电子科大应用光学chapter_03_2014-2015概述.pptx

2014-2015学年应用光学AppliedOptics第三章平面镜、棱镜系统2第三章平面镜、棱镜系统3平面镜、棱镜在光学系统中的作用折叠系统、缩小体积；改变像的方向——转像；球面系统平面镜、棱镜系统元件透镜等平面镜、平行平板、棱镜等特点共轴、易调整；系统庞大结构紧凑；需与球面系统配合第三章平面镜、棱镜系统4平面镜、棱镜在光学系统中的作用改变光轴位置和方向；第三章平面镜、棱镜系统5平面镜、棱镜在光学系统中的作用分光、分色。第三章平面镜、棱镜系统6第一节平面镜第二节平行平板第三节反射棱镜第四节折射棱镜与光楔第五节光的色散和光学材料第三章平面镜、棱镜系统7第一节平面镜第二节平行平板第三节反射棱镜第四节折射棱镜与光楔第五节光的色散和光学材料平面镜8单平面镜成像性质成完善像由 可知，当n′=-n且r→∞时l′=-l :物、像位于异侧，等距;β=-l′/l=1 :像与物等大，正立，虚实相反。平面镜9单平面镜成像性质成镜像如果物体遵循右手坐标系，则像遵循左手坐标系。推论：奇数次反射成镜像；偶数次反射成一致像。平面镜10单平面镜旋转效应（倍角关系）保持入射光方向不变，平面镜转动角度α，则反射光线将旋转角度2α，方向与平面镜旋转方向一致。平面镜11单平面镜旋转效应（倍角关系）应用：测量微小角度或位移变化。（光学杠杆原理）微小角度变化平面镜12单平面镜旋转效应（倍角关系）应用：测量微小角度或位移变化。（光学杠杆原理）微小位移变化平面镜13单平面镜平移效应物保持不动，平面镜向靠近/远离物的方向平移距离h，则像沿着相同方向平移距离2h。平面镜14单平面镜生活应用宜家“甜嘴”魔镜平面镜+运动体感器+编码解析平面镜15双平面镜转折光路在△O1O2M中,有根据反射定律，有出射光线和入射光线夹角β与入射角I1无关，只取决于两平面镜的夹角α。平面镜16双平面镜转折光路入射光线方向一定，双平面镜保持α角绕棱线转动，出射光线的方向不变，仅光线位置发生平行位移。双平面镜转折光路应用：利用五角棱镜（两反射面夹角为45°，出射面与入射面夹角为90°）使光路转折90°。思考：为什么不选用倾斜45°放置的单平面镜？平面镜17平面镜18双平面镜连续一次像角度：物A绕棱边（旋转轴）旋转角度2α。方向：从第一反射面转向第二反射面。平面镜19双平面镜练习两个相互倾斜放置的平面镜M1、M2构成一个双平面镜系统，现一条光线平行于其中一个镜面入射，并先后在M1、M2之间经过四次反射后正好沿原路返回，如图所示。求两平面镜之间的夹角α。 平面镜20双平面镜练习入射光线经M1、M2依次反射2次后，出射光线相对于入射光线的偏转角度为2α；当经过两个反射面依次反射4次后，偏转角度为4α；6次反射后，角度为6α……平面镜21双平面镜练习为了保证最后出射的光线能够原路返回，4次反射后出射光线与入射光线的偏转角应刚好为90°。平面镜22双平面镜生活应用万花筒魔术平面镜23双平面镜生活应用其它第三章平面镜、棱镜系统24第一节平面镜第二节平行平板第三节反射棱镜第四节折射棱镜与光楔第五节光的色散和光学材料平行平板25由两个相互平行的折射平面组成。常见的平行平板有分划板、显微镜载波片和盖玻片、滤光片和滤色片、保护玻璃片等；反射棱镜也能展开成平行平板。平行平板26成像性质放大率平行平板是个无光焦度元件，不会使物体放大或缩小，在系统中对整个系统的光焦度无贡献。平行平板27成像性质远轴光路光线经平行平板折射后，出射方向不变。相对于入射光线，出射光线发生了侧向位移ΔT和轴向位移ΔL′。平行平板28成像性质远轴光路光线经平行平板折射后，出射方向不变。相对于入射光线，出射光线发生了侧向位移ΔT和轴向位移ΔL′。平行平板29成像性质远轴光路轴上点A发出的不同孔径角的光线，经平行平板后与光轴的交点不同。因此，平行平板不能成完善像。平行平板30成像性质近轴光路平行平板的轴向位移只与其厚度d和折射率n有关，与入射光线孔径角无关——平行平板在近轴区成完善像。轴向位移恒为正值，即平行平板所成的像总是由物沿光线行进方向移动一个定值，与物体位置及虚实无关。平行平板31等效空气平板等效空气平板“等效”对于同一入射光线：在入射表面（AB）上的投射高度相同（h1），在出射表面（分别对应EF和CD）上的投射高度也相同（h2）；出射光线（分别对应GS和HSʹ）的传播方向相同；像面到出射表面的距离（分别对应KS和LSʹ）相等；像的大小相等。平行平板32等效空气平板实际像面位置在光路计算时，可将平行平板简化为一个等效空气平板。计算出无平行平板时的像方位置，再沿光轴移动一个轴向位移Δl′。第三章平面镜、棱镜系统33第一节平面镜第二节平行平板第三节反射棱镜第四节折射棱镜与光楔第五节光的色散和光学材料相关概念反射棱镜将一个或多个反射面磨制在同一块