主点﹒焦点和节点.ppt

4.各光组对光焦度的贡献 以光焦度表示为: 带入焦距公式 ，得 结论：各光组对组合等效系统总光焦度的贡献，除了光焦度本身因素以外，还与该光组在整个系统光路中所处的位置有关。 例题：用正切法求由两个光组组成的等效系统的焦距和基点位置。设光组位于空气中， 答案是： 3.10 透镜与薄透镜 主要内容 透镜定义 透镜分类 单个折射面的基点、基面 透镜基点、基面分析（主面、焦点位置、焦距大小） 薄透镜的定义 物像关系式、放大率、共轭距 几个特殊位置的放大率 3.10 透镜与薄透镜 一、透镜及其分类 1.透镜：是由两个折射面包围一种透明介质构成的光学元件。折射面可以是球面、平面和非球面。 光轴：两折射面曲率中心的连线是透镜的光轴。 顶点：光轴和折射面的交点。 中心厚度：两顶点之间的距离。 2.分类 按光焦度分正透镜和负透镜，正透镜对光束起会聚作用，又称会聚透镜；负透镜对光束起发散作用，又称发散透镜。 按形状分凸透镜和凹透镜，凸透镜中心厚度大于边缘厚度；凹透镜中心厚度小于边缘厚度。凸透镜包括双凸、平凸、正弯月，凹透镜包括平凹、双凹、负弯月。 二、单个折射面的基点、基面分析 1.主平面 主平面的定义 物像位置关系式 （1）式代入（2）式，得 结论：单个折射面的物、像方主面重合，与球面的顶点相切。 2.焦距大小 像方焦点对应的物像方截距为 则像方焦距： 物方焦点对应的物像方截距为 则物方焦距： 3.节点、节平面 结论：单个折射球面的一对节点均位于球心c处，节平面是过球心的垂轴平面。 理想光学系统的基点和基面 物像方焦点、焦平面 物像方主点、主平面， 物象方焦距 单个折射球面的主平面 单个折射球面的焦距 单个球面反射镜的主平面和焦距 3.2理想光学系统的基点和基面 设想：把一个实际光学系统看作理想光学系统的前提下，将其抽象成一个与光学系统结构参数无关的模型来代替实际光学系统，然后根据这个模型找到任意物体经系统后所成的像。 光学模型： 焦点、焦平面，主点、主平面，节点、节平面 1.焦点、焦平面 F’点是物空间无限远轴上点的共轭像点，称为理想光学系统的像方焦点（或第二焦点或后焦点）。 过F’点作垂直于光轴的平面，称为像方焦平面（或后焦平面）。 由物方无限远射来的任何方向的平行光束，经光学系统后会聚于像方焦平面上一点。 像方焦平面是物方无限远垂轴平面的共轭像面。 F点是像空间无限远轴上点的共轭像点，称为光学系统的物方焦点（或第一焦点或前焦点）。 注意：这里F和F’不是一对共轭点。 由光学系统物方焦平面上任一点发出的光束，经光学系统后平行出射，物方焦平面是像方无限远垂轴平面的共轭像面。 总结： 像方焦点和物方无限远轴上点是一对共轭点； 物方焦点和像方无限远轴上点是一对共轭点； 像方焦平面和物方无限远垂轴平面是一对共轭平面； 物方焦平面和像方无限远垂轴平面是一对共轭平面。 主平面：垂轴放大率为 的共轭面称为光学系统的主平面，QH为物方主平面，Q’H’为像方主平面 主点：主平面与光轴的交点H和H’称为主点，H称为物方主点，H’称为像方主点。 注：除望远系统外，所有系统都有一对主平面。 光学系统总是包含一对主点（主平面），一对焦点（焦平面），前者是一对共轭点（面），后者不是。 2.主点、主平面 物、像方焦点的位置是以物、像方主点为原点来 确定的。 物方焦距：自光学系统的物方主点H到物方焦 点F的距离，称为物方焦距（或称前焦距或第一 焦距），以f表示。 像方焦距：自光学系统的像方主点H’到像方焦 点F’的距离，称为像方焦距（或称后焦距或第二 焦距），以f’表示。 焦距的正负是以相应的主点为原点来确定的， 如果由主点到焦点的方向与光线的传播方向相 同，则焦距为正，否则为负。 3.焦距 f’0的系统称为正系统， f’0的系统称为负系统。 焦距的大小可由入射高度h和物、像方孔径角给 出。 像方焦距：平行于光轴的入射光线高度为h，其共轭出射光线与光轴夹角为u’，则像方焦距为： 物方焦距： 4.单个折射球面的主平面 根据主平面定义，有 两主平面是一对共轭面，满足物像位置关系公式 结论：单个折射球面的两个主点与顶点重合，其物、像方主平面为过球面顶点的切平面。 已知主点，只要知道焦距 即可知道其焦点的 位置。 像方焦点对应的物像方截距为 ， 则像方焦距为: 物方焦点对应的物像方截距为 ， 则物方焦距为: 5.单个折射球面的焦点位置 6.单个球面反射镜的主平面和焦距 反射是折射的特例，n