许涛(会聚薄透镜--轴外物点作图).ppt

* 会聚薄透镜--轴外物点作图成象中的三条特殊光线 O F’ F . . * 会聚薄透镜--轴上物点及任意光线的作图求象法 --平行于某副光轴的光线 O F’ . P F1 ’ . P’ . . * 发散薄透镜--轴上物点及任意光线的作图求象法--平行于某副光轴的光线 O F’ . P F1 ’ . P’ . . * 发散薄透镜--轴上物点及任意光线的作图求象法--平行于某副光轴的光线 O F’ . P F1 ’ . P’ . . * 发散薄透镜--轴上物点及任意光线的作图求象法 --过物方某副焦点的入射光线 O F P F1 . P’ . . . * F’ F O C + (1)过(或延长线过)曲率中心C的入射光线，折射后，方向不变。 (2)平行于主轴的入射光线，折射后，必过(或延长线必过)像方主焦点F2。 (3)过(或延长线过)物方主焦点F1的入射光线，折射后，必平行与主轴。 . . 单球面折射成象中的三条特殊光线 * F F’ . . . P F1 C . . P’ 单球面折射--轴上物点及任意光线的作图求象法--过物方某副焦点的入射光线 O + 作图求象法（自学） 球面的几个概念、符号法则： r C O 主轴 球面顶点：O 球面曲率中心：C 球面曲率半径：r 球面主轴：连接O、C而得的直线。 主截面：通过主轴的平面。 光在球面上的反射和折射 符号法则 光线方向：自左向右传播。 沿轴线段：以球面顶点为起点，向左延伸为负，向右延伸为正。 垂轴线段：以球面主轴为起点，向下延伸为负，向上延伸为正。 光线倾角：1、光线与球面法线夹角：以法线为起始边，顺时针 旋转为正，逆时针旋转为负。 2、光线与球面主轴夹角：以主轴为起始边，顺时针 旋转为正，逆时针旋转为负。 1 共轴光具组： 定 义：一光学系统中，所有球面的顶点均位于同一公共 轴线上，该系统称共轴光具组。 3 虚物 判断依据： 1、入 射 光束：发 散——实物；会 聚——虚物。 2、物所处空间：物空间——实物；象空间——虚物。 2逐个球面成象法： 这是解决由多个球面组成的共轴光具组的求象问题的 基本方法。 原 则：按规定的光线传播方向，自左向右，对每一球面应用 求象公式，直至最终求得物体经整个光具组所成的象。 新问题：确定每一球面成象时的物、象位置和性质。 光连续在几个球面界面上的折射、虚物 近轴物点近轴光线成象的条件 平面折射 球面反射 光束单心性遭到破坏 球面折射 成像条件： （1）光线必须是近轴的 （2）物点必须是近轴的 近轴物点近轴光线球面反射的成象公式 P O P′ C A -s -r -s′ Q Q′ 象方与物方焦点重合 球面反射的成象公式： 球面反射的高斯公式： 近轴物点近轴光线球面折射的成象公式 球面折射的成象公式： 物方和象方焦距： 球面折射的高斯公式 ： 横向放大率 p′ p -x x′ -s s′ F F′ Q′ Q O y -y′ (不要求)【例1】有两块玻璃（折射率1.5）薄透镜的两 表明各为凸球面和凹球面，曲率半径均为10cm。若 物和镜均浸在水中（水的折射率1.33 ），物在主轴 上距镜20cm处，作图和计算求象的位置。 解：对于凸透镜，其焦距 作图法求得象的位置为P′处： F′ O P P′ f′=39cm -s=20cm -s′ 此象是虚像。 利用薄透镜的高斯公式可求得象的位置P′为： 对于凹透镜，其焦距： 作图法求得象的位置为P′处： F′ O P P′ -s=20cm -s′ 此象是虚像。 -f′ =39cm 利用薄透镜的高斯公式可求得象的位置P′为： 【例2】有一折射率为1.5半径为4cm的玻璃球，物体在距球表面6cm处，求：1）象离球心之距离；2）象的横向放大率。 解：（逐次求象法） 1）由球面折射成像公式可得物体发出的光束经第一个球面（凸球面）透射所成象的位置 此象的横向放大率： 象与物在同一方，为一正立放大的虚象。 O -s/ P/ P -s s// P// 此象经第二个球面（凹球面）透射所成象的位置： 此象对于前一次成像的横向