工程光学基础-课程复习.ppt

工程光学 复习课 袁兴起 (QQ:191236961) （yuanxingqi@hpu.edu.cn) 2010-2011学年第二学期 第一章 几何光学基本定律与成像概念 　　1.几何光学的基本定律 　　2.成像的概念和完善成像的条件 　　3.光路计算和近轴光学系统 第一节 几何光学的基本定律 一、基本概念 　光线： 　波面：某一时刻其振动位相相同的点所构成的面称为波阵面，简称波面。 光束： 同心光束：通常波面可分为平面波、球面波和任意曲面波。与平面波对应的光束成为平行光束，与球面波对应的光束称为同心光束。同心光束可分为会聚光束和发散光束。 二、几何光学基本定律 　　（1）光的直线传播定律 　　（2）光的独立传播定律 　　（3）光的折射定律 　　（4）光的反射定律 4. 光路的可逆性 光线的传播是可逆的，这就是光路的可逆性。 5. 全反射现象 发生全反射的条件可归结为: （1）光线从光密介质射向光疏介质； （2）入射角大于临界角。 7、费马(Fermat)原理－几何光学的基本定律 (1) 光程 (2) Fermat原理内容 (1) 光程－费马原理 光程 均匀介质中：L＝n×s 其中n为介质的折射率，s为光经过的几何路径。 非均匀介质中 (2) Fermat原理内容－费马原理 光线从任一点A传播到另一点B，是沿光程为极值的路径传播。 数学表示： 说明: 该处极值可以是极大值、极小值或常值. 8、马吕斯(Malus)定律 (1)内容 垂直于入射波面的入射光束，经过任意次的反射和折射后，出射光束仍然垂直于出射波面，并且在入射波面和出射波面间所有光路的光程相等。 (2)数学表示 第二节 成像的基本概念 与完善成像条件 一、完善成像的概念 完善像点。 完善像。 物空间，像空间。 二、光线经过球面的折射 共轴光学系统，该直线为光轴。 三、完善成像条件 入射波面为球面波时，出射波面也是球面波。或入射光是同心光束时，出射光也是同心光束。 等光程是完善成像的条件。 四、物、像的虚实 实际光线相交所形成的点为实物点或实像点 光线的延长线相交所形成的点为虚物点或虚像点 a）实物成实像 b）实物成虚像　　 c）虚物成实像 d）虚物成虚像 　 第三节 光路计算与近轴光学系统 平面看成是球面半径无穷大的特例，反射是折射在 时的特例。 　　 球心 C，入射光 AE，法线EC，折射光 EA　　　I 、I为入射角和折射角，AC为光轴，O为球面顶点 　1. 光线经球面折射时的光路计算 　　我们用两个量来表示一条光线： 　　（1）A到O的距离OA，记作L，称为截距。 　　（2）光轴到光线的夹角，记作U，称为孔径角。 L、U 两量唯一地确定了一条光线在子午面内（纸内）的位置。 正负号规定： （1）线段 　2. 近轴光路计算公式 当 角很小时（指绝对值很小），这时光线在很靠近光轴的区域内（此区域通常称为近轴区），光线称为近轴光线。 此时，相应的　、 、　等都比较小 ，( 为弧度值) 用弧度值替换正弦值： 每面折射前后的 不变，称为阿贝不变量 　此式表示用一个坐标（参量）就能决定近轴光位置（像点位置） 。 第四节　球面光学成像系统　 2）轴向放大率－放大率 轴向放大率 第二章　理想光学系统 基点、基面、主点、主面（焦点、焦平面）及其特点。 §2.5 理想光学系统的组合 反向棱镜的等效作用与展开： 掌握方法 折射棱镜中光楔的偏向角公式（课P53）及其测微应用 第四章　光学系统中的光阑和光束限制 光阑定义、作用、分类。 孔径光阑、入瞳、出瞳、视场光阑、入射窗、出射窗定义。 普通照相系统的结构组成。 渐晕概念。 光瞳衔接原则。出瞳距。 景深概念及影响因素。 第五章　光度学和色度学基础 各辐射量、光学量含义。 光谱光效率函数定义。 颜色分类及三个表观特征。 两种颜色匹配方法 三原色、三刺激值概念。 第七章　典型光学系统 眼睛视场及清晰观察范围。 眼睛的校正。 摄影系统的组成。影响摄影物镜的因素。 影响物镜景深的因素。 投影系统的作用实质。投影系统中照明系统的结构分类。 激光的优点。激光高斯光束名义截面定义。 表征扫描光学系统扫描特性的三个参数。光学扫描系统的三种形式。 光纤的两种分类。 预祝大家考出满意的成绩！感谢各位一学期的支持！ 第九章 光的电磁理