第二章光学系统的近轴成像.pptVIP

▲曲率半径 r ----- C 在 A 之右 r 为正 (凸为正) ▲ 物高 y 像高 y ? ------向上为正 反之 ▲Q在顶点 A 之右方，Q，在顶点A之左 则各量取负 即 角度规则：从标准线算起转锐角到光线 逆时转的角度为正 顺时转的角度为负 轴上的角标准线是光轴 入射角 折射角 的标准线是界面法线 习惯上在图上标绝对值 球半径规则：球心在顶点A右为正 在顶点A左为负 即凸面镜球心在顶点A之右 凹面镜球心在顶点A之左 结论： 或 或 或 高斯公式： 傍轴物点P成像到P,点， 横向放大率 三.傍轴物点成像与横向放大率 物高、像高分别是 结果为负 代表倒像 反射球面傍轴成像 (作业：p. 94, 2-3) C ? ? ? A s s ? f －r ? Q P y ? Q ? P ? F 符号规则，修改一条： 像距 s ?及焦距 f ?也以在A之左为正（实为正） 由 四.作图法 三条特殊光线 ①从物点发出平行于光轴的光线 过像方焦点（后） 光轴 ②从物点过球心方向不变 ③从物点发出的过前焦点的光线 平行于光轴 凹面镜 成实像: 凹面镜成虚像: 凸面镜 Ray tracing describes the formation of a virtual image by a convex spherical mirror. * 第二章 光学系统的近轴成像 §1 成像 §2 共轴球面组傍轴成像 §3 薄透镜 §1. 成像 成像概念 1. 物点 像点 若一个以Q点为中心的同心光束经光具组的反射或折射后转化为另一以Q’点为中心的同心光束，则称光具组使Q成像于Q’ 。 Q叫物点 Q’称为像点 从物点Q 发出的同心光束经平面镜变成了从Q，点发出的同心光束 Q Q, 平面镜反射成像 一个物的像就是许多点的像 镜像 Q Q 光具组 实物成实像 Q Q 光具组 实物成虚像 2.实物实像 虚物虚像 虚物成实像 光具组 Q Q 虚物成虚像 光具组 Q Q 虚物成实像 实物成虚像 二. 物方和像方 物与像的共轭性 能达到理想成像的光学系统 即 使任何同心光束保持同心性的光具组 2.理想光学系统（光具组）： 1.理想成像： 对任何一个物点成像后仍是一个点 即同心光束到同心光束 只有平面镜可做到理想成像 其他系统在一定限制下可接近理想成像 3.像差：如果同心光束的像不成一点， 这种情况就称系统有像差。 消像差是光学成像过程中的艰巨任务 我们主要介绍理想（或近理想）成像 轴上物点A经单个折射面宽光束成像， 对整个光束而言，失去了同心性。 细光束成像(傍轴条件) 除了个别特殊共轭点外，球面折射与反射 不能成像 s s A 物方（物空间）： 像方（像空间）： 物方 像方 Q Q’ 共轭点 物的光线所在的空间 像的光线所在的空间 4. 物方像方 共轭点 共轭光束 根据费马原理 在均匀介质中的两点间（直线传播）、经平面反射的两点间，以及经平面折射的两点间的实际光路均是光程取极小值的情形。 成象系统的物点和像点之间各光线的光程相等。 三. 物像之间的等光程性 成象系统的物点和像点之间各光线的光程相等。 1）推论：任意两波面间的光程相等 2）透镜在成像过程中的作用 只改变波面的形状 讨论 透镜成像不会引入附加相位差 改变波面形状 主光轴 光心 1 2 3 1 2 3 L f o f L o 一.共轴球面光具组 光轴 由球心在同一直线上的一系列折射或反射球面组成的光学系统叫共轴光具组 各球心的联线---光轴 §2. 共轴球面组的傍轴成像 细光束成像(傍轴条件) 靠近光轴的区域叫近轴区 s s A 研究近轴成像的（理想成像）光学称为 高斯光学 1.单个球面傍轴成像 二. 轴上物点成像、 物像距公式 从物点追踪一条光线到像点 基本任务：物点、像点的几何关系 ①与折射面的曲率②物象折射率的关系 基本关系式： ① 折射定律（斯涅耳定律） ② 具体装置的几何关系 ① ② ① ② 引入 得 教材P.41（2.14）式 Q点发出不同倾角的光线，折射后不再与光轴交于同一点 未保持同心光束的同心性 不能成像 一般情况下 与 有关 2. 傍轴条件下的物距和像距公式 傍轴近似 ：所有的角度都很小 (一级近似 )： 角的正弦、正切等于角本身 而余弦为 1 . 折射定律变为 n i = n? i ? 整理后得 单个折射球面的物像距公式 教材