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第二章 几何光学成像 2.1 成像 2.2 共轴球面组傍轴成像 2.3 薄透镜 2.4 理想光具组理论 2.5 光学仪器 2.6 光阑 2.7 像差 2.8 像的高度、照度和主观亮度 1.3 等光程面 （1） 反射等光程面 §2 共轴球面组傍轴成像 共轴球面组：由球心在同一直线上的一系列折射或反射球面组成的光具组叫做共轴球面光具组。 光轴：各球心的联线叫做它的光轴。 傍轴光线：参加成像的光线限制在光轴附近。 2.1 光在单球面上的折射 2.2 轴上物点成像焦距、物像距公式 2.3 单球折射面成像的符号法则 2.4 单球反射面成像的符号法则 2.5 单球反射面成像公式 2.6 傍轴物点成像 2.7 横向放大率公式 讨论： 2.8 逐次成像方法 2.9 拉格朗日-亥姆霍兹定理 1.从光轴到光线的的方向为逆时针时交角u为正，顺时针时交角u为负。 2.10 例 题 §3 薄透镜 3.2 薄透镜成像的高斯公式 3.3 薄透镜成像的符号法则 3.4 薄透镜成像的牛顿公式 3.5 薄透镜成像的横向放大率公式 光焦度 3.7 焦面 3.8 特殊光线和任意光线作图法 3.9薄透镜逐次成像的计算法和作图法 3.10 例题 1 计算法： 作图法： 为了弄清节点和焦点、主点的关系，我们看下图中的两条平行入射光线，一条MN指向物方节点N，另一条通过物方焦点F。 4.3 物像关系 例题3. （1）作图法 （2）公式计算 §5 光学仪器 5.3 眼睛 作为接收器，感觉约390nm～760nm 只能辨别和比较，不能测量光强大小 视觉暂留时间：1/16秒 一、人眼的结构 瞳孔→ 5.4 放大镜的视角放大率 5.5 显微镜的视角放大率 5.6 望远镜 反射式大型天文望远镜主镜：抛物面镜。 哈勃望远镜 5.7 棱镜光谱仪 §6 光 阑 例题：孔径都等于4cm的两个薄透镜组成同轴光具组，一个透镜是会聚的，其焦距为5cm；另一个是发散的，其焦距为10cm。两个透镜中心的距离为4cm。对于会聚透镜前面6cm处的物点，试问：(1)哪一个透镜是有效光阑？(2)入射光瞳和出射光瞳的位置在哪里？其大小各等于多少？ §7 光度学基本概念 3) 视见函数 4) 适光性和适暗性视见函数 6) 发光强度和辐射强度 放大镜的视角放大率： 1）定义： 2）结构和光路： 特点： 为光学筒长 视角放大率： 顺时针取正值，逆时针取负值，均为锐角 视角正负的规定： ， 显微镜的放大本领等于物镜的横向放大率和目镜放大本领的乘积。 负号表示像是倒立的 例 1）定义： 2）结构和光路： 特点： 望远镜的视角放大率： 负号表示像是倒立的 开普勒和伽利略望远镜： 若 ，称为开普勒望远镜； 若 ，称为伽利略望远镜。 开普勒望远镜所成的像为倒像， 伽利略望远镜所成的像为正像。 开普勒 望远镜 伽利略 望远镜 望远系统的用途： (1) 给出足够的视角放大率 M ，以便分辨远处物体的细节。 (2) 大孔径。这有两方面的作用： (a) 接收足够多的光能量，使遥远的、较暗的 物点也能被看到或拍照; (b) 提高受衍射限制的分辨本领。(孔径与M有效 ) (3) 由转动角度测二方向间的夹角 (大地测量仪器， 光谱仪器中的观察装置等)。 ( 以上的放大镜、显微镜和望远镜都属于助视仪器。) 其主体为长13米、直径 4.3米的圆筒， 望远镜主镜口径2.4米， 总重量为12.5吨， 研制历时13年， 耗资21亿美元， 1）定义： 2）结构与光路： 3）角色散本领： 白光 紫 红 ， 称为色散率，它由棱 镜材料的性质确定。 1） 光阑定义： 光具组内光学元件的边缘、框架 或特别设置的带孔屏障称为光阑。 2） 光阑的种类： 孔径光阑和视场光阑，所谓视场就是能成像的物面范围。 3） 孔径光阑和视场光阑 对轴上物点光束的口径（立体角 或者发光截面）限制得最多 的光阑称为孔径光阑(有效光阑)。 对光具组成像的视场限制最多的 光阑称为视场光阑。 4）注意： 孔径光阑限制成像物点的光束口径， 视场光阑限制成像的物面范围，即物点个数。 5）确定孔径光阑的方法 (1) 把光具组中所有光阑当作物， 逐个地相对其前方系统成像。 由轴上物点向每个像的边缘引直 线，其中与主光轴所夹锐角最小 的即为入射孔径角 ， 对应的像即为入射光瞳，入射 光瞳对应的共轭物即为孔径光阑。 （3）将孔径光阑向其后方系统成像， 即为出射光瞳。由轴上像点出射 光瞳边缘连直线，与主光轴