文档介绍：第四章
光学仪器的基本原理
1
s
s
s
s
人的眼睛
一、人眼的构造
人眼的水平切面
:白色坚韧,~
:透明,R:8mm
●
:黑色不透光
—水状体:淡盐溶液,
—玻璃体:含大量水份胶状物,
:带色的彩带
:直径:~8mm
6. 晶状体—眼珠,,前后曲面半径:10mm,6mm
:视神经网
:不引起视觉
:2mm
:
从上页图看出:人眼是一个由角膜、水状液、晶状体和玻璃液所组成的,物、像方折射率近似相等的,可变焦距的,共轴复杂光学系统(光具组)。它能在视网膜上清晰成像。
人眼是一个能自动调节的精密的光学仪器。其结构相当复杂。在许多情况下将其简化成如下的模型:
F
O
F‘
光心
二、简化眼
1、定义:为使不同距离的物体都能在视网膜上成清晰像而改变眼睛焦距的过程。人眼的调节方式有两种:自动调节(自调节)和被动调节(矫正)。
2、自调节:正常人眼靠睫状肌的松驰或紧张来改变晶状体的曲率半径,从而改变人眼焦距的过程。是人眼自动完成的。
远点:人眼能看清楚的最远点。人眼看远点处的物体时,睫状肌处于完全松驰的状态,晶状体曲面的曲率半径最大。
近点:人眼能看清楚的最近点。人眼看近点处的物体时,睫状肌处于最紧张的状态,晶状体曲面的曲率半径最小。
三、人眼的调节
说明: ①自调节有一定的限度:近点和远点之间。
②人眼疲劳程度与睫状肌的松紧程度有关:
看远物时,肌肉松驰,不易疲劳;看近物时,肌肉紧张,容易疲劳。
③近点、远点和调节范围随年龄的增长而变化;
近点变远:幼年7~8cm;中年25cm;老年1~2m。
远点变近:幼年—无限远;老年—数米。
随年龄的增长,肌肉老化,自调节范围变窄。
④适当照明下,正常眼观察眼前25cm处的物体是轻松的,且能看清物体的细节。称25cm为明视距离。
因此,在设计和使用助视仪器时一般都使虚像成于明视距离、无穷远处或其间的某一位置处。
三、人眼的调节
3、人眼的缺陷及矫正——被动调节:外加辅助仪器改变焦距的过程。具备完善的自调节功能的人眼称为正常眼;反之,称为非正常眼。
①近视眼:远点在有限远处的人眼。
特点:晶状体曲率半径比正常眼小,外形凸出;像方焦点在视网膜前,焦距短。明视距离和远点都变近。配镜计算方法是,将正常眼视点(s0=-25cm)处的物经眼镜成像于近视眼的视点处。
三、人眼的调节
利用明视距离变近计算:
例某人的眼睛的明视距离为眼前10cm,应配多少度的眼镜?
解:将s’=-, s=-,代入薄透镜物像公式:
三、人眼的调节
明视距离
O
F‘
矫正前
明视距离
O
F‘
近点
矫正后
P
O
F‘
O
F‘
远点
矫正前
P‘
O
F‘
远点
远物
矫正后
[例] 。
求所戴眼镜的光焦度。
利用远点变近计算: