片的渦旋現(xiàn)象,就是因?yàn)樯淙腌R片光線在周邊發(fā)生折射和全反射的結(jié)果。折射棱鏡根據(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(gè)包容面所包容的
7、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(dòng)物的活體。透鏡的分類如下:透鏡正透鏡雙凸平凸彎月形負(fù)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(diǎn)稱為光學(xué)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(duì)透鏡的屈光度影響可以忽略不計(jì),這種透鏡稱為薄透鏡。它可用下面簡圖表示:負(fù)鏡片都可作為薄透鏡處理,度數(shù)不高的正鏡片(5.00D)也可作為薄透鏡處理。在薄透鏡條件下,問題的討論和計(jì)算可以大大簡化。二、透鏡的焦點(diǎn)、焦距和焦平面一束平行于主軸的光線入射到正透鏡上,
8、經(jīng)過透鏡的折射光線將會(huì)聚到主軸上某點(diǎn),這點(diǎn)稱為焦點(diǎn)。透鏡的焦點(diǎn)有兩個(gè),物方焦點(diǎn)和像方焦點(diǎn)。用F和F表示。物方焦點(diǎn)到透鏡的距離稱為物方焦距,用f表示。像方焦點(diǎn)到透鏡的距離稱為像方焦距,用f表示。透鏡焦距的大小可用下式計(jì)算:1r11r2(n1)( )1f三、透鏡的成像1、正透鏡的成像:公式計(jì)算法:1S1f1S符號(hào)規(guī)則:a、以透鏡為準(zhǔn),向左為負(fù),向右為正;b、以主軸為準(zhǔn),向上為正,向下為負(fù);c、要表示長度字母時(shí),若要表示負(fù)數(shù),應(yīng)在其前加上負(fù)號(hào)。作圖法:利用三條特殊光線a、 平行主軸的入射光線折射后過像方焦距F;b、 過物方焦點(diǎn)F的入射光線折射后平行于主軸;c、 過光心的入射光線,折射后方向不變。利用
9、焦平面性質(zhì)作圖透鏡成像放大率計(jì)算公式:ABABSSK當(dāng)K0時(shí) 正立、虛像K0時(shí) 倒立、實(shí)像K1時(shí) 放大像K1時(shí) 等大像K1時(shí) 縮小像2、負(fù)透鏡的成像:留給自己學(xué)習(xí)。第四節(jié)棱鏡(略)第二章眼鏡片概論第一節(jié)眼鏡片的分類眼鏡片按材料和規(guī)格用途進(jìn)行討論。一、按材料分類晶石片玻璃片塑膠片1、晶石片:為天然晶體n1.54比重2.65克/cm3無色: 水晶片 淺茶晶片有色:茶晶片(茶晶)墨晶片分成五檔,市凈、市行、小棉、中棉、大棉(棉:是指晶石片中的石棉效果)。鑒別方法:目測:看顏色、水紋、石性。手感:感覺光滑、濕潤的程度。從摩氏硬度看,天然金鋼石10,紅寶石、蘭寶石9晶石片>7,玻璃片>55.
10、5(塑膠片<4)愈硬的東西,愈能加工光滑。溫:溫度,水晶片的傳導(dǎo)系數(shù)的關(guān)系要比玻璃片感覺冰一些。潤:濕潤感。儀器檢查:檢查成份、雙折射。現(xiàn)在市場上假冒的水晶主要為人造水晶,又分為:熔煉水晶:水晶礦石經(jīng)過熔煉而成。生成水晶:石英粉末在高溫高壓下生長而成。水晶重量較大,加工困難,對(duì)紅外、紫外不能吸收,而且存在雙折射,價(jià)格昂貴,所以作為眼鏡鏡片的加工已被玻璃或塑膠片所代替。2、玻璃片: 光白片 無色高折射率片克斯片有色 克塞片變色片光白片UV光白片光白片:光白片:n=1.53 V=60.5 透光率91% 比重2.54克/cm3UV光白片:n=1.523 V=58.6 透光率91% 可吸收380
11、nm波長以下的紫外線。一般用作平光、近視、遠(yuǎn)視、散光和雙光鏡片的制作加工。高折射率片:n=1.651.90 V=3141 比重2.994.80克/cm3由于n高,在相同屈光度情況下,眼鏡片彎度可做得淺一些,所以鏡片邊緣較薄、重量變輕,適合高度數(shù)眼鏡片的制作加工。高折射率鏡片的缺點(diǎn):a、 色差大,由于V較低,經(jīng)過眼鏡片邊緣的物體成的像帶有色邊。b、 像散大,由于眼鏡片彎度問題,眼鏡片邊緣視場成像不清晰。c、 透光率低,含氧化鉛較多的緣故??怂蛊貉坨R片材料中添加氧化鈰、氧化釹等物質(zhì)。n=1.523 V56 透光率84% 可吸收340nm以下波長的紫外線。在日光下呈淺蘭色,白熾燈下呈淺紫黃色。其用
12、途同光白片。克塞片:眼鏡片材料中添加氧化硒、氧化錳、氧化鈰等物質(zhì)。n=1.523 V56 透光率86% 可吸收350nm以下波長的紫外線。鏡片呈淺粉紅色。其用途同光白片。變色片:又稱光致變色片。是在玻璃材料中添加鹵化物的緣故。如AgI Ag+I國內(nèi)有灰變和茶變。添加AgCl 添加AgBr若再添加釹或鐠,眼鏡片就會(huì)引起蘭灰變化或粉紅茶色變化。變色片的飽和度(最高濃度時(shí)的狀態(tài))和變色時(shí)間取決于以下四個(gè)因素:飽和度高、變色快飽和度低、變色慢A、光源種類短波光線長波光線B、照度照度大照度小C、眼鏡片溫度溫度低溫度高D、眼鏡片厚度鏡片厚鏡片薄配變色片注意事項(xiàng):A、損壞一片,應(yīng)兩片同時(shí)換;工廠是按鍋號(hào)配對(duì)
13、的。B、屈光度數(shù)較高的鏡片(大于±5.00DS)不宜配變色片。C、眼鏡片退色不完全時(shí),眼鏡片已老化應(yīng)及時(shí)更換。3、塑膠片: 有機(jī)玻璃 PMMA(亞克力)CR39PC片有機(jī)玻璃片(亞克力)n=1.491 V=57.6 透光率92% 比重1.19克/cm3 耐磨性2H一般用于太陽眼鏡片的制作。CR39:n=1.498 V=57.8 透光率8992% 比重1.32克/cm3 耐磨性4H現(xiàn)在已開發(fā)出n=1.561.74的眼鏡片優(yōu)點(diǎn):a、不易破碎,破碎后破口不鋒利。b、重量輕。c、可以方便地染色。d、對(duì)紫外吸收優(yōu)于普遍玻璃眼鏡片。特別適合學(xué)生、野外工作人員、體育工作者使用。缺點(diǎn):a、表面硬度低
14、:必須鍍硬膜,鍍硬膜后硬度可提高到6H8H。眼鏡片請(qǐng)擦?xí)r必須先用水沖洗。b、透光率低:透光率為8992%,最好鍍?cè)鐾改ぁ、最小厚度厚:玻璃片最小厚度0.60.8nm,CR39最小厚度1.21.5nm。PC片:又稱太空片、宇宙片。n=1.584 V=29.9 透光率8591% 比重1.20克/cm3 耐磨性B優(yōu)點(diǎn):a、強(qiáng)度高:強(qiáng)度很高,為玻璃片的60倍,傳統(tǒng)樹脂片的10倍,厚度為2.5公分時(shí)成為防彈玻璃。b、重量特輕:比玻璃片輕57%,比傳統(tǒng)樹脂片輕37%,可以做得象超薄片一樣薄。c、能100%吸收紫外線。缺點(diǎn):a、耐磨性差:級(jí)別為B,所以PC片一般要鍍?cè)鲇材ぃㄗ鳛槠嚪缽棽Aб兎拦文ぃ?。b
15、、色差大:v=29.9 現(xiàn)在小框架流行時(shí)期,色差的矛盾并不突出。c、透光率低:8691%,最好鍍?cè)鐾改ぁ6?、按鏡片規(guī)格用途分類1、 鏡片規(guī)格:直徑規(guī)格(略)厚度規(guī)格(略)2、按用途分類:近視遠(yuǎn)視平光球面鏡片散光鏡片棱鏡片雙光鏡片漸進(jìn)處偏振片鍍膜鏡片特殊鏡片第二節(jié) 眼鏡片的光學(xué)特性 眼鏡片的光學(xué)特性主要指折射率、阿貝數(shù)、透光率、均勻性等。一、折射率材料的折射率定義為光在真空中的傳播速度與光在該材料中的傳播速度之比。折射率用數(shù)字表示,它恒大于1。眼鏡片的折射率是決定鏡片屈光度的重要光學(xué)參數(shù)之一,折射率的大小可用來衡量鏡片的厚薄。折射率愈高,眼鏡片就可加工得愈薄。正因?yàn)槿绱?,追求高折射率是未來鏡片的
16、發(fā)展方向。二、阿貝數(shù)材料的阿貝數(shù)是按下式計(jì)算的:nd1nFnCV式中,nd黃光(d 光)的折射率nF藍(lán)光(F光)的折射率nC紅光(C光)的折射率阿貝數(shù)用數(shù)字表示,眼鏡片材料的阿貝數(shù)大概在3060之間,它是決定眼鏡片色差大小的重要光學(xué)參數(shù)。研究結(jié)果表明眼鏡片色差的大小與阿貝數(shù)大小成反比。但是世界上目前所發(fā)現(xiàn)的普通光學(xué)材料的阿貝數(shù)與折射率也成反比,折射率愈高,阿貝數(shù)愈低。因此,尋找高折射率、高阿貝數(shù)的普通光學(xué)材料是擺在世人面前的一道難題。三、透光率又稱光線透過率或透射比。材料的透光率定義為透過光線的光能量與入射光線的光能量之比,用百分?jǐn)?shù)表示。眼鏡片的透光率應(yīng)該愈高愈好,透光率愈高,光線的
17、光能量損失愈小。材料的透光率大小與材料的化學(xué)成份有關(guān),人們也通過在眼鏡片表面鍍上透光膜(或稱減反射膜)的方法來提高眼鏡片的透光率。四、均勻性又稱為雙折射。它表示材料的均勻程度(折射率的均勻程度)的好壞,用光線經(jīng)過光學(xué)材料后產(chǎn)生的光程差大小來衡量。光學(xué)材料的均勻性用1,2,3,4,5等數(shù)字表示,數(shù)字愈小材料愈均勻,數(shù)字愈大材料愈不均勻。此外,對(duì)光學(xué)材料的條紋粗細(xì)、長短,氣泡的大小、數(shù)量也有嚴(yán)格的要求。光學(xué)材料的理化性能主要是材料的比重、耐磨性、耐沖擊性、耐熱性和材料的化學(xué)穩(wěn)定性等,具體就不再細(xì)述了。第三節(jié) 眼鏡片加工用的磨料(略)附述:太陽光線包含有紫外光線、可見光線和紅外光線。其中紫外光線根據(jù)
18、波長長短又可分為三種:波長在100nm290nm范圍的稱C型紫外線(UVC),波長在290nm315nm范圍的稱B型紫外線(UVB),波長在315nm380nm范圍的稱A型紫外線(UVA)。紅外光線根據(jù)波長長短也可分為三種:波長在780nm1.4m范圍的稱A型紅外線,波長在1.4m3m范圍的稱B型紅外線,波長在3m1mm范圍的的稱C型紅外線。由于大氣層上方的臭氧層的作用,到達(dá)地球表面的太陽光線中包含有B型紫外線(約占太陽光能量的0.4%)、A型紫外線(約占太陽光能量的3.9%)、可見光線(約占太陽光能量的51.8%)、A型紅外線(約占太陽光能量的31.2%)和B型紅外線(約占太陽光能量的12.
19、7%)。研究表明,B型紫外線可被眼睛外表所吸收,過量的照射導(dǎo)致眼睛外表組織受傷;A型紫外線可穿透眼睛外表組織而被水晶體吸收,一生中積累過量A型紫外線可能引起日照性白內(nèi)障。眼部組織還能吸收780nm1.4m的紅外線,其中900nm1000nm的紅外線對(duì)眼的損傷最厲害。受過量的紅外線照射的最主要反應(yīng)是眼的透明液發(fā)生霧狀,如果照射時(shí)間太久,就會(huì)使晶狀體里的蛋白質(zhì)凝結(jié)而產(chǎn)生“熱內(nèi)障”,因此過量的紅外線侵害會(huì)患輻射性白內(nèi)障。第三章 球面鏡片第一節(jié)概述指眼鏡片的兩面為球面或一面為球面、一面為平面的眼鏡片。式中f為像方焦距,單位米D為屈光度,單位度D1f鏡片對(duì)光線的屈折能力大小用屈光度(屈光力、折射力)來衡
20、量,用D表示。球面屈光度用DS表示。第二節(jié)面屈光度和片形轉(zhuǎn)換1r21r1D1f式中n折射率r1第一面曲率半徑r2第二面曲率半徑(n1)( )1nr2n1r11nr2n1r1一、面屈光度上式設(shè)D1D2DD1D2D1第一面面屈光度D2第二面面屈光度半徑與面屈光度的關(guān)系有表格可供查找,見P29。二、片形轉(zhuǎn)換1、片形轉(zhuǎn)換:DD1D2等式中,滿足同一個(gè)D,可有不同的D1、D2。如D2.00DSD12.00DD14.00D D16.00D D18.00DD20D22.00D D24.00D D26.00D在保持眼鏡片屈光度不變的前提下將眼鏡片從一種形狀改變成為另一種形狀的做法稱為眼鏡片的片形轉(zhuǎn)換。從理論上
21、講眼鏡片的片形有無數(shù)個(gè)。2、鏡片的基彎:眼鏡片的片形有無數(shù)個(gè),這給工廠加工帶來不便,也給我們眼鏡店的眼鏡配制帶來不便(會(huì)造成兩鏡片的基彎不同)。為此,我們要先確定一個(gè)基準(zhǔn)曲面的屈光度,然后以此為基礎(chǔ)計(jì)算出另一面的屈光度,這個(gè)基準(zhǔn)面稱為基彎或基弧。基彎應(yīng)根據(jù)鏡片直徑、屈光度等因素綜合考慮,目前國內(nèi)眼鏡廠批產(chǎn)的鏡片,當(dāng)鏡片直徑52mm,眼鏡片在±4.00DS以內(nèi)時(shí),基彎一般取±6.00DS,而且正鏡片基彎多選在凹面,負(fù)鏡片基彎選在凸面。眼鏡片直徑大、屈光度高時(shí)宜選用較淺的基彎。眼鏡片基彎要根據(jù)眼鏡片大小、來料的厚度、眼鏡片材料折射率、屈光度高低綜合考慮。第三節(jié)球鏡的識(shí)別和度量一
22、、認(rèn)別判斷眼鏡片的正、負(fù)。一般可采用像移試驗(yàn)的方法進(jìn)行:手持眼鏡片、凸面朝外,距眼的30cm,單目通過鏡片觀察約1米處的水平線,然后上下移動(dòng)眼鏡片,若眼鏡片內(nèi)的線段移動(dòng)方向與眼鏡片移動(dòng)方向相同(順動(dòng)),則眼鏡片為負(fù)鏡片;若眼鏡片內(nèi)的線段移動(dòng)方向與眼鏡片移動(dòng)方向相反(逆動(dòng)),則眼鏡片為正鏡片。也可以用焦度計(jì)確認(rèn)。二、眼鏡片光心的測定光心是重要的指標(biāo):眼鏡片光心與眼鏡片幾何中心的允差有國家標(biāo)準(zhǔn)(GB108101996);裝架要求。一般借助焦度計(jì)打印光心。也可以簡易方法進(jìn)行確定:手持眼鏡片,單目通過眼鏡片觀察1米左右的十字線,上下左右移動(dòng)眼鏡片,使眼鏡片內(nèi)的十字圖線與目標(biāo)的十字圖線完全重合,這時(shí)眼鏡
23、片內(nèi)的十字圖線的交點(diǎn)即為光心。三、眼鏡片屈光度的測量1、中和法:實(shí)驗(yàn)表明當(dāng)兩眼鏡片疊合其屈光度為零,作像移觀察時(shí),不會(huì)產(chǎn)生視像的移動(dòng),這叫做眼鏡片中和。我們可借助于試鏡箱內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)試鏡片,試鏡片的幾何中心即為試鏡片的光心,在對(duì)被測眼鏡片定性、定心后,取性質(zhì)相反的試鏡片與之疊合(通常被測眼鏡片放后)進(jìn)行像移觀察,直至視像不動(dòng)為止。這時(shí)試鏡片標(biāo)準(zhǔn)屈光度的相反數(shù)即為被測眼鏡片的屈光度。此法在患者已進(jìn)入驗(yàn)光室,并要了解患者的眼鏡度數(shù)時(shí)可采用。2、眼表(鏡度表)法:利用矢高測量原理來測定屈光度,先測D1,然后測D2,鏡片屈光度DD1D2。注意事項(xiàng):鏡度表校零;測量時(shí)不可將鏡度表壓在鏡片上用力移動(dòng),以劃傷眼
24、鏡片;表面不能與眼鏡片傾斜,以影響測量精度。3、焦度計(jì)測量:(略)四、不同折射率眼鏡片的屈光度轉(zhuǎn)換眼表是以n1.53來設(shè)計(jì)的,但是眼鏡片折射率各不相同,這時(shí)我們可以借助于下式進(jìn)行換算。D折射率為n時(shí)的屈光度D 眼表測量的屈光度n被測鏡片的折射率n10.53DD×五、眼鏡片折射率的測量我們借助于眼表和焦度計(jì)可對(duì)眼鏡片折射率進(jìn)行測量。設(shè)被測眼鏡片折射率為n,焦度計(jì)測定屈光度為D,眼表測定屈光度為D,則有1r2D(n1)( )1r11r2D(1.531)( )1r1DDn10.53DDn10.53×÷得:即DDn10.53×第四節(jié)平光眼鏡片平光眼鏡片不能認(rèn)為是
25、薄鏡片,而應(yīng)認(rèn)為是厚鏡片,這是因?yàn)檠坨R片厚度要對(duì)眼鏡片屈光度產(chǎn)生影響。一、主點(diǎn)、主點(diǎn)屈光度平行于主軸的光線入射到厚鏡片后,入射光線被第一面折射后,經(jīng)過眼鏡片進(jìn)入第二面,再被第二面折射后與主軸相交于F(像方焦點(diǎn)),如果我們延長入射光線和反向延長最后的出射光線將相交于一點(diǎn),過該點(diǎn)向主軸作垂直平面,與主軸相交于H,該平面稱為主面(像方),H稱為主點(diǎn)(像方)。tn焦距以主點(diǎn)(像方)起算,記作f稱為主點(diǎn)焦距,其倒數(shù)稱為主點(diǎn)屈光度:D1、D2第一、二面屈光度t眼鏡片中心厚度n眼鏡片折射率DD1D2D1·D2二、頂點(diǎn)屈光度研究發(fā)現(xiàn),主點(diǎn)的位置會(huì)隨著眼鏡片第一、二面的彎度變化而移動(dòng),這給屈光度測量帶
26、來不便。因此,厚鏡片的屈光度測量一般以眼鏡片的前后頂點(diǎn)作為依據(jù)。主軸與眼鏡片第一面的交點(diǎn)稱為前頂點(diǎn),主軸與眼鏡片第二面的交點(diǎn)稱后頂點(diǎn)(O),以后頂點(diǎn)起算的焦距稱后頂點(diǎn)焦距,記作fv,其倒數(shù)稱為后頂點(diǎn)屈光度,記作D v(又稱頂焦度):tnD2tnD1·D1tnD1D2 D1·D21·D1D vD11·D1tn三、平光眼鏡片的設(shè)計(jì)平光眼鏡片是指后頂點(diǎn)屈光度等于零的眼鏡片。令D v0則有DD1D2D1·D20tn設(shè)平光眼鏡片n1.53t=2mm其片形有D16.00DD15.95DD26.05DD26.00D上式表明,平光鏡片兩面屈光度不相等,且D1D
27、2,因此工廠加工時(shí),必須使用專用的模具。第五節(jié)眼鏡片厚度眼鏡片厚度計(jì)算實(shí)際上是眼鏡片的矢高計(jì)算。眼鏡片的中心厚度和邊緣厚度的關(guān)系,歸根結(jié)底也是眼鏡片的矢高計(jì)算問題。眼鏡片矢高可用簡化公式計(jì)算:SK·DK值有下表鏡徑(mm)K鏡徑(mm)K204045500.10.40.50.6566065700.80.911.2眼鏡片中心厚度計(jì)算可統(tǒng)一為:tse t中心厚度e邊緣厚度具體使用時(shí),我們只要從上表中查出K值,然后乘以眼鏡片屈光度得到矢高S,再以矢高S加上邊緣厚度得到正鏡片中心厚度,或以矢高S加上中心厚度得到負(fù)鏡片邊緣厚度。據(jù)此再加上磨耗量就可估算眼鏡片毛坯的厚度。正鏡片容許最小邊厚不得小
28、于0.6mm。負(fù)鏡片容許最小邊厚可用公式t20.2D估算,但最小不能小于0.6mm。眼鏡片厚度測量(略)第四章柱面鏡片(散光鏡片)第一節(jié)平柱面(圓柱面)鏡片一、概述一面為平面,另一面為圓弧面(圓柱面)的眼鏡片稱為平柱面鏡片。圓弧面為凸面的稱正柱面鏡片。圓弧面為凹面的稱負(fù)柱面鏡片。將上述柱面鏡片切割成圓形就成平柱面(圓柱面)鏡片,這種眼鏡片多用于矯正散光,所以又稱為散光鏡片。當(dāng)一束垂直于圓柱母線方向的光線入射時(shí),正柱面鏡片能使出射光線會(huì)聚成一條焦線,負(fù)柱面鏡片使出射光線會(huì)聚成一條虛焦線。二、平柱面鏡片的鑒別與測量1、識(shí)別:將平柱面鏡片對(duì)準(zhǔn)十字圖像,旋轉(zhuǎn)鏡片,十字線會(huì)呈現(xiàn)剪動(dòng)現(xiàn)象(物體會(huì)變形)。當(dāng)
29、平柱面鏡片的母線(軸線)與十字豎線平行時(shí),正柱面鏡片出現(xiàn)十字線像朝向鏡片轉(zhuǎn)動(dòng)的相反方向剪動(dòng),稱“逆剪動(dòng)”。負(fù)柱面鏡片出現(xiàn)十字線像朝向鏡片轉(zhuǎn)動(dòng)的相同方向剪動(dòng),稱“順剪動(dòng)”。也可采用焦度計(jì)識(shí)別。2、平柱面鏡片的軸向:平柱面鏡片的軸向即為平柱面鏡片的母線方向,或者說平柱面鏡片屈光度為零的方向。我們把過光心、屈光度為零的直線稱為平柱面鏡片的軸。軸向的測定,通常使用焦度計(jì)或者眼表,也可用十字圖目測。手持平柱鏡片,對(duì)準(zhǔn)十字圖線,單線透過鏡片觀察十字圖像,移動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)平柱面鏡片,使鏡片內(nèi)十字線像與目標(biāo)十字線相重合,這時(shí)平柱面鏡片的垂直向度和水平向度就是它們兩個(gè)主向度,進(jìn)而將鏡片沿垂直或水平方向作一次平移,其中
30、不呈像移的方向便是平柱面鏡片的軸向。而呈現(xiàn)象移方向?yàn)槠街骁R片的力的方向。3、屈光度測量:一般采用焦度計(jì)進(jìn)行測量。三、平柱面鏡片屈光度計(jì)算n1r1、最大屈光度:與球面鏡片相同:D最大屈光度方向上的曲率半徑柱鏡度用DC表示。2、斜向屈光度計(jì)算:DD·Sin2斜向與軸向的夾角D最大屈光度四、平柱面鏡片的組合兩個(gè)或多個(gè)平柱面鏡片按一定方式疊合在一起稱為平柱面鏡片的組合(驗(yàn)光時(shí)常要發(fā)生)。疊合方式:兩軸平行、兩軸正交、兩軸斜交。1、兩軸平行:1.50DC×900.50DC×902.00DC×902、兩軸正交: 1.50DC×90 0.50DC×
31、;1801.50DS 1.00DC×90 1.00DC×1801.00DS 2.00DC×1803、兩軸斜交:高級(jí)職業(yè)培訓(xùn)中討論。第二節(jié)球柱面鏡片一、概述前述,近視用負(fù)球鏡矯正,遠(yuǎn)視用正球鏡矯正,散光用平柱面鏡片矯正。若患者既有近(遠(yuǎn))視又有散光,必須采用球、柱面鏡片來矯正。所謂球柱面鏡片是指既有球面成份又具有柱面成份的復(fù)合鏡片,它的光學(xué)效果相當(dāng)于一球面鏡片與一柱面鏡片的組合。二、球柱鏡片的組合形式兩柱面正交:2.00DC×90/3.00DC×180球面加正柱面:2.00DS/1.00DC×180球面加負(fù)柱面:3.00DS/1.00D
32、C×90三、球柱面鏡片的片形轉(zhuǎn)換保持原光學(xué)效果不變,把球柱面鏡片從一種形式轉(zhuǎn)換成另一種形式稱為片形轉(zhuǎn)換。球()柱球()柱柱柱具體轉(zhuǎn)換方式:十字光學(xué)圖法(略)口訣法(略)第三節(jié)環(huán)曲面鏡片一、概述實(shí)際使用的球柱面鏡片為改善眼鏡片的光學(xué)性能,一般磨成彎月形的,即一面為球面,一面為環(huán)曲面(散光面),這種鏡片稱為環(huán)曲面鏡片。所謂環(huán)曲面是兩個(gè)正交柱面的組合面,比如腰鼓的表面、橄欖球的表面等。環(huán)曲面彎度較小的稱為基彎,彎度較大的稱為正交彎。環(huán)曲面加工在凸面的稱外散鏡片,環(huán)曲面加工在凹面的稱為內(nèi)散鏡片。內(nèi)散鏡片在成像質(zhì)量和裝架性別方向都優(yōu)于外散鏡片。二、環(huán)曲面鏡片的組合形式基彎/正交彎球彎外散:球彎
33、基彎/正交彎內(nèi)散:根據(jù)處方求環(huán)曲面鏡片的組合形式有兩種方法:1、十字光學(xué)圖法:(略)2、公式計(jì)算(分析法)法:球面成份球彎基彎柱面成份正交彎基彎選基彎;處方變形,處方應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)榍蛑问?,且柱面的符?hào)應(yīng)與基彎的符合相一致;把基彎改寫成柱鏡度,其軸向與處方(或變形后處方)的柱面軸向相垂直;根據(jù)上式求出正交彎,其軸向與處方(或變形后處方)的柱面軸向相同;根據(jù)上式求出球彎。例:將2.00DS/0.75DC×180寫成環(huán)曲面鏡片的組合形式。1、外散:選基彎:6.00D(處方不必變形)基彎為:6.00DC×90正交彎:6.000.756.75DC×180球彎:264.00DS球
34、曲面鏡片的組合形式為:6.00DC×90/6.75DC×1804.00DS2、內(nèi)散:選基彎:6.00D處方變形:2.00DS/0.75DC×1802.75DS/0.75DC×90基彎:6.00DC×180正交彎:60.756.75DC×90球彎:2.7568.75DS環(huán)曲面鏡片的組合形式為:8.75DS6.00DC×180/6.75DC×90第四節(jié) 散光鏡片軸向標(biāo)示法與測量一、散光鏡片軸向標(biāo)示法標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)示法:處方書寫時(shí),“°”符號(hào)可以寫,可以不寫,但最好不寫,以免10°誤為100。如+2.00DS
35、/0.75DC×45。二、測量最好借助于焦度計(jì)測量,也可用眼表測量(略)。第五節(jié) 散光鏡片厚度計(jì)算(略)第五章 眼用棱鏡片第一節(jié) 概述透明材料做成的多面體稱為棱鏡,多面體的面稱為棱鏡的折射面,兩個(gè)折射面的交線稱為棱。與棱垂直的剖面稱為棱鏡的主截面。主截面為三角形的棱鏡稱為三棱鏡。兩個(gè)折射面的夾角稱為頂角,頂角所對(duì)的面稱為棱鏡的底。當(dāng)一束光線射到棱鏡上時(shí),通過棱鏡的光線要向底面偏折,這種現(xiàn)象稱為棱鏡對(duì)光的折射,偏折后光線與入射光線的夾角稱為偏向(偏轉(zhuǎn))角,記作,是頂角的函數(shù)。眼用棱鏡片主要是矯正斜位用,棱鏡的頂角很小,通常小于10°。我們把垂直于底及頂?shù)木€稱為底頂線,實(shí)際用的
36、棱鏡片都磨成彎月形的。透過棱鏡片觀察物體時(shí),會(huì)出現(xiàn)像移(向頂邊),這種現(xiàn)象稱為棱鏡效應(yīng)。第二節(jié) 棱鏡度及表示法一、棱鏡度棱鏡片對(duì)光線偏折能力的大小稱為棱鏡度。若100單位取1米,則偏離量為厘米。二、棱鏡片的厚度差計(jì)算棱鏡片的制作一般可通過眼鏡片移心來實(shí)現(xiàn),但是平光眼鏡片或該方向沒有屈光度時(shí),棱鏡必須事先加工。加工時(shí)可掌握“厚度差”計(jì)算公式:g厚度差( mm)P棱鏡度()棱鏡片直徑( mm)n棱鏡片材料折射率 g=例如:P=4=44mmn=1.523 4×44100(1.5231)g= =3.36(mm)。三、棱鏡度底向標(biāo)示法棱鏡片除須標(biāo)明棱鏡度外,還需指出棱鏡度的底向,棱鏡底向的標(biāo)示
37、有三種方法:老式英國標(biāo)示法;新式英國標(biāo)示法;360°標(biāo)示法。1、老式英國標(biāo)示法除上、下、內(nèi)、外方向,棱鏡的底向標(biāo)示既要標(biāo)明度數(shù),又要標(biāo)明方位,如上外方60度,上內(nèi)方60度等。2、新式英國標(biāo)示法這種方法是將眼分為上、下兩半,仍以度數(shù)標(biāo)示,如上方60度。2、 360度標(biāo)示法四、棱鏡度均分法當(dāng)兩眼斜視程度不同,或只有一眼有斜視,配鏡時(shí)會(huì)出現(xiàn)眼鏡的左右鏡片重量不一,平衡感差。為此,我們可用“棱鏡度均分法”。所謂棱鏡度均分法,就是將應(yīng)配的棱鏡度平分于兩眼。 均分法如:R +2.00DS/1底外 R +2.00DS/0.5底外L +2.00DS L +2.00DS/0.5底外其原理如下:第三節(jié)
38、棱鏡度合成和分解(略)第四節(jié) 眼鏡片的棱鏡效應(yīng)和移心一、球鏡的棱鏡效應(yīng)和移心1、球鏡的棱鏡效應(yīng):正鏡片可認(rèn)為是許多個(gè)底朝中心的棱鏡組成的;負(fù)鏡片可認(rèn)為是許多個(gè)頂朝中心的棱鏡組成的。當(dāng)視線不經(jīng)過光心時(shí),眼鏡片將產(chǎn)生棱鏡效應(yīng)。2、球鏡的移心:公式:P=C·DP棱鏡度 C移心量(單位cm) D屈光度PD則C=例:R+2.00DS/0.5底外0.52PDC= = =0.25(cm)=2.5mm二、柱面鏡片的棱鏡效應(yīng)和移心柱面鏡片沿軸向沒有屈光度,因此沒有棱鏡效應(yīng),其它方向上均有屈光度,所以都有棱鏡效應(yīng)。其棱鏡度計(jì)算和鏡片移心計(jì)算同球鏡,只是在斜交方向上計(jì)算較復(fù)雜,一般可利用焦度計(jì)來制作棱鏡度
39、。三、球柱鏡的棱鏡效應(yīng)和移心為球鏡和柱鏡的綜合,斜交方向上計(jì)算較復(fù)雜,一般可利用焦度計(jì)來完成。四、差異棱鏡效應(yīng)當(dāng)患者有屈光參差時(shí),兩眼將會(huì)受到不同的棱鏡效應(yīng),這樣會(huì)使兩眼作不等量的轉(zhuǎn)動(dòng),在垂直方向上,兩眼難以忍受1以上的垂直差異。對(duì)患有屈光參差的患者,配戴近視眼鏡時(shí),對(duì)這類眼鏡的差異棱鏡效應(yīng)應(yīng)予以特別的重視,因?yàn)橐暯鼤r(shí)眼球會(huì)偏下方1012mm,偏內(nèi)23mm,此時(shí)會(huì)產(chǎn)生棱鏡差異。第六章 特殊眼鏡第一節(jié) 雙光眼鏡片一、概述隨著年齡的增大,眼調(diào)節(jié)機(jī)能下降,視近、視遠(yuǎn)都出現(xiàn)困難時(shí),可配一副視近和一副視遠(yuǎn)的眼鏡,當(dāng)要頻繁地視近、視遠(yuǎn)時(shí)很不方便,這時(shí)可以配一副雙光眼鏡。二、雙光眼鏡片形式1、熔合(隱形)雙
40、光眼鏡片:現(xiàn)在一般為前熔式,此類鏡片適合加工內(nèi)散。根據(jù)小片的形狀可分為:2、整體雙光眼鏡片:由塑膠材料制作,根據(jù)小片分界線形狀分為圓弧型和平頂型。三、雙光眼鏡片的裝配(略)雙光眼鏡片的缺點(diǎn):視線在分界線附近時(shí),圖像要產(chǎn)生突跳。第二節(jié) 漸進(jìn)多焦眼鏡片一、概述為了解決圖像的突跳,眼鏡片加工成由視遠(yuǎn)向視近過渡時(shí)屈光度慢慢變化,此類眼鏡片稱漸進(jìn)多焦點(diǎn)眼鏡片,簡稱為漸進(jìn)片。國內(nèi)的漸進(jìn)片一般將第一面加工成漸進(jìn)面,見下圖。由于加工工藝的關(guān)系,眼鏡片有的區(qū)域圖像會(huì)變形,我們稱之為亂視區(qū)(非成像區(qū))。在漸進(jìn)帶中眼鏡片屈光度是變化的。我們希望漸進(jìn)帶越寬越好,但是漸進(jìn)帶寬,漸進(jìn)帶就高,漸進(jìn)帶過高,視近時(shí)會(huì)不易找到近
41、用區(qū)。二、漸進(jìn)片標(biāo)記漸進(jìn)片至少有如下圖的標(biāo)記。三、漸進(jìn)片的裝配1、對(duì)鏡架的要求:直幅不少于35mm(或38mm)。橫幅、規(guī)格尺寸要根據(jù)鏡片的直徑、患者PD綜合考慮(移心量不要過大)。有的鏡框形狀的鏡架不適合, (鏡框宜稍方一點(diǎn)的)鼻托要求可調(diào)整的。3、 裝配:水平基線處于水平位置。PD遠(yuǎn)右、PD近左、PD近右、PD近左不能同時(shí)滿足時(shí),一律以近用瞳距為準(zhǔn)(就近不就遠(yuǎn))。瞳高不少于22mm。3、戴用注意事項(xiàng):年齡在55歲以上者配漸進(jìn)眼鏡要慎重(集合功能衰退)。駕駛?cè)藛T慎用漸進(jìn)眼鏡。視物由遠(yuǎn)向近(或由近向遠(yuǎn))視線應(yīng)上下過渡。一般有314天的適應(yīng)期。4、學(xué)生用漸進(jìn)片(略)。第三節(jié) 弱視眼鏡完全矯正視力
42、仍在0.3以下的眼稱為弱視眼(病理性)。世界衛(wèi)生組織(WHO)制定的低視力標(biāo)準(zhǔn):一級(jí) 0.10.3二級(jí) 0.050.1我國低視力標(biāo)準(zhǔn):一級(jí) 0.10.5二級(jí) 0.30.1醫(yī)院里一般將矯正視力在0.8以下的眼稱弱視眼(生理性)。我們討論的弱視眼是指低視力眼。我國雙盲率約占總?cè)丝诘?.48%,約伍百多萬人,低視力患者約為一、二千萬人。研究表明,低視力的主要原因是各種眼疾引起,如角膜斑翳、視神經(jīng)萎縮、白化病、白內(nèi)障、黃斑變性等造成的視網(wǎng)膜損害或其它器質(zhì)性損傷。盡管眼科學(xué)者竭盡全力,試圖醫(yī)治,但對(duì)不少病例至今仍感力不從心。通過研究和實(shí)驗(yàn)表明,低視力患者難于分辨小而清晰的像,但可以辨認(rèn)大而模糊的像。因?yàn)?/p>
43、有的患者黃斑處視神經(jīng)細(xì)胞損害,但黃斑外的視網(wǎng)膜尚好;有的周邊視力喪失,但有中心殘余視力。因此,我們將觀察的目標(biāo)在眼底成一較大的像,就可擴(kuò)大目標(biāo)像使視神經(jīng)細(xì)胞受到更多刺激,使大腦獲得更多的信息,患者易于辨認(rèn)目標(biāo)。這種被觀察目標(biāo)在眼底成一較大像的裝置稱為弱視眼鏡(或稱為助視器)。遠(yuǎn)用弱視眼鏡一般為伽俐略式望遠(yuǎn)鏡,放大率2X,觀察距離為2m。近用弱視眼鏡是在遠(yuǎn)用弱視眼鏡前加上近用附加鏡頭來實(shí)現(xiàn)的。第四節(jié) 非球面眼鏡片為解決眼鏡片邊緣視場的成像質(zhì)量問題,一般地中折射率以上的樹脂片多采用非球面設(shè)計(jì)加工。所謂非球面設(shè)計(jì)是對(duì)眼鏡片邊緣部分進(jìn)行非球面加工,具體說是對(duì)眼鏡片凸面的邊緣部分進(jìn)行非球面加工。由于采用非球面設(shè)計(jì)眼鏡片邊緣的成像質(zhì)量得到提高,眼鏡片邊緣變薄 。在眼鏡片邊緣的非球面部分是無法測量屈光度的,用眼表來測量凸面的屈光度時(shí)也應(yīng)在球面部分進(jìn)行。要提醒在大家注意的是現(xiàn)在有的商家用一般球面鏡片冒充非球面鏡片,以低折射率冒充中折射率、中折射率冒充高折射率的情況,大家用學(xué)到的知識(shí)應(yīng)能予以區(qū)別。第五節(jié) 鍍膜眼鏡片現(xiàn)實(shí)生活的需要,使用人員對(duì)眼鏡片提出這樣或那樣的要求,對(duì)這些要求我們可以通過改變眼鏡片材料(如高折射率、高阿貝數(shù)、樹脂、PC等)來實(shí)現(xiàn),也可以通過改變眼鏡片面形設(shè)計(jì)(如非球面、雙光、漸進(jìn)多焦點(diǎn)等)來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)前流行的鍍膜眼鏡片是通過在眼鏡片表面鍍敷一層或幾層物質(zhì)來滿足不同使用要求的。
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