眼球模型實驗
實驗目的
以光學透鏡與可變焦距水晶體,模擬眼球水晶體,探討成像過程;並模擬眼球光學原理。進一步模擬各種與眼球相關之病症,如:近視、遠視、白內障、青光眼、飛蚊症等等。
簡介
以眼球模型模擬,可見光進入眼球之現象。
實際光路路徑 | 眼球模型路徑 | 備註 |
光源 | 光源 | 檯燈、紅色雷射光筆、綠色雷射光筆 |
物件 | 物件 | (如直接觀察光源則不需外加物件) |
眼鏡 | 透鏡 | 凹凸透鏡、偏光片、減光片、墨鏡等 |
角膜 | 角膜 | 壓克力製 |
水晶體 | 可變焦距水晶體 | 矽膠製(含壓力調整裝置) |
視網膜 | 屏幕、CCD | SONY-CCD |
視神經 | 傳輸線 | 色差傳輸線 |
大腦 | 影像擷取卡、電腦、軟體 | 影像擷取卡TM-5600(USB) |
本實驗並以眼球模型,供學生自行探究,模擬眼球相關病症,瞭解眼球相關病症之成因、現象與矯正。
原理
幾何光學:
幾何光學,是以「光直線傳播」的假設前提作為基礎,研究光在透明介質中傳播現象的科學。薄透鏡的成像公式與放大率
(1)成像公式:。
說明:實際物體在鏡前的物距p取正值;凸透鏡的焦距f取正值,凹透鏡的焦距f取負值;形成實像時,q取正值,形成虛像時,q取負值。
(2)物體經透鏡成像的放大率:
如果m>0,像為正立; m<0,像為倒立。
如果|m|>1,像為放大;|m|<1,像為縮小。
造鏡者公式
造鏡者公式: (只適用小孔徑薄透鏡)
R1、R2:透鏡兩側球面的曲率半徑。(凸取正,凹取負。)
n':透鏡介質的折射率。
n:周圍環境介質的折射率。
f:透鏡焦距。(會聚透鏡取正,發散透鏡取負。)
圖片
圖(1):光學套件 | 圖(2):儀器本體 |
圖(3):可變焦距水晶體近照 | 圖(4):球徑計 |
圖(5):加裝CCD | 圖(6):以電腦成像 |