眼的折光系统

眼的折光系统:
当光线由空气进入另一媒质构成的单球面折光体时,它进入物质的折射情况决定于该物质与空气界面的曲率半径R和该物质的折光指数n2;若空气的折光指数为n1,则关系式为
n2R/(n2-n1)=F2 (1)
F2称为后主焦距或第2焦距(空气侧的焦距为前主焦距或第一焦距),指由折射面到后主焦点的距离,可以表示这一折光的折光能力。表示折光体的折光能力还可用另一种方法,即把主焦距以m(米)作单位来表示,再取该数值的倒数,后者就称为该折光体的焦度(diopter);如某一透镜的主焦距为10cm,这相当于0,1m,则该透镜的折光能力为10焦度(10D)。通常规定凸透镜的焦度为正值,凹透镜的焦度为负值。
主焦距是一个折光体最重要的光学参数,由此可算出位于任何位置的物体所形成的折射像的位置。以薄透镜为例,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,当物距a趋于无限大时,1/a趋近于零,于是1/b接近于1/F2,亦即像距b差不多和F2相等;这就是说,当物体距一个凸透镜无限远时,它成像的位置将在后主焦点的位置。同样不难看出,凡物距小于无限大的物体,它的像距b恒大于F2,即它们将成像在比主焦点更远的地方。以上两点结论,对于理解眼的折光成像能力十分重要。
另外,根据光学原理,主焦点的位置是平行光线经过折射后聚焦成一点的位置,这一结论与上面提到的第一点结论相一致。每一物体的表面,都可认为是由无数的发光点或反光点组成,而由每一个点发出的光线都是辐散形的;只有这些点和相应的折射面的距离趋于无限大时,由这些点到达折射面的光线才能接近于平行,于是它们经折射后在主焦点所在的面上聚成一点,整个物质就达个面上形成物像。当然,无限过的概念本身决定了它是一个不可能到达的位置,实际上对人眼和一般光学系统来说,来自6m以外物体的各光点的光线,都可以认为是近于平行的,因而可能在主焦点所在的面上形成物像。

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