几何光学的基本原理(Basic.ppt

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1、第三章几何光学的基本原理（BasicPrinciplesofGeometricalOptics）3.5光在球面上的反射和折射（ReflectionandRefractionoflightonSphericalsurface）1．符号法则——新笛卡儿符号法则O—顶点C—曲率中心主截面（PrincipalSection）—主轴（Principalaxis）—通过主轴的任一平面第三章几何光学的基本原理（BasicPrinciplesofGeometricalOptics）3.5光在球面上的反射和折射（ReflectionandRefra

2、ctionoflightonSphericalsurface）1．符号法则——新笛卡儿符号法则顶点右方时，线段长度为正；左方为负。物点或像点至主轴的距离，在主轴上方为正，下方为负。线段长度从顶点算起，光线与主轴交点在表示光线方向的倾角从主轴或法线算起，时，角度为正；逆时针转向光线时，角度为取<的角度，由主轴或法线顺时针转向光线负。第三章几何光学的基本原理（BasicPrinciplesofGeometricalOptics）3.5光在球面上的反射和折射（ReflectionandRefractionoflightonSpheric

3、alsurface）1．符号法则——新笛卡儿符号法则图中算出的长度和角度均取正值，若s表示某线段是负的，则应该用-s表示该线段的几几何长度。第三章几何光学的基本原理（BasicPrinciplesofGeometricalOptics）3.5光在球面上的反射和折射（ReflectionandRefractionoflightonSphericalsurface）光束单心性的破坏P’点并交主轴于P1、P2点，把此图沿PO轴转一个小角度，由P’点画出一段垂直位于图面内的焦线P1P2束单心性破坏（类似平面折射于纸面的焦线，叫子午焦线。叫

4、弧矢焦线。—光情况）.-u-u’作图：两条入射线经球面反射后交于2．球面反射第三章几何光学的基本原理（BasicPrinciplesofGeometricalOptics）3.5光在球面上的反射和折射（ReflectionandRefractionoflightonSphericalsurface）光束单心性的破坏2．球面反射推导：在和中，P点的像距-s’随入射线倾角-u的大小而变，利用反射定律得即得不到一个确定的像点——光束单心性破坏。-u-u’-i’i第三章几何光学的基本原理（BasicPrinciplesofGeometri

5、calOptics）3.5光在球面上的反射和折射（ReflectionandRefractionoflightonSphericalsurface）2．球面反射近轴光线条件下的物像公式近轴光线—入射角-u和反射角-u’都足够小。得,代入前述s’表达式即与-u和-u’均无关，保持单心性。整理后得物像共轭第三章几何光学的基本原理（BasicPrinciplesofGeometricalOptics）3.5光在球面上的反射和折射（ReflectionandRefractionoflightonSphericalsurface）2．球面反

6、射近轴光线条件下的物像公式例：某球面镜口径为5cm，考察使用时(物点离顶点50cm)是否符合近轴光线的条件。，得角度其中,故通常情况下，近轴光线条件可较好地满足。第三章几何光学的基本原理（BasicPrinciplesofGeometricalOptics）3.5光在球面上的反射和折射（ReflectionandRefractionoflightonSphericalsurface）3．球面折射光束单心性的破坏在和中,,并考虑折射定律，得s’与入射角-u有关，同一物点P有多个像点—单心性破坏。i-i’-uu’第三章几何光学的基本原

7、理（BasicPrinciplesofGeometricalOptics）3.5光在球面上的反射和折射（ReflectionandRefractionoflightonSphericalsurface）3．球面折射近轴光线（axialray）条件下的物像公式代入s’表达式并整理，得物像共轭定义光焦度单位m-1表征处于确定介质中的球面的光学特性。第三章几何光学的基本原理（BasicPrinciplesofGeometricalOptics）3.5光在球面上的反射和折射（ReflectionandRefractionoflighton

8、Sphericalsurface）4．焦距Gauss公式和Newton公式焦点到顶点的距离—焦距（focallength）反射平行光线入射，，代入物像公式，得，此时对应的像点叫焦点（focus）物像公式为（Gauss公式）第三章几何光学的基本原理（