应用光学总复习1

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1、<<应用光学>>总复习注意：这只是一个提纲，各位同学一定要对这些内容进行扩展预祝各位：复习愉快！课程学习概要直线传播是根本；单球面折射公式是基础；物像有虚实；前像后物来转换；过渡公式是桥梁；符号法则记心间几何光学的基本定律（直线传播定律、立传播定律、折射和反射定律、全反射定律、光路可逆原理）、费马原理和马吕斯定律是几何光学的基本定律，是研究光线传播和成像问题的基础。总原则：a、像方参量符号与其对应的物方参量符号表示字母相同，像方参量用右上撇加以区别；b、自左向右定义为正方向c、光路图中各参量均为几何量，用绝对值表示1、沿轴线段（沿轴线，

2、顶为原，左为负，右为正）2、垂轴线段（垂轴线，轴为基，上为正，下为负）3、光线与光轴的夹角4、光线与法线的夹角5、光轴与法线的夹角（轴线法，绕交点，顺次转，顺时正，逆时反）6、相邻两折射面间隔（前顶到后顶，左向右为正）符号规则近轴光线的光路计算单个折射面的物、像位置关系（一）垂轴放大率β（二）轴向放大率α（三）角放大率γ单个折射面成像像的放大与缩小，虚和实，倒立与正立a、若β>0，即y’与y同号，表示成正立像；反之，成倒立像b、若β>0，即l’与l同号，表示物象虚实相反；反之，虚实相同c、若

3、β

4、>1，则

5、y’

6、>

7、y

8、，表示成放大的像

9、；反之，成缩小的像反射面三、共轴球面系统物像转换：前像后物（一）过渡公式空间转换：前一折射面的像空间就是后一折射面的物空间物像转换拉赫不变量J光线入射高度转换理想光学系统最常用的理想共轴系统的基点和基面：一对主点，一对主平面一对焦点，一对焦平面一对无穷远的点，一对无穷远的平面一对节点一、图解法求像理想光学系统的物象关系①平行于光轴入射的光线，经过系统后过像方焦点；②过物方焦点的光线，经过系统后平行于光轴；③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；④自物方焦平面上一点发出的光束，经过系统后成倾斜于光轴的平行光束；⑤共

10、轭光线在主面上的投射高度相等。⑥过节点的入射光线经过系统后出射方向不变注意：没有特殊说明，主点和节点认为是重合的二、解析法求像物像位置计算坐标原点不同（牛焦高主）：牛顿公式：物像坐标原点为光学系统的焦点高斯公式：物像坐标原点为光学系统的主点理想光学系统过渡公式，前像后物实物虚物实物求等效系统的一对主面和焦点位置F2’F1F2F1’由焦点的性质求像方焦点F’的位置平行于光轴入射的光线，它经过光学系统后过像方焦点一、平面镜成像特征B,像与物完全对称于平面镜A，平面镜是唯一能够成完善像的最简单的光学元件，即物体上任意一点发出的同心光束经过平面

11、镜以后仍然为同心光束C,正立、虚实相反、等大的像D,镜像变换E,镜像中物像旋转相反（平面镜固定）镜像：奇数次反射一致像：偶数次反射二、平面镜旋转特性（物体不动）入射光线方向不变而转动平面镜时，反射光线的方向将同方向改变两倍平面镜的转动角度三、双平面镜成像在双面镜的夹角不变，当入射光线方向一定时，双平面镜绕其棱边旋转时，出射光线方向始终不变。只要双平面镜的夹角不变，双面镜绕其棱边旋转时，双面镜中的一个物点的连续一次像的位置不变近轴区域内，平行平板的轴向位移只是其厚度和折射率的函数，能成完善像点第二节平行平板二、棱镜系统的成像方向判断沿光轴

12、,恒一致。垂直主截面，屋脊面，偶一致，奇相反。（方向）平行主截面，反射面，偶一致，奇相反。（坐标系）注：1、一个屋脊面按两个反射面计算2、复合棱镜：在各自光轴面内判断成像的坐标方向（分解判断）3、透镜成像的正倒特性折射棱镜的偏向角δ：折射棱镜的出射线与入射线的夹角其符号规则为：由入射线以锐角转向出射线，顺时为正，逆时为负最小偏向角二、光楔及其应用光楔：折射棱镜的折射角非常小的情况下的特例当光线垂直入射或者接近垂直入射的时候，光楔偏向角为A和B、当两个光楔同向平行放置的时候，产生的偏向角最大；C当两个光楔反向平行放置的时候，产生的偏向角为

13、零三、棱镜色散同一个折射棱镜对于不同波长的单色光来说具有不同的最小偏向角。也就是说以同一角度入射到折射棱镜上不同颜色的光，经过棱镜后分解开来，形成一个色带，这就是色散作用：A、保证近轴条件，改善成像质量（像的清晰度），控制景深；B、控制成像物空间的光束宽度、位置和成像范围；C、控制像面的亮度．光阑：限制成像光束和成像范围的透光孔基本形式：孔径光阑、视场光阑、渐晕光阑表示方式孔径光阑限制轴上物点孔径角的大小，或者限制轴上物点成像光束宽度，并且有选择轴外物点成像光束位置的光阑对于不同确定口径的光学元件组成的光学系统，对某一个轴上确定的物点，

14、在分析那个透镜边框是孔径光阑，通常用如下计算或者画图方式：将每一个光学元件经其前面的所有光学元件成像，并求出像的大小，在这些像中，对给定的轴上物点的孔径角绝对值最小者，其相应的元件边框就是这个光学系统的孔径