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专业文档! 工程光学重点整理 第一早 弟一下? 几何光学基本定律（直线传播定律，独立传播定律，反射折射 定律，全反射，光的可逆原理） .反射折射定律：入射光线、反射光线和分界面上入射点的法线 三者在同一平面内。入射角和反射角的绝对值相等而符号相反，即入 射光线和反射光线位于法线的两侧，即J9 = —I sin / _ 4 sm r 为.全反射及其应用 注意：光密介质、光疏介质、临界角光密介质：分界面两边折射率较高的介质。 光疏介质：分界面两边折射率较低的介质。 临界角：折射角等于90°时的入射角。 全反射条件： ①光线从光密介质进入光疏介质；②入射角大于临界角。 ?费马原理：光是沿着光程为极植（极大、极小或常数）的路径传 播的。也可已表述为：光从一点传播到另一点，期间无论多少次 折射或反射，其光程为极值。利用费马原理可以证明：光的直线一一专业文档！一一 专业文档! 经过系统后过像方焦点；过物方焦点的光线，经过系统后平行于光轴; 倾斜于光轴入射的平行光束经过系统后会交于像方焦平面上的一点; 自物方焦平面上一点发出的光束经系统后成倾斜于光轴的平行光束; 共轲光线在主面上的投射高度相等。 3、实例： 对于轴外点B或一垂轴线段AB的图解法求像B 轴上点的图解法求像: 方法一: 专业文档! 专业文档! 方法二: MM 共轴理想光学系统成像理论（假设主平面这一对共辗面、以及无限 远物点与像方焦点、物方焦点与无限远像点这两对共加点，那么其他一 切物点的像点都可以表示出来） 假设光学系统物方空间折射率与像方空间折射率不相 同时，角放大率 y卯物像共辗点（即节点）不再 与主点重合。可求得这对共辗点的位置是: 专业文档! 专业文档! ③光学系统的基点：一对节点、一对主点和 一对焦点。知道它们的位置以后，就能充 分了解理想光学系统的成像性质。 牛顿公式: 物和像的位置相对于光学系统的焦点来确定，以焦点为原点, 用X、X’分别表示物距和像距。 M M3 —I 放大率： 专业文档! 一芳业文档!一 TOC \o 1-5 \h \z yfx B =—=-二—yx于 当光学系统物空间和像空间的介质相同时，物方焦距和像方焦距有简单的关系： /=_ /6.由多个光组组成的理想光学系统的成像及过渡公式： △ = d - + 北 / =lf -d x =xr - A 211211①过渡关系式：， ②焦点间隔或光学间隔：第一光组的像方焦点 到第二光组物方焦点的距离。 符号规定：以前一光组的像方焦点为原点。 ③光学间隔与主面间隔之间的关系: ④一般的过渡公式和两个间隔间的关系为: 专业文档! 专业文档! X = X k k—1A = dk k—1 X = X k k—1 A = d k k—1 k k+1 物方焦距和像方焦距之间的关系式: nf光学系统两焦距之比等于相应空间介质折射率之比。绝大多数光学系 统都在同一介质（一般是空气）中使用，故两焦距是绝对值相同，符号 相反，即： f = -f★假设光学系统中包括反射面，那么两焦距之间的关系由反射面个数决 定，设反射面的数目为，那么可写成如下更一般的形式： 尸WT 万 第四节会求理想光学系统的放大率（垂轴放大率，角放大率，轴向放大率） 一、轴向放大率1、定义： dx dl当物平面沿光轴作一微量的移动或 时,其像平 一一专业文档！ 一一 专业文档!drdx面就移动一相应的距离或。，通常定义三者之比 专业文档! dr _ dxf _ dra 为轴向放大率，用表示，即2、公式： y a~x R ra = -p 2 7 = p 2 T方如果理想光学系统的物方空间的介质与像方空间的介质一样，上式 可简化为： 0C = —P 2二、角放大率 1、定义：过光轴上一对共帆点，任取一对共辗光线，它们与光轴U U 的夹角分别为 和，这两个角度的正切之比定义为这一对共辗点的角放大率，以Y表示： tguY — 一一专业文档！ 一一专业文档! 三.光学系统的节点： 1、定义： 光学系统中角放大率等于+1的一对共辄点称节点。 2、说明： 假设光学系统位于空气中，那么公式可简Y 3=1,在这 B = 1丫 = 1种情况下，当时，，主点即为节点。 物理意义：过主点的入射光线经过系统后出射方向不变。 弟二早1）平面镜旋转特性：当入射光线方向不变而使平面镜转动a角时， 反射光线的方向改变了 2a角，奇数次反射成镜像，偶数次反射成与物 一致的像。当物体旋转时，其像反方向旋转相同的度数。 2）平行平板的成像特性：光线经平行平板后方向不变；平板是个无光焦度元件，不会使物体放大或缩小，在系统中对光 焦度无贡献。平行平板不能成完善像 3）平行平板的等效光学系统、 1、平行平板在上轴区内以细J束成像时，近轴区内的轴向位移为： Af =d 1-1o 2、物