理想光具组.ppt

* * §7 理想光具组的基点和基面 引言： 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。 一、理想成像 1、理想光具组： 空间每一点都能严格成像，即物方的每个同心光束转化为像方的一个同心光束，满足这种理想成像要求的光具组。 共轴球面组在傍轴条件下，近似可以看作是理想光具组，满足理想成像的要求。 2、理想光具组成像特点： 1）共轭点： 2）共轭线： 3）共轭面： ——共轭变换 轴对称理想光具组增加如下特点： 4）光轴上任意Q点的共轭点Q’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）垂直于光轴的同一平面内横向放大率相同。 如 P1、S1。 7）垂直于光轴的不同一平面内，横向放大率 一般不相同，如P1、P2 。 若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。 ----望远镜系统 二、共轴理想光具组的基点和基面 1、焦点和焦平面 像方焦点 像方焦平面 能表征光学系统特性的点、面称基点、基面 物方焦点 物方焦平面 ① 图1 系统焦点和焦面的特性： ② 图2 ③物方焦点F和像方焦点F’ 不是一对共轭点； 图4 ④ ⑤ 图5 2、主点和主平面 横向放大率为1的一对共轭平面为主平面。 主平面与光轴的交点成为主点。 3、理想光具组的参数及符号规定 物距和物方焦距以物方主点为原点， 像距和像方焦距以像方主点为起点。 物点P、焦点F在H左侧， 像点P’、焦点F’在H‘右侧， 　3、节点和节平面 节点：角放大率γ=+1的一对共轭点。 （物方节点，像方节点） 角放大率 ? ： 在近轴条件下，任一条光线和主轴的夹角在通过光具组前后的比值。 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’)。 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） 节点的性质 三、理想光具组的简化模型 四、理想光具组的作图求像法 1、对主轴外的物点 取下述三条特殊光线中的两条即可. ① ② ③ 2、对主轴上的物点 ① ② （1）利用物方焦平面和节点 （2）利用像方焦平面和节点 ① ② A A’ Q Q’ H H’ F F’ R R’ -x x’ -f -l l’ B （3）利用物方焦平面和焦点 （4）利用像方焦点作辅助线 五、计算求像（物像关系） A B A’ B’ Q Q’ H H’ F F’ R R’ y -y’ x x’ f s s’ f’ 1、牛顿公式： （2）高斯公式： A B A’ B’ Q Q’ H H’ F F’ R R’ y -y’ x x’ f s s’ f’ 物像关系与薄透镜完全一样 2、理想光学系统的放大率。 （1）横向放大率： A B A’ B’ Q Q’ H H’ F F’ R R’ y -y’ x x’ f s s’ f’ *