2015-平棱系统-平面镜技术总结.ppt

平面镜的成像性质 单平面镜的成像特性 平面镜成像的特点 平面镜能使整个空间任意物点理想成像；物点和像点对平面镜而言是对称的； 物和像大小相等，但形状不同； 凡一次镜面反射或奇次 镜面反射像被称为镜像； 凡一次镜面反射或奇次镜面反射像被称为镜像； 凡二次镜面反射或偶次 镜面反射像被称为一致像 平面镜的平移效应 β角与I角的大小无关，只取决于两平面镜夹角的大小a 当双平面镜绕棱线转动时，只要保持a角不变，二次反射像是不动的， 即出射光线的方向不变，但光线位置要产生平行位移。 双平面镜具有以下成像性质： 二次反射像的位置应在物体绕棱线(P点)转动2a角处，转动方向应是反射面按反射次序。 二次反射像与原物坐标系相同，成一致像。 位于主截面（两平面镜的公共垂直面）内的光线，不论入射光线方向如何，出射光线的转角永远等于两平面镜夹角的两倍。 平行平板的等效光学系统 平行平板的等效光学系统 当光束在棱镜表面的入射角较大时，公式e=d/n的误 差较大,因为它是应用近轴光学基本公式计算得到的，因此需 要求出新的相当空气层厚度E。 如图所示，假定入射光线P1A在棱镜入射面上的入射角 为? I，折射角为? I?，光线在出射面上的投射点为P2。通过P2 作光轴的平行线和入射 光线 P1A 交于一点K， 通过K作光轴的垂直线， 和光轴交于一点N,O1N 即为相当空气层的厚度, 用E 表示。 由图得到 （a） 由 得 将 代入公式(a)，得 即 （4-3） k 值 表 当入射角小于20?时，应用小值公式误差不大；大于20?时，需要考虑修正系数k。 可插值计算。 五角棱镜 应用： 转折光路 出射光线的方向不变，但光线位置要产生平行位移。 P1 P2 A O1 O2 M B I1 I2 旋转方向：与反射顺序相同 N 光线的转角只与两个平面镜的夹角有关，而与入射光线的方向无关，即不论入射光线的入射角和位置如何，出射光线与入射光线的夹角都不变，等于两平面镜夹角的二倍。 五角棱镜两反射面的夹角一定，则出射光线稳定 入射光线与出射光线的夹角 当两面镜夹角为α时，出射光线和入射光线的夹角为2α 当两平面镜一起转动时，出射光线与入射光线的夹角不变，只是光线位置发生了平移（入射光线方向不变） 若两平面镜相对移动α角，出射光线方向改变2α。所以在运输过程中可能造成夹角变化，故往往将二者做成相对不变化，这就是以后要讲的反射棱镜 应用： 转折光路 总之： 出射光线与入射光线的夹角和入射角无关，只取决于双面镜的夹角?。 如果双面镜的夹角不变，当入射光线方向一定时，双面镜绕其棱边旋转时，出射光线方向始终不变。 优点与用途：只需加工并调整好双面镜的夹角，而对双面镜的安置精度要求不高，不像单个反射镜折转光路时那样调整困难。 平行平板 由两个相互平行的折射平面组成的光学元件，在光学仪器中应用较多。 如分划板、显微镜载物台上的载波片和盖玻片、滤光片和滤色片、补偿平板及保护玻璃片等。 反射棱镜也展开成平板，因此研究平行平板的成像具有重要意义 平行平板的成像性质和棱镜外形尺寸计算 平行玻璃板的成像性质 像面位置 A A’ 设A离第一面距离为l1，求像点离第二面的距离。 由单个折射球面物像位置关系： 对第一面应用有 对第二面应用有过渡公式 像的大小 结论：平行玻璃板不改变像的大小，只使像面发生位移，移动量为d-d/n 光线通过平行平板时，入射光线与出射光线永远平行 在△DEG和△DEF中，DE为公用边 侧向位移和轴向位移 将sin( I1 ? I?1)用三角公式展开，并注意 sin I1= nsinI?1，得 而轴向位移由图中关系，可得 这表明：轴向位移?L?随入射角I1（即孔径角U1）的不同而不同，即轴上点发出不同孔径的光线经平行平板后与光轴的交点不同，亦即同心光束经平行平板后变成了非同心光束。因此，平行平板不能成完善像。 应用折射定律sinI1/sinI?1=n，代入得： H L P Q A G C D B d E F d A? A ?l? 平行平板在近轴区内以细光束成像时，轴向位移为： 这表明：在近轴区内，平板的轴向位移只与其厚度d 和折射率n 有关，与入射角无关。因此，平行平板在近轴区以细光束成像是完善的。这时，不管物体位置如何，其像可认为是由物体移动一个轴向位移而得