第1.4讲 理想光学系统的物像关系.ppt

第1.4讲 理想光学系统的物像关系 理想像和理想光学系统 用作图法求光学系统的理想像 理想光学系统的物像关系式 物方焦距和像方焦距的关系 例题 作业题 光学系统的有关概念 光学系统：根据需要改变光线传播方向以满 足使用要求的光学元件的组合 共轴系统：具有同一对称轴线的光学系统 光 轴：光学系统的对称轴 球面系统：构成系统的各光学元件表面均为 球面的光学系统 共轴球面系统：元件表面为球面，且球心排 列在同一直线上的光学系统 成像的有关概念（1） 共轭关系：物点 A 像点 A′ 实物点：入射光线的出发点 物点：入射光线的交点 虚物点：入射光线的延长线的交点 实像点：出射光线的交点 像点：出射光线的交点 虚像点：出射光线的延长线的交点 成像的有关概念（2） 物空间：物所在的空间 实物空间：光学系统第一个曲面以前的空间 虚物空间：光学系统第一个曲面以后的空间 像空间：像所在的空间 实像空间：光学系统最后一个曲面以后的空间 虚像空间：光学系统最后一个曲面以前的空间 成像的有关概念（3） 理想像和理想光学系统的概念 点 点 理想像：物空间 直线 直线 像空间 平面 平面 理想光学系统：能成理想像的光学系统 共轴理想光学系统的焦点和焦平面 像方焦点 F′：轴上无穷远处物点的像点 像方焦平面：通过F′点垂直于光轴的平面 共轭面：垂直于光轴的无穷远处的物平面 物方焦点 F：轴上无穷远处像点的共轭物点 物方焦平面：通过F点垂直于光轴的平面 共轭面：垂直于光轴的无穷远处的像平面 共轴理想光学系统的主点和主平面 主平面：垂轴放大率β= 1 的一对共轭面 物方主平面： β= 1 的物平面 像方主平面： β= 1 的像平面 物方主点 H：物方主平面与光轴的交点 像方主点H′：像方主平面与光轴的交点 最常用的共轴系统的基点和基面 已知共轴系统的一对主平面和两个焦点，它的成像性质就可完全确定，根据它们就能找出物空间任意物点的像。 通常用一对主平面和两个焦点来代表一个光学系统。 焦距：主点和焦点之间的距离 像方焦距 f ′： H′到F′的距离 物方焦距 f： H 到 F的距离 用作图法求光学系统的理想像 作图法可选用的特殊光线 ①平行于光轴的入射光线，出射光线过F′; ②通过F的入射光线，出射光线平行于光轴； ③入射光线和H平面的交点高度与出射光线和H′平面的交点高度相等； ④倾斜于光轴入射的平行光束，出射光线聚交于F′平面上某一点； ⑤从F平面上某一点发出的光束，经系统后形成一束倾斜于光轴的平行光束。 符号规则的必要性 半径等于10 的球面 两种弯曲方向 与光轴夹角为1°、和光轴交点到球面顶点的距离为100的入射光线 四种情况 符号规则 线段 正：由左向右；由下向上 负：由右向左；由上向下 计算起点？ 角度（一律以锐角度量） 正：顺时针转 负：逆时针转 起始轴？ 符号规则的注意事项 图中参量一律标注绝对值； 计算时要把参量和参量前的符号看成一个整体； 所有公式都是在遵循符号规则的前提下推导出来的； 没有不带符号规则的参量。 f′：以H′为起点，H′到F′的距离 f ：以 H 为起点，H 到 F 的距离 理想光学系统的物像关系式(牛顿公式) 以焦点为原点 物距x：以 F 为起点，F 到物点A的距离 像距x′：以 F′为起点，F′到像点A′的距离 理想光学系统的物像关系式(高斯公式) 以主点为原点 物距l：以 H 为起点，H 到物点A的距离 像距l′：以 H′为起点，H′到像点A′的距离 理想光学系统的物像关系式(说明) 只有知道系统的焦距后，才能使用牛顿公式或高斯公式； 牛顿公式和高斯公式计算的结果应该是一致的； 理想光学系统的焦距 任意物平面所对应的像