放大镜的放大率课件.ppt
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1、第八章第八章 几何光学几何光学 Geometrical optics掌握:掌握:单球面折射公式、共轴球面系统的单球面折射公式、共轴球面系统的 计算、近视眼和远视眼的矫正及其计算、近视眼和远视眼的矫正及其 计算、显微镜的分辨距离和物镜的计算、显微镜的分辨距离和物镜的 数值孔径数值孔径熟悉:熟悉:放大镜的放大率、光学纤维导光、放大镜的放大率、光学纤维导光、导象原理导象原理了解:了解:眼的折光作用、散光眼和老光眼的眼的折光作用、散光眼和老光眼的 成因及其矫正、显微镜放大率、电成因及其矫正、显微镜放大率、电 子显微镜的原理子显微镜的原理 思考题:1.单球面折射公式的适用范围是什么?公式中象距、物距、球
2、面曲率半径的符号如何确定?公式中n1、n2如何确定?2.焦度的物理意义和单位是什么?焦度和薄透镜焦距有何关系?3.共轴球面系统中虚实物如何判定?4.矫正屈光不正时,薄透镜成象公式中的象距、物距与矫正前后的近点或远点有何关系?5.显微镜的放大率和分辨率有何区别?6.提高分辨率可采取哪些措施?1 球面折射球面折射一、单球面折射一、单球面折射1.单球面折射公式(前提条件:近轴光线)符符号号法法则则入射光折射光实物实物 u u0虚物虚物 u u0 0UU实象实象v v 0虚象虚象v v 0 0入射光折射光VV符符号号法法则则凸面迎着入射光,凸面迎着入射光,r r 0凹面迎着入射光,凹面迎着入射光,r
3、r 0 0入射光折射光入射光折射光折射率折射率:入射光入射光所处媒质为所处媒质为n n1 1折射光折射光所处媒质为所处媒质为n n2 2n1n2n1n22.折射本领第一焦点第一焦点F1 1:主光轴上点光源在此主光轴上点光源在此发出的光束经折射后为发出的光束经折射后为平行光的点平行光的点第一焦距第一焦距(F F1 1至球面顶点至球面顶点P P的距离):的距离):第二焦点第二焦点F F2 2:平行于主光轴的光束平行于主光轴的光束位折射后会聚在此的点位折射后会聚在此的点 第二焦距(F2至球面顶点P的距离):3、焦度(focal power)焦度焦度D D 的单位:屈光度(的单位:屈光度(f f 以以
4、m m为单位)为单位)焦度越大,折射本领越强焦度越大,折射本领越强1 屈光度=100度【例例2 2】求图示简约眼的第一、第二焦距。求图示简约眼的第一、第二焦距。【解】【解】二、共轴球面系统二、共轴球面系统1.计算方法 以单球面折射公式为基础,逐个球面计算,以单球面折射公式为基础,逐个球面计算,求得最后求得最后 成象位置:成象位置:物物第一球面第一球面 折射折射(象物象物)第二球面第二球面 折射折射(象物象物)一一玻玻璃璃球球(n n1.5)1.5)半半径径为为1010厘厘米米,点点光光源源放放在在球球面面前前4040厘厘米米处处,求求近近轴轴光光线线通通过过玻玻璃璃球球后后所成的像。所成的像。
5、V160厘米 v2114厘米 2.虚实物判断方法虚实物判断方法 前一球面成象位于次一球面之前,此象前一球面成象位于次一球面之前,此象为次一球面的实物;为次一球面的实物;前一球面成象位于次一球面之后,此象前一球面成象位于次一球面之后,此象为次一球面的实虚物。为次一球面的实虚物。以折射面为界,入射光线和折射光线分居两侧物与入射光线同侧为实,异侧为虚,象与折射光线同侧为实,异侧为虚。【例【例3 3】P.161/4.P.161/4.【解】【解】30cm【例【例4 4】空气中一折射率为空气中一折射率为1.61.6的玻璃棒,长的玻璃棒,长3232cmcm,左端切平,另一端磨成半径为左端切平,另一端磨成半径
6、为1212cmcm的半球面,的半球面,在棒的左端外有一物体放在棒的轴线上,距平面在棒的左端外有一物体放在棒的轴线上,距平面端端1010cmcm,求最后象的位置。求最后象的位置。【解】【解】【例【例5 5】半径为半径为R R,折射率为折射率为1.51.5的玻璃球置于空气的玻璃球置于空气中,一点光源放于玻璃球外何处,经玻璃球折射后中,一点光源放于玻璃球外何处,经玻璃球折射后向右成平行光?向右成平行光?【解】【解】第二节第二节 共轴球面系统的三对基点共轴球面系统的三对基点 一三对基点一三对基点 1两焦点:把点光源放在主光轴上的某一点,若它的光束通过折射系统后变为平行于主光轴的光束,则这一点称为共轴系
7、统的第一主焦点F1.平行于主光轴的光束,通过折射系统后与主光轴相交的点称为第二主焦点F2.2两主点 通过F1的入射线(1)和它通过系统后的射出线延长(图中虚线),得交点A1。通过A1作一垂直于主光轴的平面,交主光轴于H1,H1称为第一主点,平面A1H1B1则称为第一主平面。同样,把平行于主光轴的入射光线(2)与射出线延长,可以求得第二主点H2和第二主平面A2H2B2。3两节点 在共轴系统的主光轴上还可以找到两个点N1和N2,从任何角度向N1入射的光线(3)都以同样的角度由N2射出。N1和N2分别称为第一节点和第二节点。二二.作图法求像作图法求像三条光线中的任意两条用作图法求出所成的像三条光线中
8、的任意两条用作图法求出所成的像 通过第一主焦点通过第一主焦点F F1 1的光线的光线(1)(1)在第一主平面折在第一主平面折 射后平行于主光轴射出。射后平行于主光轴射出。平行于主光轴的光线平行于主光轴的光线(2)(2)在第二主平面折射后在第二主平面折射后通过第二主焦点通过第二主焦点F F2 2。通过第一节点通过第一节点NN1 1的光线从第二节点的光线从第二节点NN2 2平行平行于原来方向射出。于原来方向射出。三.计算法 (折射系统最初和最后的折射率相同)则f1f2,且二节点分别与二主点重合 +u为物体到第一主平面的距离v为像到第二主平面的距离2 眼屈光眼屈光物物角角膜膜水水状状液液 瞳孔瞳孔(
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