2第二章理想光学系统精通.ppt

2020/6/15 31 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 1 2 2 2 2 2 2 2 1 1, 1.5, 50 , 200 1.5 1 1.5 1 300 , 1 200 50 1.5, 1, 100 , 200 1 1.5 1 1.5 1.5*( 400) 400 , 3 200 100 200 n n r mm l mm n l l mm l n l n n r mm l l d mm n l l mm l n l ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 对第一个折射面： 对第二个折射面： 2 3 ? ? 2020/6/15 32 例题 2 ? 已知一个透镜把物体放大 -2 倍，当透镜向物 体移近 20mm 时，放大倍数为 -3 倍，求一开始 的物距以及透镜的焦距？ 2 3 ( 20) 1 1 1 1 1 ( 2) 1 ( 3) 2 180 , ( 180) 120 , 3 l l f l l l l l f l mm f mm ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 2020/6/15 33 轴向放大率和角放大率 ? 关于轴向放大率和角放大率，由于理想光学系 统是近轴光学的一种理想化推广，因此很显然， 近轴区域的公式可以适用的，我们只需注意一 点，在近轴区域中我们假定 tan U = sin U = U 而在理想光学系统中，这一点不能用（只能在 角度很小时用），除此之外一切照旧。比如对 照第一章的（ 1 － 25 ）（ 1 － 27 ）（ 1 － 28 ）和 本章的（ 2 － 19 ）（ 2 － 23 ）（ 2 － 24 ）就可以 发现是一致的。 2020/6/15 34 近轴和理想光学系统放大率关系 2 y nl y n l dl n dl n u l n u l n nuy n u y J ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 垂轴放大率 轴向放大率 角放大率 拉赫不变量 近轴系统 2 tan tan tan tan y nl y n l dl n dl n U l n U l n ny U n y U J ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 垂轴放大率 轴向放大率 角放大率 拉赫不变量 理想光学系统 2020/6/15 35 节点 ? 光学系统中角放大率等于＋ 1 的一对共轭点称 为节点。 ? 如果光学系统两边的介质一样，当垂轴放大率 为 +1 时（主平面），角放大率就为 +1 ，此时 主点和节点重合。 ? 换句话说，当两边介质折射率一样时，主点就 是节点。此时，我们可以充分利用性质：过主 点的共轭光线方向不变这一性质。 ? 一般如果左右两边介质不同，那么主点节点不 重合！！ 1 1 n n ? ? ? ? ? 2020/6/15 36 三种特殊基点基面的性质 ? 特殊基点：焦点，主点，节点 ? 焦点：所有平行光束都过焦平面的某一点，如果平行 光束又平行于光轴，那么必过焦点，物方焦平面与像 方焦平面共轭吗？ ? 主点：平行光轴的入射光线与出射光线延长线的交点， 过主点垂直光轴可以做出主平面，物方主平面和像方 主平面共轭。一对主平面的放大率为 +1 ，即出射光线 和入射光线在各自主平面上的透射高度一样！！当两 边折射率一样时，由于主点与节点重合，所以过主点 的光线与其对应的共轭光线与光轴夹角一样！ ? 节点：角放大率为 +1 ，因此所有过节点的共轭光线与 光轴的夹角都一样！注意如果是放大率为 -1 又是如何 呢？ 2020/6/15 37 主点主平面性质的说明 ? 物方主平面和 像方主平面共 轭。 ? 过主点的光线 与其对应的共 轭光线与光轴 夹角一样 H H Q Q F 过 F 做合适的光线（粉色）使得投射高度和黑色光线 投射高度一样， Q,Q 是共轭的， H ， H 共轭吗？ 2020/6/15 38 节点应用举例（平行光线测焦距） H H F 图中 H ， H 既是主点，又是节点，因此过它们的光线方向不改变！！ -a -a B tan( ) tan( ) tan B F y y f H F a a a ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 2020/6/15 39 过渡公式 ?