今天将应用光学第一章讲完,并且讲到了第二章的共线成像理论的图解法
今天主要讲了光路计算中有关近轴光路系统的问题。其中有符号法则问题:
顶点起算;
顺正逆负;
光轴→光线→法线
并且了解到无论多精密的球面光学仪器都会有球差的存在。
今天的重点是在透镜中已知知物体位置,即可求出其共轭像的位置:
其中r为球面半径。
球面反射镜成像与上式类似:
球面透镜与球面反射镜的成像放大率都分为:垂轴放大率、轴向放大率、角放大率。
球面透镜垂轴放大率:
若 ,即与同号,表示成正像;反之,与异号,表示成倒像。
若,即 和同号,物像虚实相反;反之,和异号,表示物像虚实相同。
若,则 ,成放大的像;反之,,成缩小的像。
球面透镜轴向放大率:
折射面:时物点轴向移动时,像点同向移动;
:空间物体成像时要变形(比如,一个正方体成像后,将不再是正方体)。
球面透镜角放大率:
所以
球面透镜拉赫不变量:
该式表明:实际系统在近轴区成像时,在物像共轭面内,物体大小y、成像光束的孔径角u和介质折射率n的乘积为一常数J,称为拉格朗日-赫姆霍兹不变量(拉赫不变量,表征系统性能的重要参数)。
球面反射镜垂轴放大率:
球面反射镜轴向放大率:
球面角放大率:
球面镜拉赫不变量:
第二章理想光学系统的物像关系:
第一种情况:轴外点B或轴外线段AB的成像
这种情况相对简单些,即直接任选三条特殊光线中的两条作图即可求解轴外B的的像。
显然:物体AB的像是倒立的实像。
第二种情况:轴上物点的成像
有限远轴上物点A发出的同心光束中,没有一条是上述三条特殊光线,因此,必要借助于特殊的辅助光线:
过焦点F平行于AM的光线;
过主点H平行于AM的光线;
焦面上P点平行于光轴的光线;
P点过主点H的光线;
第三种情况:负焦距系统
负焦距光学系统的作图求解与正焦距系统一样, 只是像方焦面与物方焦面容易搞混出错, 因此, 需要特别注意。
第四种情况:虚物成像
虚物是由入射同心光束向前的延长线的交点形成,而非实际存在的物体,一般是由前一个系统的实像被当前系统所截得到。这里光线并非由虚物实际发出的。
第五种情况:两个及两个以上系统的成像
解决了单个光学系统的成像问题,即解决了整个光学系统的成像问题。当物体经过两个及两个以上光学系统时,依次作出每条光线经过每个系统的成像即可。
今天主要学了计算解决放大倍率物距像距问题,主要在做题中应注意符号问题,熟练使用符号法则。
以上就是今天所学。