应用光学课件新2015概要.ppt

将公式 展开并移项得： 同样可得： 显然 ,代入上式，并在第一式两边同乘以n，第二式两侧同乘以n’ 将以上二式相减，并考虑到 得： 物像位置关系式 三.近轴光学基本公式的作用 近轴光学公式只适于近轴区域，有什么用？ 第一，作为衡量实际光学系统成像质量的标准。 用近轴光学公式计算的像，称为实际光学系统的理想像。 第二，用它近以地表示实际光学系统所成像的位置和大小。 用y和y’分别表示物高和像高。 符号规则：位于光轴上方的y、y’为正，反之为负。 y’/y称为垂轴放大率，用β表示 由图得 有 把公式 进行移项并通分，得： § 2-2 单个折射球面的成像倍率、拉赫不变量 1.横向放大率（垂轴放大率）β 得 这就是物像大小的关系式。 利用公式就可以由任意位置和大小的物体，求得单个折射球面所成的近轴像的大小和位置。 β0时，y，y’同号，成正像，否则成倒像 Β0时， l，l’异号，物和像处于折射球面的两侧 像的虚实与物一致。 |β|1时，|y’||y|, 成放大像，否则成缩小像 当n 、n’一定， l不同，则β不同，当l一定(l’一定)时，β为常量。 2.轴向（沿轴）放大率 α 描述光轴上一对共轭点沿轴移动量之间的关系 α0, 像移动方向与物移动方向相同 一般α≠β，立体物与像不再相似 如果物点沿轴移动有限距离，如何求α？ 求微分 两边乘以 3.角度放大率 γ 描述折射前后一对光线与光轴夹角之间的关系 4.三个倍率之间的关系 5. 拉氏不变量 由 j为拉氏不变量，它是表征光学系统性能的重要参数 物像空间不变量的物理意义 能量守恒 当折射率一定时，输入的总能量是nuy，输出的总能量是n’u’y’，根据能量守恒，二者相等。 若y’增大，则u’减小，即像增大，则变暗 若u’增大，则y’减小，即要像变亮，则像需减小 § 2.3 共轴球面系统 1. 共轴球面系统的转面公式 已知： 1 、各球面曲率半径 r1, r2,…… rk 2 、各相邻折射球面顶点的间隔 d1, d2, ….. ,dk-1 3 、各个球面间介质的折射率 n1, n2, ……, nk+1 讨论经共轴球面系统成像的几个光路计算问题。 对一个面的操作 + 过渡 由入射光线求出射光线 截距的过度公式 光线在折射面上入射高度的过度公式 例：2.3 一个玻璃球直径为60mm，玻璃折射率n=1.5，一束平行光射在玻璃球上，其汇聚点应在什么位置？ 2. 共轴球面系统的拉赫不变量 J 表征了这个光学系统的性能，即能以多高的物、多大孔径角的光线入射成像。 J 值大，表明系统能对物体成像的范围大，成像的孔径角大，传输光能多。同时，孔径角还与光学系统分辨微细结构的能力有关。所以 J 大的系统具有高的性能。 由过渡公式 … …… ……. ( 整个系统的 ) 1.整个系统的垂轴放大率β 3. 共轴球面系统的倍率计算 利用单个折射球面的角倍率公式 2.整个系统的轴向（沿轴）放大率 α 3.整个系统的角度放大率 γ 4.三个倍率之间的关系 § 2.4 球面反射镜 1. 球面反射镜的物像位置关系 反射是折射当n=-n的特殊情况 一．物像公式 ?????????? ???????? ???????? ????????? ?? 2. 球面反射镜的成像倍率 3. 球面反射镜的拉赫不变量 物像反向移动 近轴光线的光路计算公式 共轴球面系统光路计算公式 本章小结 截距的过度公式 光线在折射面上入射高度的过度公式 多个折射球面的共轴球面系统----一个面操作+各个面的过度 解: * 在黑板上推算 * 过光轴的截面 已知两任意的共轭物面和像面及其放大率，求任意一物点对