[科技]2_第二章_理想光学系统-Lu_Revised.ppt

第二章 理想光学系统 第一节 理想光学系统与共线成像理论 二、共轴理想光学系统的成像性质 第二节 理想光学系统的基点和基面 第三节 理想光学系统的物像关系 例1：作图法求图中AB的像AB 四、小结 1、图解法求像 2、解析法求像 第四节 理想光学系统的放大率 例3：作图法求图中AB的像AB 五、小结 第五、六节 理想光学系统的组合 透镜 4、公式小结 三、透镜（Lens） 底片上的影像大小与焦距的关系 应用2： 扩束器原理 第二章 小结 理想光学系统理论： 1、基本概念：理想光学系统、共轭、共线成像等 2、共轴理想光学系统成像性质 3、基点与基面：焦点/面、主点/面、节点（包括物像两方） 物像关系： 1、图解法求像：典型光线、基点基面性质（课上例题） 2、解析法及应用：牛顿公式、高斯公式 理想光学系统的组合：1）两光组组合的公式及计算 2）多光组组合计算（正切计算法） 典型光学系统：了解基本的光路特点、成像特性等 补充：目视光学仪器 作业：尚未布置，下次课件会附上。 1）垂轴放大率 2）角放大率 ★ 望远系统 ——放大率与位置无关！ ★ 物理解释：平行光束的与光轴的夹角变化 望远系统（无焦） 有限焦距系统 应用1： 目视光学系统原理 眼睛 目视光学系统 （物镜——目镜） ★ 联合系统为有限焦距系统，成像于视网膜上。 ★ 物体直接对人眼睛的张角 眼睛 ★目视光学系统的视角放大率： 远处物体经系统所成的像对眼睛张角 的正切，与该 物体直接对眼睛张角 的正切之比。 *概念区别：角放大率 构造1： 构造2： ——望远系统倒置 ★显微镜视角放大率 ★像对人眼睛的张角 六、显微镜系统 ★物镜的垂轴放大率： 眼睛 物镜 目镜 例2：焦距20cm的薄凸透镜，一物体在其顶点左方30cm处，用两种方法求像的位置及横向放大率。 解： 1）高斯法： 2）牛顿法： S O F F′ 一、轴向放大率 1、沿轴移动微量距离 ★ 对高斯公式 微分得 或：由牛顿公式得 2、沿轴移动有限距离 ★ 定义 （?1和?2分别是移动前后位置的垂轴放大率 ） 证明：由牛顿公式得 二、角放大率 1、定义： 2、理想光学系统的三种放大率的关系： 三、光学系统的节点（基点） 1、定义：角放大率等于+1的一对共轭点。 n=n：节点与主点重合 ★ 特例：n=n ★ 物理意义：过节点的入射光线经系统后出射方向不改变。 2、节点的位置 ★由 得 过节点的光线 B′ 四、用平行光管测定焦距的依据 ★ 光学系统在空气中，主点与节点重合。 ★ 经过节点的光线出射后不改变方向。 平行光管 提供平行光束 平行光管物镜 待测光学系统 ★ 平行光管测定焦距的原理 分划板 J J J J F F A B A B F F A B A (a) (b) B 1、轴向放大率 2）移动有限的距离 2、角放大率 1）移动微量距离 3、节点： 过节点的入射光线出射后不改变方向。 1）n=n：节点与主点重合 2） 一、由多个光组组成的理想光学系统的成像 1、各光组间相对位置的表示 ★ 主面间隔 ★ 光学间隔（焦点间隔） 2、多个光组的过渡关系和放大率 ★ 第i个光组 ★ 共k个光组 二、两个光组组合分析 1、组合焦点的位置 ★ 像方焦点： 对于第二个光组， 是共轭点 ★ 物方焦点： 对于第一个光组， 是共轭点。 2、组合焦距的计算 △M F H ∽△I2H2F △I2H2F1∽△I1H1F1 ★ 组合系统的物方焦距和像方焦距 组合焦距的起算原点：组合系统的物、像两方的主点 3、组合系统主平面的位置（以系统处于同一介质中为例） ★ 组合物方参数以第一个光组物方主点为原点 ★ 组合像方参数以第二个光组像方主点为原点 1、各光组间相对位置的表示 2、两光组组合的参数计算： ★ 像方焦点： ★ 物方焦点：