配眼镜被骗?是因为你不懂这些知识~

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春节马上就要到了,对于质心姐姐来说,一年一度的——逼婚环节又到了。

所以,为了更好的迎合七大姑、八大姨的连番追问,质心姐姐决定给自己一个新时代美少女的形象,首先就是要换掉这副从初中就开始佩戴的眼镜。

眼镜店的工作人员非常热情,验完光后就领着质心姐姐坐在视力表前,让质心姐姐戴上一副外形像老顽童爷爷一样的眼镜,并且往里面一块一块地叠加镜片。质心姐姐当时就蒙了,为什么要这么做?

于是质心姐姐偷偷给唐鹏老师打了个电话,询问其中的原理,以下是萌鹏给出的解释:

由于各种原因,眼球不能正确的将光线聚焦在视网膜上,而是聚焦在了视网膜前,导致视野模糊,这就是近视。

那么矫正视力则是通过凹透镜将眼球的成像往后移到视网膜上。

配眼镜就是找到符合自己眼睛情况,即焦距合适的镜片的过程。画个图大概就是这么个样子:

从图中可以看出,配近视镜我们关心的是物体距离跟像的距离的关系。

初中光学知识告诉我们,这个关系跟透镜的焦距相关,所以我们只要找到合适焦距的近视镜就行了。但是!!初中的物理又告诉我们,透镜的焦距并不能直接叠加!那么验光师一片一片的加镜片测试眼睛实际度数的方法是不是在蒙我们呢?细思恐极,瑟瑟发抖……

为了知道有没有被验光师蒙骗,我们需要亲自算一算……

这里我们会用到几何光学中的一些基本原理,但在讲述这些原理之前,我们会按照学习物理或者说研究世界的通用方法:先行建模,找到主要影响参数,得出漂亮够用的结论之后再去添加一些细节,就可以获得完美的成像了。当然实际生产中设计厂商会使用商用软件进行模拟计算,以得到最好的成像效果。这个过程大概就是这个样子:

我们在用纸笔进行计算的时候会进行充分的简化,只考虑被磨成球面的镜片,如下图所示。

两种光介质的交界面为一个半径为R的球面,例如左侧为空气,折射率为n₁=1,右侧为玻璃球,折射率为n。虚线SS’为对称轴,在界面左边距离为u处放置一个物点S,当我们只考虑旁轴近似时,我们会得到一个像点S’,比较简单的情况是这个像点就在界面右侧距离为v处。利用折射定律和小量近似,我们最终会得到一个成像公式,也就是:

我们通常把式子右边的那一项叫做光焦度,光焦度的单位是m¯¹,生活中通常在此基础上再乘以100,就是我们常说的眼镜度数。比如说一个200度的眼镜,其焦距就应该是:,严格的写法,对于远视镜,是凸透镜,焦距应当算正的,相反近视镜,是凹透镜,焦距应当算负的。这下有了转机,焦距并不能叠加,实际配眼镜的时候也没见着有谁带进店排出几个大洋对店小二说:给我来一副焦距f=﹣25cm的眼镜。那么如果按照光焦度来算,是不是就可以叠加了呢?

那我们把半径分别为R₁、R₂的两个这样的球面比较紧密的叠在一起,就获得了一个凹透镜,经过简单计算后,我们发现现在的物像距离之间的关系变成了这个样子:

我们发现这个式子右侧刚好是两个球面的光焦度之和,也就是说光焦度是可以叠加的!(当然会有适用条件咯,待我们在1.30号的寒假直播课上细细道来,查看课程相关信息,尽在质心教育官网!)

到这里我们就知道了,原来光焦度(或者眼镜度数)是可以叠加的,配眼镜的时候用不停的增减镜片,以调到最佳视觉效果,最后把眼镜度数合起来计算是科学的~

听完这个,虽然没有听的太懂,但是毕竟萌鹏说是科学的,质心姐姐就当真的听了,嘿嘿~~

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