工學(xué)]工程光學(xué)講稿球面(存儲版)
【正文】 。39。 n n39。求該棱鏡的折射率 n。 ?? BA ndls?? ii lnSA B dl 17 利用費(fèi)馬原理證明反射定律 設(shè)： A為點(diǎn)光源（ x1， 0， z1） B為接受光源（ x2， 0， z2） P為光線的入射點(diǎn)（ x， y， 0） 由費(fèi)馬原理求光程的極值得： z 4 0)( 3 0)(2 )(1 )(2121222222212211??????????????????????????nlnlxnlnlyzyxxnnlPBzyxxnnlAPx A B i x2 x1 x P i’ 0 18 將 2代入 3式得： 只有 y＝ 0時，上式成立。 共軸光學(xué)系統(tǒng)： 若光學(xué)系統(tǒng)中各個光學(xué)元件表面的曲率中心在一條直線 上，則該光學(xué)系統(tǒng)是共軸光學(xué)系統(tǒng)。 實(shí)物、虛像 虛物、虛像 實(shí)物、實(shí)像 虛物、實(shí)像 21 167。：像方孔徑角 符號規(guī)則： 光線方向自左向右 （ 1） 沿軸線段：以頂點(diǎn) O為原點(diǎn) ， 光線到光軸交點(diǎn)或球心 ， 順光線為正 ， 逆光線 為負(fù) 。 39。 例：已知一折射球面其 r＝ 、 n= n’=－ 240mm 由它發(fā)出的一束同心光束，令 U=10 、 U=20 、 U=30 的光線，分別求它們經(jīng)折 射球面后的光路。i39。39。39。物點(diǎn)到球面頂點(diǎn)的距離為 240mm，求象點(diǎn)的位置。)(?????????????????????????mmlrnnlnln 240139。 AB 上每一點(diǎn)都如此 ， 那么 ， A39。l29 定義 β＝ y’/y ∵ ΔABC相似于 ΔA39。39。nhc39。 （三） 角放大率 γ 定義 一對共軛光線與光軸的角之比 γ＝ u‘/u為角放大率。)39。39。B39。i?l? 39。39。1139。12112211fllllrfllnnnnnfll????????????????? 代入得：當(dāng)??34 三 、 共軸球面系統(tǒng) 我們在前面研究的是單個折射球面的成像問題，作為一個光學(xué)系統(tǒng)它是由 兩個或兩個以上的單個折射球面組成。139。 1）過渡公式 39。231239。1139。1139。39。 39。11139。239。39。39。???????????解： 。?????????????????r1=200mm r2=200mm n n’ B A o r1=200mm r2=200mm n n’ B A o 方法一：從左側(cè)觀察時，由于光線傳播方向不同，需將系統(tǒng)翻轉(zhuǎn) 180度。 Rl 39。1239。1239。39。39。39。39。231239。1236 共軸球面系統(tǒng) 前面分析的是兩個單個折射球面的成像特征及相應(yīng)的光路計(jì)算 。 對于球面 Ⅰ ： 對于球面 Ⅱ ： 考慮到兩球面的參數(shù)的關(guān)系： 1139。39。 解方程，得 l1= ， l1’= ， l2’= 將上述數(shù)據(jù)代入最后一式得： f = 1??39。 39。y 39。rrrllB E39。 ?nnlnnlnnlnnldldl ????? 139。39。 對 微分有 。11(39。39。BB39。相當(dāng)于其光軸 （ 輔軸 ） 那么 B一定成像于 B39。139。11(39。 (9)式表明了物、像位置關(guān)系。urrli???????i i’ φ r h rhi?如果入射光為平行光，入射角： (5) )(39。由近軸 區(qū)內(nèi)的 I、 I’、 U和 U’都很小，可用弧度代替。 （ 2） 由上面推導(dǎo)可知： L’= f(L,U)、 U’= g(L,U)，當(dāng) L不變，只 U變化時， L’也 變。 23 二、實(shí)際光線的光路計(jì)算 已知：折射球面曲率半徑 r，介質(zhì)折射率為 n和 n’，及物方坐標(biāo) L和 U 求：像方 L’和 U’ 解：△ AEC中， 由折射定律： 39。 22 r：折射球面曲率半徑 o：頂點(diǎn) L： 物方截距 L39。 三、物（像）的虛實(shí) 實(shí)像：由實(shí)際光線相交形成。2211221121?????????????????????iinllnxilxxilxxilxxlxxlxxnllnx19 167。 若光線經(jīng)過介質(zhì)不連續(xù)變化 ， 則光程可用表示： 若光線經(jīng)過介質(zhì)連續(xù)變化 ， 則光程可用積分表示： 費(fèi)馬原理： 光線從一點(diǎn)傳播到另一點(diǎn) ， 無論經(jīng)過多少次折射和反射 ， 其光程為極值 （ 極大 、 極小 、 常量 ） ， 也就是說光是沿著光程為極值的路徑傳播 。 n39。 表達(dá)式： n = c/v 全反射及其應(yīng)用 概念：當(dāng)光線射至透明介質(zhì)的光滑分界面而發(fā)生折射時，必然會伴隨著部分 光線的反射。s i ns i n InInnnII ?? 或 n n39。 11 反射定律和折射定律 反射定律： （ 1） 入射光線、反射光線和分界面上入射點(diǎn)的法線三者在同一平面內(nèi) （ 2） 入射角和反射角的絕對值相等而符號相反，即入射光線和反射光線位于法線的兩側(cè)，即： I = I 折射定律： （ 1） 入射光線、折射光線和分界面上入射點(diǎn)的法線三者在同一平面內(nèi)。當(dāng)光源的大小與它的作用距離相比可忽略時，此光源可稱為點(diǎn)光源或稱
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