[工学]应用光学 期中复习.ppt

应 用 光 学期 中 复 习 第一章 小结 几何光学的基础： 1、基本概念：可见光、单/复色光、光线、光束、波面、法线等 2、基本定律：直线传播、折射与反射 、独立传播、可逆性原理 3、费马原理、马吕斯定律（了解内容） 成像： 1、完善像的定义及完善成像条件 2、光路中的基本概念与符号规则 光路计算及公式 球面——平面 b.宽光束实际光线——————近轴光线 （球差） （高斯像、物像共轭） c. 折射————反射 （反射-折射定律；成像公式、放大率公式、拉赫不变量） d. 单个球面——共轴系统： 过渡公式（近轴——宽光束）、成像放大率 第二章 小结 理想光学系统理论： 1、基本概念：理想光学系统、共轭、共线成像等 2、共轴理想光学系统成像性质 3、基点与基面：焦点/面、主点/面、节点（包括物像两方） 物像关系： 1、图解法求像：典型光线、基点基面性质（课上例题） 2、解析法及应用：牛顿公式、高斯公式 理想光学系统的组合（两光组） 两光组的组合公式 典型光学系统： （了解基本的光路特点、成像特性等） 照相系统：远摄型、反远距型（筒长、工作距离、焦距） 望远系统：无焦系统、工作原理 显微系统：工作原理 公式与习题应用 第三章 小结 一、光阑 1、孔径光阑：入瞳、出瞳（轴上物点的成像张角比较法） **光学系统的物（像）方孔径角： 轴上物（像）点-入（出）瞳边缘连线，与光轴的夹角。 2、视场光阑：入射窗、出射窗 **光学系统的物（像）方视场角： 入（出）射窗两边缘对入（出）瞳中心的张角。 3、渐晕光阑: 由轴外物点发出的、充满入瞳的光束中，部分光线被其他光孔阻挡的现象叫轴外光束的渐晕，对应的光孔即为渐晕光阑。 参与限制轴外物点成像光束，可改善轴外物点成像质量。 主光线必然通过孔径光阑中心及出瞳中心。 二、典型光学系统 三、景深 1、基本概念： 平面上的空间像；景像平面、对准平面； 景深，近（远）景平面，近（远）景深度； 正确透视距离；人眼极限分辨角。 * 1、光路计算的思路： 近轴条件 阿贝不变量 拉赫不变量 c. 近轴区域：单个球面成像 近轴条件： ★ 利用三种放大率分析成像特性： 。 折射球面镜 拉赫 不变量 阿贝 不变式 反射球面 d. 共轴球面系统的过渡公式 ★ 对整个系统，拉赫不变量始终是恒定值 ★ 共轴系统的反射成像放大率（近轴区） 解析法公式 2）高斯公式： 1）牛顿公式： ★ 系统两焦距之间的关系： ★ 物像空间介质相同： ★ 系统两焦距之间的关系： ★ 物像空间介质相同： 1、各光组间相对位置的表示： 2、两光组组合的参数计算： ★ 像方焦点： ★ 物方焦点： ★ 像方主点： ★ 物方主点： 1、各光组间相对位置的表示： 一、平面镜 —— 唯一能成完善像的光学元件 1、平面镜成像特性： ★ 物像相对于平面镜对称分布、虚实相反。 ★ 对称性：反射奇次成镜像，反射偶次成一致像。 2、平面镜的旋转特性： 3、双平面镜 ★ 双平面镜的成像：连续一次像（一致像） ★ 双平面镜对光线的方向变换： 二、平行平板 1、成像特性： 无焦系统 侧向位移： 轴向位移： （非完善成像） 位移成像： 2、等效光学系统 ★ 实际像面的位置 ★ 等效空气平板的厚度 近轴条件： （完善成像） 三、反射棱镜 1、基本概念：光轴、工作面、棱、主截面 3、棱镜系统的成像方向判断： 沿光轴（光传播）方向的坐标轴——方向不变； 垂直于主截面的坐标轴——屋脊面个数； 平行于主截面的坐标轴——反射面个数（屋脊*2）。 2、四类棱镜的基本特点： 以简单棱镜、屋脊棱镜为主。 复合棱镜：分光、分色棱镜 4、反射棱镜的等效作用： 平面镜 + 平行平板(等效厚度L) 四、折射棱镜与光楔 1、折射棱镜的偏向角： 2、光楔的工作原理： ★ 双光楔 1）测量微小角度： 2）测量微小位移： ★ 偏向角取极值的条件： 第四章 小结 **主光线：通过入瞳中心的光线。 出瞳 入瞳 孔径光阑 长光路显微镜： -1×转像透镜（加长光路）； 场镜（压低光线） 位于目镜物方焦面的分划板 物镜框 显微系统 物镜的像方焦平面(物方远心光路) 测量显微镜 位于物镜、目镜共焦面的分划板 物镜框 望远系统 底片框 光圈（物镜的空气间隔中） 照相系统 其它 视场光阑 孔径光阑 **两光学系统联用：光瞳衔