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第四章 光学仪器的基本原理 助视仪器的放大本领 显微镜的放大本领 望远镜的放大本领 光阑 光瞳 光度学概要 物镜的聚光本领 助视仪器的像分辨本领 分光仪器的色分辨本领 3、有效光阑、入瞳和出瞳的确定方法 以薄透镜 L 和光阑 AB 为例。 设光阑与透镜的距离小于透镜焦距f ? ⑴ 先设物点 P 在物方焦点 F 处 光阑的直径D1透镜的孔径D AB是光具组对于F点的有效光阑 光阑的直径D1透镜的孔径D 透镜边缘将成为光具组对于F点的有效光阑 (2)若物点 P 不在 F 处 若 D1 D P 点在焦点 F以内 AB是有效光阑 a、求出系统中每一个光阑经其前方光学系统所成的像。 b、由确定的物点对各个像作张角，通过比较确定其中张角最小的像。 c、张角最小的像对应的物（光阑）即为有效光阑。 d、张角最小的像为入瞳；将已确定的有效光阑经其后方光学系统成像，即可求得出瞳。 4、讨论 a、若有效光阑在整个系统最前面，则有效光阑与入瞳重合； 若有效光阑在整个系统最后面，则有效光阑与出瞳重合。 b、入瞳、出瞳可能是实像，也可能是虚像； d、入瞳并非一定在出瞳的前面； e、通过有效光阑中心的光线称为主光线，由于共轭性，入、出瞳的中心也在主光线上； f、人眼的有效光阑就是瞳孔； g、有效光阑、出瞳和入瞳均是对给定物点而言的。 h、若光具组仅是一个单独的薄透镜，则有效光阑、入射光瞳、出射光瞳都与透镜的边缘重合，而与物点的位置无关。 i、在实际作图中，重点是找入射光瞳和出射光瞳。 j、确定像点 的位置，仍用基点基面作图法。（课外阅读） 五、光度学概要--光能量的传播 光度学：是对可见光的能量的计量研究。 辐射量度学：红外光、紫外光、X光以及其它电磁辐射能量的计量研究。 在光度学中，把光看作是沿光线进行的能量流，并且遵从能量守恒定律，即光束的任一截面在单位时间内所通过的能量为一常数。 但光度学并不是几何光学的一部分，只是因为在许多实际情况下，几何光学的模型可以作为研究光度学的基础。 1、辐射通量（辐射功率） 2、视见函数（光见度函数） 3、光通量 4、发光强度 5、照度 6、亮度 7、三原色原理 定义：单位时间、单位面积元上辐射的所有波长的能量。 即光源表面上单位面积的辐射功率。 意义：描述光源发射辐射的能力。 分布函数 1、 辐射通量 定义：单位时间、单位面积元在某波长附近单位波长间隔内辐射的能量。 意义：描述不同波长的光波在辐射通量中所占的比例。 与 的关系： 单位： 单位： 人眼对不同波长（或颜色）的光波具有不同的敏感程度，即使接收到相同的辐射通量，不同波长的光给人眼的感觉也不一样。如正常人眼对黄绿光最敏感，红光和紫光较差，而对红外和紫外则无反应。 在引起相同视觉的情况下，若所需某单色的辐射通量越小，则说明人眼对该光敏感度越高；反之，越低。为描述这一敏感度，引入视见函数。 2、视见函数 定义： 人眼对各种单色光的平均敏感度。 意义：描述在辐射通量相同的情况下，人的眼睛对各种不同波长的辐射产生的主观感觉。 实验曲线： 人眼对波长为555nm的黄绿光最敏感，光度学中规定其视见函数为1，则视见函数的实验曲线如下图示： 400 500 600 790 1 700 暗视觉 555 明视觉 在光照充分条件下得到的人眼的视见函数曲线称为明视觉曲线；在光照较弱条件下得到的人眼的视见函数曲线称为暗视觉曲线。 为产生同等强度的视觉， 3、光通量 定义：辐射通量与视见函数的乘积。 意义：描述客观辐射通量在人的眼睛中引起的主观视觉强度。 单位：流明（lm） 683—最大功光当量 对黄绿光： 对其它单色光： —最大功光当量 —功光当量 电光源的遍计发光效率： P：光源的耗电功率 4、发光强度 定义：点光源在单位立体角内发出的光通量。 意义：描述光源发出的光通量在空间一定范围内的分布值。 单位：坎德拉 通常 I 随方向而异。当 I不随方向变化时，发光物体称均匀发光体。 一般均假设点光源表征的物体为均匀发光体，故点光源辐射的光通量： 对黄绿光： 5、照度 定义：入射在受照物体单位面积上的光通量。 意义：描述受照物体被照明的程度。 单位：勒克斯 点光源的照度： 辐透 6、亮度 定义：单位面积的发光表面，在其法线方向单位立体角内发出的光通量。 意义：描述发光表面发光能力的强弱。 单位：熙提 朗伯光源： 7、三原色原理 将红 、绿 、蓝 三种色光按不同的光通量比例混合发出时，可以让人眼感受到自然界绝大多