工程光学第2章课件.pptVIP

§2 共轴球面光学系统 §2.1 符号规则 1、常用符号： n 、n’ ——折射率 r ——球面的曲率半径 y—— 物体的大小 y’—— 像的大小 I——光线的入射角 I’——光线的折射角 L——物体到折射面或反射面的距离（物方截距） L’ ——折射面或反射面到像的距离（像方截距） U——入射光线和光轴倾斜的角度（物方孔径角） U’ ——出射光线和光轴倾斜的角度（像方孔径角） ? ——光轴与法线的夹角 3、符号规则的意义： 清楚地描述物像的虚实和正倒： 物在左：负物距——实物； 右：正物距——虚物； 像在右：正像距——实像； 左：负像距——虚像； 物高y像高y’代数值符号相反——倒像； 符号相同——正像； 结论： ?是有符号数，具体表现为 成像正倒：当?0时，表明y’、y同号，成正像；否则，成倒像。 成像大小：当|?|＝1时，表明|y’|=|y|，像、物大小一致；|?|1时，表明|y’||y|，成放大的像；反之，成缩小的像。 成像虚实：当?0时，表明l’、l同号，物像同侧，虚实相反；否则，物像异侧，虚实相同。 当物体位于不同的位置时， ?不同。 因?恒为正，故当物点沿轴向移动时，其像点沿光轴同向移动；且因? ≠ ?，故空间物体成像时要变形，例如一正方体成像后将不再是正方体。 ?只与共轭点的位置有关，而与光线的孔径角无关。 §2.3 单个反射球面成像 * 共轴球面光学系统 * -L o 2、符号规则 （一）光线行进方向：从左向右。 （二）线量符号： (1)沿轴线段：以球面顶点O为原点，与光线行进方向相同者为正，与光线行进方向相反者为负。 (2)垂轴线段：以光轴为界，在光轴之上为正，在光轴之下为负。 (三）角度符号（一律以锐角来衡量）： (1) 光线与光轴的夹角：光轴转向光线，顺时针为正，逆时针为负。 (2) 光线与法线的夹角：光线转向法线，顺时针为正，逆时针为负。 (3) 光轴与法线的夹角：光轴转向法线，顺时针为正，逆时针为负。 4、光路图中符号标注： 图中标注几何量为正。 -L o -L o §2.2 物体经单个折射球面的成像 一、单折射球面成像的光路计算 h A’ o E 二、近轴区域的物像关系 光焦度 -l o 1、垂轴放大率b 2、轴向放大率a 3、角放大率g 三、近轴区域的物像放大率 单折射球面光学系统拉赫不变量 -l o 1、物像位置公式 2、成像放大率 物点位于球心时 a0，物体沿光轴移动时，像总是以相反方向移动。 通过球心的光线沿原光路反射。 反射球面镜的焦距等于球面半径的1/2。 结论 球面镜的拉赫不变量