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§4 理想光具组理论 * * 第二章 几何光学成像 §4 理想光具组理论 * 一 理想成像与共线变换 理想光具组： 物方的每个同心光束转化成象方的一个同心光束，满足这种理想成象要求的光具组。 讨论理想光具组理论意义： 首先，可利用理想光具组成像理论来衡量实际光具组的成像质量。 其次，研究或设计一个光学仪器时，可利用理想光具组近似的代替实际光具组 进行计算。 理想光具组性质： （1）物方每个点对应像方一个点（共轭点）； （2）物方每条直线对应像方一条直线（共轭线）； （3）物方每个平面对应像方一个平面（共轭面）； （4）光轴上任何一点的共轭点仍在光轴上； （5）任何垂直于光轴的平面，其共轭面仍与光轴垂直； （6）在垂直于光轴的同一平面内横向放大率相同； 若理想光具组是轴对称的，则还有： （7）在垂直于光轴的不同平面内横向放大率一般不等。但是只要有两个这样的平面内横向放大率相等，则横向放大率处处相等。 理想光具组是一种简化方法，把共轴系统作一个整体处理，以一个等效光具组代替整个共轴光具组的光学系统，不必考虑光在该系统中的实际路径。 理想光具组理论建立了点与点、直线与直线、面与面间的共轭关系的纯几何理论。 二、理想光具组的基点和基面 1、主点和主平面 ① 物、像方主点 H、H′是一对共轭点； ② 物、像方主平面是共轭平面，且面上任一对共轭点到主轴的距离相等； 入射到物方主平面上一点M的任一条光线，将从像方主平面上等高点M′处出射。 横向放大率等于1的一对共轭面，叫做主面。 2、焦点、焦平面 ② 过物方焦点的光线经光具组后平行于主轴 ③ 一束倾斜平行光经光具组后交于像方焦平面上一点 ④ 物方焦平面上任一点发出的光线经光具组后为一束倾斜平行光 ① 平行于主轴的光线经光具组后会聚于像方焦点 图1 图2 图3 图4 三、理想光具组的角放大率 傍轴条件下 角放大率描述了光束的会聚比 3、节点 ② 从物方节点入射的光线，将从像方节点出射，且传播方向不变（u=u′) ③ 当光具组两边为同一介质时，节点与主点重合。 （K与H重合，K′与H′重合） ① 轴上角放大率 的共轭点 理想光具组的简化模型 *