臨床助理生理學復習資料:眼的折光系統


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當光線由空氣進入另一媒質構成的單球面折光體時,它進入物質的折射情況決定于該物質與空氣界面的曲率半徑R和該物質的折光指數n2;若空氣的折光指數為n1,則關系式為
n2R/(n2-n1)=F2 (1)
F2稱為后主焦距或第2焦距(空氣側的焦距為前主焦距或第一焦距),指由折射面到后主焦點的距離,可以表示這一折光的折光能力。表示折光體的折光能力還可用另一種方法,即把主焦距以m(米)作單位來表示,再取該數值的倒數,后者就稱為該折光體的焦度(diopter);如某一透鏡的主焦距為10cm,這相當于0,1m,則該透鏡的折光能力為10焦度(10D)。通常規定凸透鏡的焦度為正值,凹透鏡的焦度為負值。
主焦距是一個折光體最重要的光學參數,由此可算出位于任何位置的物體所形成的折射像的位置。以薄透鏡為例,如果物距α是已知的,像距b可由下式算出:
1/a+1/b=1/F2 (2)
由式(2)可以看出,當物距a趨于無限大時,1/a趨近于零,于是1/b接近于1/F2,亦即像距b差不多和F2相等;這就是說,當物體距一個凸透鏡無限遠時,它成像的位置將在后主焦點的位置。同樣不難看出,凡物距小于無限大的物體,它的像距b恒大于F2,即它們將成像在比主焦點更遠的地方。以上兩點結論,對于理解眼的折光成像能力十分重要。
另外,根據光學原理,主焦點的位置是平行光線經過折射后聚焦成一點的位置,這一結論與上面提到的第一點結論相一致。每一物體的表面,都可認為是由無數的發光點或反光點組成,而由每一個點發出的光線都是輻散形的;只有這些點和相應的折射面的距離趨于無限大時,由這些點到達折射面的光線才能接近于平行,于是它們經折射后在主焦點所在的面上聚成一點,整個物質就達個面上形成物像。當然,無限過的概念本身決定了它是一個不可能到達的位置,實際上對人眼和一般光學系統來說,來自6m以外物體的各光點的光線,都可以認為是近于平行的,因而可能在主焦點所在的面上形成物像。
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