1
2
2
1
v r
f2

n2 n2 n1
r
3、焦度(focal power)
D n1 n2 n2 n1
f1 f2
r
焦度D 的单位：屈光度（f 以m为单位） 焦度越大，折射本领越强
1 屈光度= 100度
二、共轴球面系统 1. 计算方法
以单球面折射公式为基础，逐个球面计算， 求得最后 成象位置：
度镜片后能看清的最近物体在何处？
【解】 1 1 1
uv f
1 1 5 u 0.45
u 0.1385m 13.85cm
【例7】一患者戴上+400度的眼镜矫正屈光不正
后，近点在眼前10cm处，远点同正视眼。此患者
眼睛的屈光不正为
，不戴眼镜时的近点
在
，远点在
。
【解】 ⑴矫正前近点 1 1 4
【解】⑴
n1 n2 n2 n1 uv r
1.5 1 1 1.5 u2 R
u2 3R
⑵ 1 1.5 1.5 1
u1 R R
u1

R 2
§2 眼屈光
自动调节曲率半径 (折射本领——焦度)， 眼的这种机能称为调
节视网物来自角 膜水 状液
瞳孔 (虹膜)
水 晶 体
⑵矫正后远点
1 1 1 u 1
u
【例9】某患者眼睛的近点在眼前0.5米处，而远
点在眼后1米，今欲使他在眼不调节时看清远方物
体，应配戴
度的
透镜片；戴了此镜
片后的近点移到眼前
米处。
【解】 ⑴ 1 1 1
1 f
f 1m
⑵ 矫正后近点
1 1 1 u 0.5
u 0.33m
一、单球面折射
1.单球面折射公式
(前提条件：近轴光线)
符
号
实物 u＞0 入
射
法 则
虚物 u＜0
光
U
折 射 光
入 射 光
V
V
U
折
射 实象v ＞0
光
虚象v ＜0
入 射
符光 号
n2
折
射 凹面迎着入射光，r ＜0
n1
光
法
则
入 射
光 n1
n2 折
射 光
凸面迎着入射光，r ＞0
折射率:
入射光所处媒质为n1 折射光所处媒质为n2
u = ∞ v = 2米
1 1 1 2 f
D 1 1 0.5屈光度 50度 f2
一远视眼的近点在眼前90厘米处，欲使他最近 能看清眼前15厘米处的物体，应配戴多少度的 凸透镜镜片?
u＝15厘米， v＝ - 90厘米
1 1 1 0.15 0.90 f
D 1 1 5.56屈光度 556 度 f 0.18
A（孔径角）越大，光纤导光能力越强
n＝1.62，n1＝1.52，A＝34°
作用：导光、导象
二、放大镜(magnifier)
作用
代替眼的调 节， 将视 角β放大为γ （将物Y放 大为Y′）
凸透镜
放大倍数——角放大率：

25

f ( cm )
【例10】已知放大镜焦度为12屈光度，求
角放大率。
第一球面
第二球面
物 折射 (象／物) 折射 (象／物)……
一玻璃球(n＝1.5)半径为10厘米,点光源 放在球面前40厘米处,求近轴光线通过玻璃球后 所成的像。
1 1.5 1.5 1 40 v1 10
1.5 1 1 1.5 40 v2 10
V1＝60厘米 v2＝11．4厘米
5. 眼的屈光不正及矫正 近视眼、远视眼、散光眼、老花眼
6. 纤镜 光纤的导光导象原理
8. 显微镜的放大率
物镜的单向放大率m Y s Y f1
目（放大）镜的角放大率 Y 25
Y f2 (cm)
显微镜放大率M m 25s Y
f1 f2(cm) Y
2. 虚实物判断方法
以折射面为界,入射光线和折射光线分居两侧
物与入射光线同侧为实,异侧为虚, 象与折射光线同侧为实,异侧为虚。
前一球面成象位于次一球面之前，此象 为次一球面的实物；
前一球面成象位于次一球面之后，此象 为次一球面的实虚物。
【例5】半径为R，折射率为1.5的玻璃球置于空气 中，一点光源放于玻璃球外何处，经玻璃球折射后 向右成平行光？
9. 显微镜的分辨本领（分辨率）
Z

0.61 nsin

1 分辨本领
n·sinβ——物镜的数值孔径（N.A.）
10. 电子显微镜成象原理
N.A.
1.3
1
2.6 104 385 1
0.1
【例12】一油浸物镜恰能分辨每厘米40000
条的一组等距线条，光源为波长4500

A
的蓝
光，求显微镜物镜的数值孔径。
【解】 Z 0.61
N.A.
0.61 0.61 4.5 105
N.A.

1.098
Z
1
40000
【解】
25 0.25D 0.2512 3
f (cm)
§4 显微镜 电子显微镜
一、显微镜(microscope)的放大率
物镜(objective)
目镜(eyepiece)
物镜的单向 ( 线）放大率
m Y s Y f1
目镜的角放大率 Y 25
Y f2
此时目镜相 当于放大镜!
β——物体入射到物镜边缘光线与主轴的夹角
n·sinβ——物镜的数值孔径（N.A）
Z 0.61 nsin
2.提高分辨率的方法：降低λ和提高n及β
Β=42°
sin 1 OJ
PJ
【例11】一台显微镜的N.A.为1.3，照射光波 长5500埃，求分辨本领是肉眼的几倍？
【解】
Z 0.61 0.61 5.5 107 2.6 104 mm
§3 放大镜 纤镜
一、纤镜（fibrescope） 作用：观察体内器官壁情况 种类：支气管镜、食道镜、胃镜、肠镜和 膀胱镜等
材料：由数万根玻璃纤维有序排列组成(光 学玻璃纤维，直径小于20微米，可 任意弯曲）
导光导象原理：
i 90
i ＝A，入射光线沿着纤维内全反射
显微镜放大率M m 25s Y
f1 f2 Y
二、显微镜的分辨本领（分辨率）
1. 分辨本领(resolving power)或分辨率
(resolution)用最小分辨距离(resolving
distance)Z表示：
Z 0.61 分辨本领 1
nsin
Z
λ——照明光波长 n——物体与物镜之间媒质折射率
几何光学
Geometrical optics
掌握：单球面折射公式、共轴球面系统的 计算、近视眼和远视眼的矫正及其 计算、显微镜的分辨距离和物镜的 数值孔径
熟悉：放大镜的放大率、光学纤维导光、 导象原理
了解：眼的折光作用、散光眼和老光眼的 成因及其矫正、显微镜放大率、电 子显微镜的原理
§1 球面折射
膜 感 光
古氏平均眼 简约眼
1. 远点(far point ——眼不调节时能看清物体的最远位置。
正视眼： 无穷远
近视眼： 眼前一定距离
远视眼： 眼后（虚远点）
2. 近点(near point) ——眼最大调节时能看清物体的最近位置
正视眼： 眼前10～12厘米 近视眼： ＜10厘米
远视眼： ＞12厘米 3. 明视距离 ——正常光照下不使眼高度调节
n0 sinφA=n sinθ＝n cosA
1 sin A n0
n
n0
sinφA＝n sinA＝n1
sinφA＝
2
sin90o＝n1
n2
n
1
1
n2

n2 n12
n
sinA=
n
1
光学纤维的数值孔径(numerical aperture
N.A.)
n0 sinφA＝
n
n2 1 1
n2

n 2 n12
而过分疲劳的距离 25cm
二、眼的屈光不正及矫正
1. 近视眼（近点：< 10 cm、远点：< ）
矫正：配一副凹透镜，使远物所成(虚象) 与(近视眼远点)重合
计算：
11 1 D uv f
一近视眼的远点在眼前l米处，今欲使其能 看清远方的物体，问应配多少度的凹透镜镜片?
u = ∞ v = _1m
0.1 v
v 0.167m 16.7cm
⑵矫正前远点
1 1 4 v 0.25m 25cm
v
【例8】某人不戴眼镜时能看清10cm 到100cm之间
的物体，戴上-100度眼镜后，能看清
到
之间的物体
。
【解】
⑴矫正后近点
1 1 1 u 0.1
u 0.11m 11cm
二、球面透镜公式
2. 折射本领
第一焦点F1： 主光轴上点光源在此
发出的光束经折射后为
平行光的点
第一焦距（F1至球面顶点P的距离）：
n 1
u

n 2

f1
n2
nr2
nn1 1
n1
r
第二焦点F2： 平行于主光轴的光束
位折射后会聚在此的点
第二焦距（F2至球面顶点P的距离）：
n n n n
【例13】一架显微镜，用以分辨标本上相