曲率(curvature)是曲面形式的计量表达方式。假如有两个完整的圆球,一个直径为50 mm,另一个为100 mm,就可以说第一个球面的曲率是第二个球面曲率的两倍。曲率的大小有两种表达方式: 1.曲率半径 用曲率半径r表示,当半径减小时,曲率增加。球面的曲率只是一种几何学的性质,而与该球面材料性质无关。
2.屈光力 呈现一定曲率的镜片具备了对光线的屈折能力,光学透镜的屈光力则不仅与该透镜的曲率半径有关,而且与其材料性质有关。所以,可以用屈光力来表达透镜的曲率,有时候简称曲率,即与透镜的曲率半径和材料的折射率有关。
因此,曲率的定义为:一个面沿着单位长度的弧所转的角度大小。图5—1所示即是以C为圆心,r为半径所形成的球面轨迹。
图中,P点的切线方向为PQ,当P点移至P’时,切线也转到了新方向P’Q’,显然,切线所转动的角与半径r所转的角大小相等。令此角为θ,则: 曲率=θ/PP’ 因为θ(弧度)= PP’/r,故曲率=1/r, 即球面的曲率等于该球面半径的倒数,以R表示球面的曲率,所以: R=1/r (5—1) 半径r以米为单位,R则以屈光度为单位。设曲率半径为1 m,则屈光力为1 D,由于该单位容易与面的屈光度相混淆,所以通常以m-1表示曲率。一个球面的半径为1 m,则它的曲率为1 m-1,半径为50 cm,则它的曲率就是2 m-1。 在任何含有曲率半径r的公式中,我们都可以以它的倒数,即曲率来代替,所以透镜的两个面的屈光力可写为: F1=(n-1)R1,F2=(1-n)R2 透镜公式可写成: F=(n-1)(R1-R2) 可见曲率的概念因去除分数而简化了各项计算。
实例1:一玻璃镜片(n=1.523)前表面曲率半径为+15 mm,后表面曲率为+30 mm。 该镜片的 R1=1/0.015=66.67 D R2=1/0.03=33.33 D F=(n-1)(R1-R2)=17.4 D
实例2:一树脂镜片(n=1.62),为双凹镜,前表面曲率半径为25 mm,后表面曲率半径为40 mm。 该镜片的 R1=1/0.025=40 D R2=1/(-0.04)=-25 D F=(n-1)(R1-R2)=40.3D |