应用光学总复习

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1、总复习总复习注意：这只是一个提纲，各位同学一定要对这注意：这只是一个提纲，各位同学一定要对这些内容进行扩展些内容进行扩展预祝各位：复习愉快！预祝各位：复习愉快！课程学习概要课程学习概要直线传播是根本；直线传播是根本；单球面折射公式是基础；单球面折射公式是基础；物像有虚实；物像有虚实；前像后物来转换；前像后物来转换；过渡公式是桥梁；过渡公式是桥梁；符号法则记心间符号法则记心间几何光学的基本定律（几何光学的基本定律（、是几何光学的基本定律，是研究光线传播是几何光学的基本定律，是研究光线传播和成像问题的基础。和成像问题的基础。总原则：总原则：a a、像方参量符号与其对应的物方参量符号表示字母相同，、

2、像方参量符号与其对应的物方参量符号表示字母相同，像方参量用右上撇加以区别像方参量用右上撇加以区别；b b、自左向右定义为正方向自左向右定义为正方向c c、光路图中各参量均为几何量，用绝对值表示、光路图中各参量均为几何量，用绝对值表示1 1、沿轴线段、沿轴线段（沿轴线，顶为原，左为负，右为正）（沿轴线，顶为原，左为负，右为正）2 2、垂轴线段、垂轴线段（垂轴线，轴为基，上为正，下为负）（垂轴线，轴为基，上为正，下为负）3 3、光线与光轴的夹角、光线与光轴的夹角4 4、光线与法线的夹角、光线与法线的夹角5 5、光轴与法线的夹角、光轴与法线的夹角（轴线法，绕交点，顺次转，顺时正，逆时反）（轴线法，绕

3、交点，顺次转，顺时正，逆时反）6 6、相邻两折射面间隔、相邻两折射面间隔（前顶到后顶，左向右为正）（前顶到后顶，左向右为正）符号规则符号规则近轴光线的光路计算近轴光线的光路计算单个折射面的物、像位置关系单个折射面的物、像位置关系(126)nnnnllr(1 19);(1 20); (1 21)(1)(1()202)lriurniiuuiinilrhiuru ACEnnuOAi iuhlr lyyBB（一）垂轴放大率（一）垂轴放大率 （二）轴向放大率（二）轴向放大率（三）角放大率（三）角放大率(1 28)ynlyn l2(1 31)dlndln1(1 33)unun(1 34)单个折射面成像单个

4、折射面成像像的放大与缩小，虚和实，倒立与正立像的放大与缩小，虚和实，倒立与正立(1 28)ynlyn la a、若、若00，即，即yy与与y y同号，表示成正立像；反之，同号，表示成正立像；反之，成倒立像成倒立像b b、若、若00，即，即ll与与l l同号，表示物象虚实相反；反同号，表示物象虚实相反；反之，虚实相同之，虚实相同c c、 若若|1|1，则，则|y|y|y|y|，表示成放大的像；反，表示成放大的像；反之，成缩小的像之，成缩小的像反射面反射面nn 三、共轴球面系统三、共轴球面系统物像转换：前像后物物像转换：前像后物（一）过渡公式111; ; (1,2,1)(1 39)iiiiiinn

5、uuyyik1(1 40)iiilld空间转换：前一折射面的像空间就是后一折射面的物空间空间转换：前一折射面的像空间就是后一折射面的物空间物像转换物像转换拉赫不变量J光线入射高度转换光线入射高度转换1(1 41)iiiihhd u1 11222(1 42)kkkkkknu yn u yn u yn u yJ理想光学系统理想光学系统最常用的理想共轴系统的基点和基面：最常用的理想共轴系统的基点和基面：一对主点，一对主平面一对主点，一对主平面一对焦点，一对焦平面一对焦点，一对焦平面一对无穷远的点，一对无穷远的平面一对无穷远的点，一对无穷远的平面一对节点一对节点JHHFFJ一、图解法求像一、图解法求像

6、理想光学系统的物象关系理想光学系统的物象关系平行于光轴入射的光线，经过系统后过像方焦平行于光轴入射的光线，经过系统后过像方焦点；点；过物方焦点的光线，经过系统后平行于光轴；过物方焦点的光线，经过系统后平行于光轴；倾斜于光轴入射的平行光束，经过系统后会交倾斜于光轴入射的平行光束，经过系统后会交于像方焦平面上的一点；于像方焦平面上的一点；自物方焦平面上一点发出的光束，经过系统后自物方焦平面上一点发出的光束，经过系统后成倾斜于光轴的平行光束；成倾斜于光轴的平行光束；共轭光线在主面上的投射高度相等。共轭光线在主面上的投射高度相等。过节点的入射光线经过系统后出射方向不变过节点的入射光线经过系统后出射方向

7、不变注意：没有特殊说明，主点和节点认为是重合的注意：没有特殊说明，主点和节点认为是重合的二、解析法求像二、解析法求像物像位置计算坐标原点不同物像位置计算坐标原点不同（牛焦高主）（牛焦高主）：牛顿公式：牛顿公式：物像坐标原点为光学系统的物像坐标原点为光学系统的焦点焦点高斯公式：高斯公式：物像坐标原点为光学系统的物像坐标原点为光学系统的主点主点HHF FAB A BMMNNfxl f x ly y理想光学系统理想光学系统1H1H1F1FA2H2H2F2F1A1d1 l2l 1 f1x2f2x1过渡公式，前像后物过渡公式，前像后物HHFFA实物实物HHFFA虚物虚物HHFFA实物实物求等效系统的一对

8、主面和焦点位置求等效系统的一对主面和焦点位置 1H1H1F1F2H2H2F2FF2F1F2F1由焦点的性质求像方焦点F的位置平行于光轴入射的光线，它经过光学系统后过像方焦点平行于光轴入射的光线，它经过光学系统后过像方焦点1H1H1F1F2H2H2F2Fd1 f2fFMH2 I2I1I1 IFl f一、平面镜成像特征一、平面镜成像特征B, 像与物完全像与物完全对称对称于平面镜于平面镜A，平面镜是，平面镜是唯一唯一能够成完善像的最简单的光能够成完善像的最简单的光学元件，即物体上任意一点发出的同心光束学元件，即物体上任意一点发出的同心光束经过平面镜以后仍然为同心光束经过平面镜以后仍然为同心光束C,

9、正立、虚实相反、等大的像正立、虚实相反、等大的像D, 镜像变换镜像变换E, 镜像中物像旋转相反镜像中物像旋转相反（平面镜固定）（平面镜固定）镜像：镜像：奇数次反射奇数次反射一致像：一致像：偶数次反射偶数次反射二、平面镜旋转特性二、平面镜旋转特性（物体不动）（物体不动）入射光线方向不变而转动平面镜时，反射光线入射光线方向不变而转动平面镜时，反射光线的方向将同方向改变的方向将同方向改变两倍两倍平面镜的转动角度平面镜的转动角度2 (3 1) I1I1II三、双平面镜成像三、双平面镜成像2在双面镜的夹角不变，当入射光线方向一定时，在双面镜的夹角不变，当入射光线方向一定时，双平面镜绕其棱边旋转时，双平面

10、镜绕其棱边旋转时，出射光线方向始终出射光线方向始终不变不变。QPR1OA2OMQPRAAA2只要双平面镜的夹角不变，只要双平面镜的夹角不变，双面镜绕其棱边旋转时，双面镜绕其棱边旋转时，双面镜中的一个物点的双面镜中的一个物点的连连续一次像续一次像的位置不变的位置不变11(3 8)ldn近轴区域内，近轴区域内，平行平板的轴向位移只是其厚度平行平板的轴向位移只是其厚度和折射率的函数，能成完善像点和折射率的函数，能成完善像点1A2A1O2O11n 21n21nnn l1ldDEFG第二节第二节 平行平板平行平板二、棱镜系统的成像方向判断二、棱镜系统的成像方向判断沿光轴沿光轴, ,恒一致。恒一致。垂直主

11、截面，屋脊面，偶一致，奇相反。垂直主截面，屋脊面，偶一致，奇相反。（方向）（方向）平行主截面，反射面，偶一致，奇相反。平行主截面，反射面，偶一致，奇相反。（坐标系）（坐标系）注：注：1 1、一个屋脊面按两个反射面计算、一个屋脊面按两个反射面计算2 2、复合棱镜：在各自光轴面内判断成像的坐标方向复合棱镜：在各自光轴面内判断成像的坐标方向（分解判断）（分解判断）3 3、透镜成像的正倒特性透镜成像的正倒特性折射棱镜的偏向角折射棱镜的偏向角：折射棱镜的出射线与入射线的夹角折射棱镜的出射线与入射线的夹角其符号规则为：其符号规则为：由入射线以锐角转向出射线，顺时为正，逆时为负由入射线以锐角转向出射线，顺时