第二章共轴球面系统的物像关系应用光学说课.pptVIP

第二章 共轴球面系统的物像关系 d—由前一面顶点算起到下一面顶点。 靠近光轴的区域叫近轴区，近轴区域内的光线叫近轴光线 近轴光路计算公式有误差 相对误差范围 问题：u=0的光线是不是近轴光线 将以上二式相减，并考虑到 得： 转面公式 第二公式两侧同乘以u1’,得： 这就是另一种形式的近轴光路计算公式。 二 物像大小关系式 用y和y’表示物点和像点到光轴的距离。 符号规则：位于光轴上方的y、y’为正，反之为负。 y’/y称为两共轭面间的垂轴放大率，用β表示 由图得 或 把公式（2-13）进行移项并通分，得： 得 这就是物像大小的关系式。 利用公式就可以由任意位置和大小的物体，求得单个折射球面所成的近轴像的大小和位置。 对由若干个透镜组成的共轴球面系统，逐面应用公式就可以求得任意共轴系统所成的近轴像的位置和大小。 三.近轴光学基本公式的作用 近轴光学公式只适于近轴区域，有什么用？ 第一，作为衡量实际光学系统成像质量的标准。 用近轴光学公式计算的像，称为实际光学系统的理想像。 第二，用它近以地表示实际光学系统所成像的位置和大小。 今后把近轴光学公式扩大应用到任意空间 §2-5 共轴理想光学系统的基点——主平面和焦点 近轴光学基本公式的缺点：物面位置改变时，需重新计算，若要求知道整个空间的物像对应关系，势必要计算许多不同的物平面。 已知两对共轭面的位置和放大率，或者一对共轭面的位置和放大率，以及轴上的两对共轭点的位置，则其任意物点的像点就可以根据这些已知的共轭面和共轭点来求得。 光学系统的成像性质可用这些基面和基点求得 最常用的是一对共轭面和轴上的两对共轭点。 一 放大率β=1的一对共轭面——主平面 不同位置的共轭面对应着不同的放大率。 放大率β=1的一对共轭面称为主平面。 物平面称为物方主平面，像平面称为像方主平面 两主平面和光轴的交点分别称为物方主点和像方 主点，用H、H’表示，H和H’显然也是一对共轭点。 主平面性质： 任意一条入射光线与物方主平面的交点高度和出射光线与像方主平面的交点高度相同问题 物体位在二倍焦距处，像也位在二倍焦距处，大小相等，此物点和像点是不是主点 二 .无限远轴上物点和它所对应的像点F‘——像方焦点 当轴上物点位于无限远时，它的像点位于F’处。 F’称为“像方焦点”。 通过像方焦点垂直于光轴的平面称作像方焦平面 像方焦平面它和垂直于光轴的无限远的物平面共轭。 像方焦点和像方焦平面性质： 1、平行于光轴入射的任意一条光线，其共轭光线一定通过F点； 2、和光轴成一定夹角的光线通过光学系统后，必交于像方焦平面上同一点。 三. 无限远的轴上像点和它所对应的物点F——物方焦点 如果轴上某一物点F，和它共轭的像点位于轴上无限远，则F称为物方焦点。 通过F垂直于光轴的平面称为物方焦平面 它和无限远的垂直于光轴的像平面共轭。 物方焦点和物方焦平面性质： 1、过物方焦点入射的光线，通过光学系统后平行于光轴出射 2、由物方焦平面上轴外任意一点下发出的所有光线，通过光学系统以后，对应一束和光轴成一定夹角的平行光线。 主平面和焦点之间的距离称为焦距。 由像方主点H‘到像方焦点F’的距离称为像方焦距，用f‘表示. 由物方主点H到物方焦点F的距离称为物方焦距，用f表示。 f、f的符号规则 f—以H为起点，计算到F，由左向右为正； f —以H为起点，计算到F，由左向右为正。 一对主平面，加上无限远轴上物点和像方焦点F‘，以及物方焦点F和无限远轴上像点这两对共轭点，就是最常用的共轴系统的基点。根据它们能找出物空间任意物点的像。 因此，如果已知一个共轴系统的一对上平面和两个焦点位置，它的成像性质就完全确定。所以，可用一对主平面和两个焦点位置来代表