大学工程光学第章.ppt

正切计算法——初值 u1=0, h1任选 2.5光学系统的组合 2.6 望远镜系统 望远镜系统是以平行光入射，再以平行光出射的系统 系统特点 △=0 最简单的望远镜至少有两个独立光组，第一光组的像方焦点与第二光组的物方焦点重合 开普勒望远镜 伽利略望远镜 目视系统的视角放大率：远处物体经系统所成的像对眼睛张角w‘ 的正切与该物体直接对眼睛张角w的正切之比。 望远镜系统的视角放大率： 显微镜系统结构特点：物体置于物镜两倍焦距与一倍焦距间，成倒立放大的实像。像平面正好与目镜的物方焦平面重合。 显微镜系统 厚透镜的焦距 (置于空气中) 2.7透镜焦距 以透镜的第一个球面顶点为原点，到物方主点的距离 以透镜的第二个球面顶点为原点，到像方主点的距离 表示物方主点为原点，到像方主点的距离。 * 工 程 光 学 2.1 理想光学系统 2.2 理想光学系统的基点和基面 2.3 物像位置和三种放大率、两种焦距和光焦度 2.4 理想光学系统的图解求像 2.5 光学系统的组合 2.6 望远镜系统 2.1 理想光学系统 2.1 理想光学系统 理想光学系统——像与物是完全相似的 　 理想光学系统理论——高斯光学 共轭直线上的共轭点 —— 直线上的点 共轭直线 —— 直线 共轭点 —— 点 像空间 物空间 卡尔·弗里德里希·高斯 C.F. Gauss是 德国著名数学家、物理学家、天文学家、大地测量学家。 他有数学王子的美誉，并被誉为历史上最伟大的数学家之一. 1777年4月30日—1855年2月 23日 2.1 理想光学系统 共轴理想光学系统所成的像还有如下的性质： 1.位于光轴上的物点对应的共轭像点也必然位于光轴上； 2.位于过光轴的某一个截面内的物点对应的共轭像点必位于该平面的共轭像面内； 3.垂直于光轴的物平面，它的共轭像平面也必然垂直于光轴。 我们一般选择无穷远物点和像方焦点、物方焦点和无穷远像点这两对共轭点为“基点”，一对主平面为“基面”。 2.2理想光学系统的基点和基面 一、焦点F，F’ 与焦平面 物A 物方无穷远处 像F’: 像方焦点 物F：物方焦点 像A’ 像方无穷远处 像方焦平面：过 F’垂轴平面 物方焦平面：过 F垂轴平面 二、主点H，H’和主平面 H,H‘——物（像）方主点， QH,Q‘H’——物（像）方主平面， HQ与H‘Q’共轭,β = 1， 物、像方主面是一对β=1的物像共轭面 光学系统总包含一对主点（主平面），一对焦点（焦平面） 2.2理想光学系统的基点和基面 无限远轴外物点发出的光线，一定相交于像方焦平面上的某一点，这一点就是无限远轴外物点的共轭像点。 像方焦距 物方焦距 单个折射球面、球面镜和薄透镜都相当于两个主面重合在一起的情况。 2.2理想光学系统的基点和基面 (H，H’)，(F，无穷远像A’),(无穷远物A,F’), 三对共轭点称为光学系统的基点 ①平行于光轴的光线经理想光学系统后必通过像方焦点； ②过物方焦点的光线经理想光学系统后必为平行于光轴的光线； ③过节点的光线方向不变；??????????????????? ④任意方向的一束平行光经理想光学系统后必交于像方焦平面上一点； ⑤过物方焦平面上一点的光线经理想光学系统后必为一束平行光。 ⑥共轭光线在主面上的投射高度相等。 2.3理想光学系统的图解求像 当n=n’时，主点即是一对节点。 2.3理想光学系统的图解求像 1.求下图中物所对应的像 2.已知主平面和一对共轭点，求物B的像，并确定焦点F,F’的位置。 2.3理想光学系统的图解求像 3.已知一对共轭点的位置和像方焦点的位置，求物像方主平面的位置和物方焦点的位置。 2.3理想光学系统的图解求像 2.4物像位置和三种放大率、两种焦距和光焦度 一、理想光学系统的物像位置关系和垂轴放大率β 牛顿公式 物距x 像距x’ 以焦点为原点来确定x、x’的值。 高斯公式 2.4物像位置和三种放大率、两种焦距和光焦度 物方截距 像方截距 以主点为原点来确定 、 的值。 由于 得 二、理想光学系统两焦距的关系和拉氏公式 2.4物像位置和三种放大率、两种焦距和光焦度 若 n‘=n,则f = -f’得： 2.4物像位置和三种放大率、两种焦距和光焦度 四、轴向放大率、角度放大率及其与横向放大率的关系 由 xx=ff得 xdx+xdx=0 当 n’=n时 立体物像不再相似 1. 轴向放大率——像与物沿轴移动量之比 2. 角放大率——像方、物方倾斜角的正切之比 若 n=n 2.4物像位置和三种放大率、两种焦距和光焦度 3. 对薄凸透镜，几个特殊位置