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