7.棱镜和棱镜的合成分解课件.ppt

1、2022-6-23yy1第四章第四章 第一、二节第一、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2022-6-23yy2眼用棱镜眼用棱镜2022-6-23yy3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。2022-6-23yy41.1.反射棱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

2、镜三次反射棱镜306045452022-6-23yy52.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。xyzoxyzoxyzo2022-6-23yy62022-6-23yy72022-6-23yy8TS Qiu Zhijie Art Project_House of Prism_S2022-6-23yy9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2022-6-23yy10

3、主截面主截面顶顶顶角顶角底底B底顶线底顶线2022-6-23yy11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）（应用）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）移动2022-6-23yy12 棱镜对光的偏向作用棱镜对光的偏向作用 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、2022-6-23yy13 在光线发生第一次折

4、射时，是由空气进入玻璃，由于玻璃在光线发生第一次折射时，是由空气进入玻璃，由于玻璃对空气的折射率大于对空气的折射率大于1 1，折射角小于入射角，光线向下偏折；当，折射角小于入射角，光线向下偏折；当从棱镜中射向空气时，由于空气对玻璃的折射率小于从棱镜中射向空气时，由于空气对玻璃的折射率小于1 1，折射角，折射角大于入射角；光线经过棱镜后会继续向底面偏折。大于入射角；光线经过棱镜后会继续向底面偏折。 棱镜对光的偏折作用原理棱镜对光的偏折作用原理 2022-6-23yy1414 The emergent light is deviated towards its base The image is

5、deviated towards its apex Vergence is constant BB 2022-6-23yy1515 The crossline will appear displaced towards the prism apex The displacement will in proportion to the distance between prism and object2022-6-23yy1616 The pencils of light always refracted towards the thickest part of prism2022-6-23yy

6、172022-6-23yy18光的色散现象光的色散现象2、2022-6-23yy19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现象的原理分析色散现象的原理分析 2022-6-23yy20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，偏折越小红紫色散现象的结论色散现象的结论 2022-6-23yy212022-6-23yy223. 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

7、的色散现象，制成分光镜利用棱镜对白光的色散现象，制成分光镜的重要器件。的重要器件。 利用全反射现象，可制成全反射镜。利用全反射现象，可制成全反射镜。2022-6-23yy23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2022-6-23yy24全反射棱镜全反射棱镜2022-6-23yy252022-6-23yy261.1.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） 2022-6-23yy272022-6-23yy282. 单位单位： 棱镜度棱镜度2.1 2.1

8、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 如果在如果在1m1m的距离上能使光线位移的距离上能使光线位移1 1cmcm，即三棱镜为，即三棱镜为1 1个棱个棱镜度镜度，记为：，记为：1 1?2022-6-23yy2929 1 ：deviate 1cm at 100 cm 1 1cm100cm2022-6-23yy30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“”2022-6-23yy312.2 计算计算tan100P2022-6-23yy323. 厘弧度厘弧度厘弧度是厘弧度是

9、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100100倍倍1为为1100rad厘弧度记录为厘弧度记录为R R 1 1弧度弧度=10=10分弧度分弧度=100=100厘弧度厘弧度 弧度和度如何转换呢？弧度和度如何转换呢？图6-10. 棱镜的厘弧度单位x2022-6-23yy3333 1 deviate 1/100 r at distance 1 r.1 1/100 rr2022-6-23yy34 =100tan =1.745 为什么引入该单位为什么引入该单位 ？2022-6-23yy35推导推导1 rad1 rad是圆弧的长

10、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：所以：l l0.572960.57296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。2022-6-23yy36 右眼右眼 左眼左眼2022-6-23yy37老式英国标记法老式英国标记法 2022-6-23yy3838 Old English base notation120up604530Routdown604530135

11、15O120135150120up604530Lindown60453013515O120135150inoutRight eyeLeft eye2022-6-23yy39新式英国标记法新式英国标记法 360360标记法标记法 2022-6-23yy4040 New English base notation120up604530Routdown60453013515O120135150120up604530Lindown60453013515O120135150inoutRight eyeLeft eye2022-6-23yy41360360底向表示法：底向表示法：面对面、自右向左面对面、自

12、右向左 右眼右眼3 3? 底向底向4545 ODOD（S S）3 3? B45B45内（内（BIBI）、）、 外（外（BOBO） 上（上（BUBU）、下（）、下（BDBD）2022-6-23yy42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BOBOl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l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l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

13、BUBU和底朝下和底朝下BDBDl底朝下是指在底朝下是指在270 270 l而底朝上是指在而底朝上是指在90 90 2022-6-23yy431.1.顶角很小顶角很小2022-6-23yy442022-6-23yy452022-6-23yy462022-6-23yy47压贴三棱镜压贴三棱镜2022-6-23yy482. 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2022-6-23yy492022-6-23yy502022-6-23yy511 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

14、偿头位消失配戴三棱镜后斜视儿童的代偿头位消失. 2022-6-23yy52压贴膜状三棱镜压贴膜状三棱镜 2022-6-23yy532022-6-23yy542022-6-23yy552022-6-23yy56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2022-6-23yy57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2022-6-23yy58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2022-6-23yy592022-6-23

15、yy602022-6-23yy612022-6-23yy622022-6-23yy63（2 2） 通过棱镜的物体向尖的方向偏移通过棱镜的物体向尖的方向偏移2022-6-23yy64（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2022-6-23yy65（4 4）棱镜的厚度差）棱镜的厚度差2022-6-23yy66棱镜的合成与分解棱镜的合成与分解2022-6-23yy67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2022-6-23yy68棱镜的合成棱镜的合成l矢量法（做图法）矢量法（做图法）l计算法计算法

16、2022-6-23yy6969 OD 3 BU 4 BI compounding 3 BU4 BI2022-6-23yy7070 OS 2 BI 2 BD compounding 2 BD2 BI2022-6-23yy7171 Resolve OD 4 base Up and In 30 30 2022-6-23yy7272 60 Resolve OS 6 base down and In 60 2022-6-23yy7373 900INOD900180INOUTObliquely crossed prisms1 1v 1h 2 2v 2h R R 2022-6-23yy742022-6-23

17、yy75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 12022-6-23yy76（2 2）公式法：）公式法： OR= OR= = 3 = 3 + 4+ 4 =5 =5 tan ROH =RH/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+OH2022-6-23yy77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O

18、V=ORSin60 =1.73BU OH=ORCos60 =1BI2022-6-23yy78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 1BIBI2022-6-23yy792022-6-23yy80右眼-5.00D近视联合3底朝内联合4底朝上 2022-6-23yy812022-6-23yy82