第10课【成像判断、展开、折射棱镜及光学材料】.ppt

3.3 反射棱镜 三、棱镜系统的成像判断: 方向、性质 （一）判断原则:(一个主截面） （一）判断原则: 对于一个主截面的情况，设：OZ为光轴方向，oy⊥主截面，ox∥主截面。按以下顺序进行判断： 1．O’Z’坐标轴和光轴的出射方向一致。（与光轴一致的坐标轴） 2．垂直于主截面的坐标轴o’y’视屋脊面的个数而定： 如果有奇数个屋脊面，则其像坐标轴方向与物坐标轴oy方向相反； 没有屋脊面或屋脊面个数为偶数，则像坐标轴方向与物坐标轴方向一致。 3．平行于主截面的坐标轴 o’x’的方向视反射面个数（屋脊面算二个反射面）而定。 如果物坐标系为右手坐标系，当反射面个数为偶数时，O’X’坐标轴按右手坐标系确定；（一致像——手系相同） 而当反射面个数为奇数时，O’X’坐标轴依左手坐标系确定。 （镜像——手系相反） （三）注意事项 1、X、Y、Z——相对于主截面及光轴的位置不同，判断顺序不同 应遵循的顺序是：1）光轴2）⊥主截面3）∥主截面（不是X、Y、Z） 2、平面镜+透镜+棱镜系统。还考虑透镜、平面镜的成像性质（分段讨论） 3、注意物方手系 4、遇到多个主截面，逐个分析（X、Y、Z——相对于主截面及光轴的位置发生变化） 四、反射棱镜的等效作用与展开 3.4、折射棱镜与光楔 折射棱镜：是通过两个折射表面对光线的折射进行工作的，两折射面的交线称折射棱，两折射面间的二面角α称为折射棱镜的折射角。同样，垂直于折射棱的平面称为折射棱镜的主截面。 一、折射棱镜的偏转 二、光楔及其应用 1.定义:折射角很小的棱镜称为光楔。 2.偏向角公式: 当光线垂直入射或接近垂直入射时，δ仅由α、n决定 3.应用：小角度和小位移测量 1）小角度测量——双光楔旋转 2）微位移——双光楔移动 三、棱镜色散 3.5、光学材料 一、对光学材料的总体要求： 对光学系统中基本元件所用光学材料的总体要求：折射材料对工作波段有良好的透射率，反射元件对工作波段有很高的反射率。 二、透射材料的光学特性 * 1．与光轴一致的坐标轴 2．垂直于主截面的坐标轴:视屋脊面的个数而定，坐标奇变偶不变。 3．平行于主截面的坐标轴 ：视反射面个数而定（屋脊面算二个反射面），手系奇变偶不变 （二）举例分析 （a）等腰直角棱镜 y z x x′ z′ y′ 1．与光轴一致的坐标轴 2．垂直于主截面的坐标轴:视屋脊面的个数而定，奇变偶不变。 3．平行于主截面的坐标轴 ：视反射面个数而定（屋脊面算二个反射面），奇变偶不变 y z x (b)等腰棱镜 x′ z′ y′ 1．与光轴一致的坐标轴 2．垂直于主截面的坐标轴:视屋脊面的个数而定，奇变偶不变。 3．平行于主截面的坐标轴 ：视反射面个数而定（屋脊面算二个反射面），奇变偶不变 z o x y z o x y z o x y z y o x （c）道威棱镜 1．与光轴一致的坐标轴 2．垂直于主截面的坐标轴:视屋脊面的个数而定，奇变偶不变。 3．平行于主截面的坐标轴 ：视反射面个数而定（屋脊面算二个反射面），奇变偶不变 1．与光轴一致的坐标轴 2．垂直于主截面的坐标轴:视屋脊面的个数而定，奇变偶不变。 3．平行于主截面的坐标轴 ：视反射面个数而定（屋脊面算二个反射面），奇变偶不变 此图有误，以第二版教材为准 棱镜展开方法：在棱镜上截面内，按反射面的顺序，以反射面与主截面的交线为轴，依次使上截面翻转180°，便可得到棱镜的等效平行平板。 棱镜的等效作用：平面镜+平行平板 把平面镜换成直角棱镜 A′ 对于这种光路的等效光路 A′ A? δ称为偏向角 δm——最小偏向角。可以测量折射率n 此时，光线的光路对称于折射棱镜 3）坐标转换:用于复杂的光学系统。非共轴系统——共轴系统（光轴的偏转与平移）;斜视的矫正 *