应用光学教学课件 (第二章)3.ppt
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1、2020/10/28,1,补充(专业词汇),Refractive Index( or index of refraction)(折射率) Optical Path(光程) Laws of Reflection and Refraction(反射和折射定律) Angle of incidence(入射角) angle of reflection (反射角) angle of refraction (折射角) Color Dispersion (色散) aberrations(象差),2020/10/28,2,Virtual images(虚像) Conjugate Points and Plan
2、es(共轭点和面) focal length(焦距) image distance(像距) lateral magnification(横向放大率) Principal Points and Planes(主点和面) Nodal Points and Planes(节点和面) Paraxial rays (近轴光线),Paraxial rays are defined as those rays which make very small angles with the axis and lie close to the axis throughout the distance from ob
3、ject to image,2020/10/28,3,单个折射球面的主平面和焦点,一、球面的主点位置,在近轴区,单个折射球面成完善像。在这种情况下,可以看成理想光组,也具有基点、基面。,主平面上,1,由近轴区横向放大率公式:,显然,要使上式成立,只能 l = l = 0,因此对于单个折射球面而言,H,H和O 相重合,而且物方主平面和像方主平面与球面顶点O相切。,2020/10/28,4,二、球面焦距公式,在主点已知的情况下,只要求得单个折射面的焦距即可确定相应焦点和焦平面的位置。,当物点位于物方焦点时,有:,l = f , l = ,代入公式,可得单个折射球面的物方焦距:,2020/10/28
4、,5,以 H 为原点,即可确定物方焦点F和物方焦平面的位置,同理,可求得单个折射球面的像方焦距为:,对于单个反射球面,有 n = - n。由上两个公式可以得出:,2020/10/28,6,将 n = - n 代入以下各式:,可得单个反射面的放大率公式:,2020/10/28,7,三、球面节点,节点:角放大率1的一对共轭点。,得:l = l = r,代入公式,结论:单个折射球面得一对节点(J 、J)均位于球心C,不与主点重合。,原因:n n,2020/10/28,8,同理,对于反射球面,同样有:,l = l = r,由于单个折(反)射球面在近轴区可以看成是理想光组,因此它的成像特性可以应用理想光
5、组中的所有公式,单个反射球面的一对节点(J 、J)均位于球心C。,注意:两边折射率不同!切勿采用光组位于同一介质 中的公式!,折射:n , n,反射:n , - n,2020/10/28,9,小结:,一对共轭面,两对共轭点是最常用的共轴系统的基点,两对共轭点:,无限远轴上物点与F ,F与无限远轴上像点。,它们构成了一个光学系统的基本模型。,提问:物方焦平面与像方焦平面是不是共轭面?,不是!!,2020/10/28,10,如果已知共轴光学系统的一对主平面和两个焦点的位置,就能根据它们找出物空间任意物点的像!,2020/10/28,11, 若 f 0,为正光组(会聚光组) 若 f 0,为负光组(发
6、散光组),记住喽,做题时先判断光组的正负!,2020/10/28,12,2-9 用作图法求光学系统的理想像(2-8), 已知一个理想光学系统的主点和焦点的位置,利用光线通过它们后的性质,对物空间给定的点、线、面通过画图追踪典型光线求像,称为图解法求像。,2020/10/28,13,可供选择的典型光线和可供利用的性质有:,(1)平行于光轴入射的光线,经过系统后过像方焦点。,F ,H,H,2020/10/28,14,(2)过物方焦点的光线,经过系统后平行于光轴。,F,H,H,2020/10/28,15,(3)倾斜于光轴的平行光线,经过系统后交于像方焦平面上某一点。,2020/10/28,16,(4
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