文档介绍：第一章 几何光学基本定律与成像概念
四、费马原理:在A、B两点间光线传播的实际路径,与任何其他可能路径相比,其光程为极值。
五、马吕斯定律:在各向同性的均匀介质中,垂直于波面的光线束经过任意多次折射和反射后,出射波面仍和出射光束垂直;且入射波面和出射波面上对应点之间的光程为定值。
等光程性
费马原理:实际光路的光程为极值。
折、反定律,费马原理和吕马斯定律三者可以互相推导出来,因此,三者之中任一个可以作为几何光学的基本定律,而其他二者可以作为推论!
结论:光学系统完善成像的条件:光学系统要保持光束的同心性。(同心光束等价于球面波)
完善成像的的另一个等价条件
由物点发出的通过光学系统到达像点的任意光路的光程相等。
完善成像的条件
光束分类
同心与像散;入射与出射;会聚与发散。
光学系统
光学系统
光学系统
光学系统
若为出射会聚光束时对应实像,
若为出射发散光束时对应虚像。
若为入射会聚光束时对应虚物,
若为入射发散光束时对应实物。
物像性质
实物(像):由实际光线相交会聚所形成的物(像);
虚物(像):由光线的延长线相交所形成的物(像);
物像与光束的对应关系
三个放大率
(5) 拉赫不变式:
设想:任意大的空间中以任意宽的光束都能成完善像。这样光学系统定义为理想光学系统,也称高斯光学系统。
第二章理想光学系统
2、共线成像:点对应点,直线对应直线,平面对应平面的成像变换称为共线成像,上述定义称为共线成像理论。
3、理想光学系统的成像性质
共线成像:
点对应点、直线对应直线、平面对应平面的关系。
4、理想光学系统的基点与基面
基点与基面的定义
主平面,节点的定义
作图
等效光组的像方焦点、主点, 以 F2’为原点确定,也可用 H2’为原点确定。同理,物方分别用 F1 和 H1 确定。
用图解法求出组合光组的基点(面):焦点、主点、焦距
H
Q
F
u
F1
Q1
Q1'
H1
H’1
F1'
F2
D
- f 1
N1
1
R1
E1'
E2
2
d
2
2
f 1'
Q'
H'
Q2
Q2'
R1’
N1'
- f 2
H2
H’2
F2'
F'
-u'
f 2'
R2
N2
N2'
f
- f’
-xF
-xH
-lF
-lH
xF’
xH’
lF’
lH’
R2’
N2
5、理想光学系统的物像关系
6、透镜
作图题:如图为空气中的一光学系统的两个主平面H和H,水平横线MM为主轴。ABBC为已知光线,用作图法求光线DE的共轭光线。(注意:要说明作图步骤)
平面镜:奇数次反射成镜像,偶数次反射成一致像;
第三章平面与平面系统
当物为左手坐标系而像变为右手坐标系,这样的像称为“非一致像”,也叫做“镜像”。
双平面镜的成像特性
二次反射像的位置应在物体绕棱线(P点)转动2角处,转动方向应是反射面按反射次序,由P1转到P2的方向。
二次反射像与原物坐标系相同,成一致像。
位于主截面(两平面镜的公共垂直面)内的光线,不论入射光线方向如何,出射光线的转角永远等于两平面镜夹角的两倍。