【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 空間 整個(gè)像空間包括實(shí)像和虛像空間 物空間：物所的空間 實(shí)物空間：系統(tǒng)第一面以前的空間 虛物空間：系統(tǒng)第一面以后的空間 整個(gè)物空間包括實(shí)物和虛物空間 注意： 虛物的產(chǎn)生 虛像的檢測(cè) 幾何光學(xué)與光學(xué)設(shè)計(jì) 講稿 物像空間折射率確定 物空間折射率： 按實(shí)際入射光線所在的空間折射率計(jì)算 像空間折射率 按實(shí)際出射光線 所在的空間折射率計(jì)算 幾何光學(xué)與光學(xué)設(shè)計(jì) 講稿 167。 符號(hào)規(guī)則 實(shí)際光學(xué)系統(tǒng)中，光線和球面位置可能是各種各樣的。為了使公式普遍適用于各種情況，必須規(guī)定一套符號(hào)規(guī)則。符號(hào)規(guī)則直接影響公式的形式 第三節(jié) 光路計(jì)算與近軸光學(xué)系統(tǒng) 大多數(shù)光學(xué)系統(tǒng)是由折（ n)、反射（ n’=n)或平面組成的共軸球面系統(tǒng) 折射球面系統(tǒng)具有普遍意義。 幾何光學(xué)與光學(xué)設(shè)計(jì) 講稿 5 O 10 幾何光學(xué)與光學(xué)設(shè)計(jì) 講稿 各參量的符號(hào)規(guī)則規(guī)定如下： 1．線段：由左向右為正，由下向上為正，反之為負(fù)。 規(guī)定線段的計(jì)算起點(diǎn)： L、 L39?！?由球面頂點(diǎn)算起到光線與光軸的交點(diǎn) r— 由球面頂點(diǎn)算起到球心 d— 由前一面頂點(diǎn)算起到下一面頂點(diǎn) 幾何光學(xué)與光學(xué)設(shè)計(jì) 講稿 d— 由前一面頂點(diǎn)算起到下一面頂點(diǎn)。 幾何光學(xué)與光學(xué)設(shè)計(jì) 講稿 2．角度： 一律以銳角度量，順時(shí)針轉(zhuǎn)為正，逆時(shí)針轉(zhuǎn)為負(fù)。角度也要規(guī)定起始軸： U、 U39?！?由光軸起轉(zhuǎn)到光線； I、 I39?！?由光線起轉(zhuǎn)到法線； ψ— 由光軸起轉(zhuǎn)到法線， 幾何光學(xué)與光學(xué)設(shè)計(jì) 講稿 應(yīng)用時(shí)，先確定參數(shù)的正負(fù)號(hào)，代入公式計(jì)算。 算出的結(jié)果亦應(yīng)按照數(shù)值的正負(fù)來(lái)確定光線的相對(duì)位置。 推導(dǎo)公式時(shí)，也要使用符號(hào)規(guī)則。 注意 : 為了使導(dǎo)出的公式具有普遍性，推導(dǎo)公式時(shí)，幾何圖形上各量一律標(biāo)注其 絕對(duì)值，永遠(yuǎn)為正 幾何光學(xué)與光學(xué)設(shè)計(jì) 講稿 反射情形 看成是折射的一種特殊情形： n’= － n 把反射看成是 n’= － n 時(shí)的折射。 往后推導(dǎo)公式時(shí)，只講折射的公式；對(duì)于反射情形，只需將 n’用－ n代入即可，無(wú)需另行推導(dǎo)。 幾何光學(xué)與光學(xué)設(shè)計(jì) 講稿 光學(xué)系統(tǒng)分類 按介質(zhì)分界面形狀分： 球面系統(tǒng)： 系統(tǒng)中的光學(xué)零件均由球面構(gòu)成 非球面系統(tǒng)： 系統(tǒng)中包含有非球面 共軸球面系統(tǒng)：系統(tǒng)光學(xué)零件由球面構(gòu)成 ， 并且具有一條對(duì)稱軸線 今后我們主要研究的是共軸球面系統(tǒng)和平面鏡 、 按有無(wú)對(duì)稱軸分： 共軸系統(tǒng) ：系統(tǒng)具有一條對(duì)稱軸線 ， 光軸 非共軸系統(tǒng) ：沒(méi)有對(duì)稱軸線 幾何光學(xué)與光學(xué)設(shè)計(jì) 講稿 167。 實(shí)際光線的光路計(jì)算 求一 物點(diǎn) 的像，即求所有出射光線位置，交點(diǎn)就是該物點(diǎn)的 像點(diǎn) 。 因?yàn)樗械那蛎娴奶匦允且粯拥?，只?導(dǎo)出光線經(jīng)過(guò)一個(gè)球面折射時(shí)由入射光線位置計(jì)算出射光線位置的公式 , 即球面折射的光路計(jì)算公式。 因?yàn)樗谐錾涔饩€位置的求法是相同的，只須找出求一條出射光線的方法即可。 幾何光學(xué)與光學(xué)設(shè)計(jì) 講稿 φ U ˊ U O C A A ˊ n n ˊ P L r L’ I I’ Q 表示光線位置的坐標(biāo) 入射光線與光軸的焦點(diǎn) A到球面頂點(diǎn)的距離 L 入射光線與光軸的夾角 U 像方相應(yīng)地用 L’、 U’表示 請(qǐng)指出該圖錯(cuò)誤之處 幾何光學(xué)與光學(xué)設(shè)計(jì) 講稿 φ U ˊ U O C A A ˊ n n ˊ P L r L’ I I’ Q 幾何光學(xué)與光學(xué)設(shè)計(jì) 講稿 球面半徑 r 折射率 n、 n’ 入射光線坐標(biāo) L、 u 法線與光軸的夾角 ψ 已知 求 折射光線坐標(biāo) L’、 U’ 幾何光學(xué)與光學(xué)設(shè)計(jì) 講稿 對(duì)△ APC應(yīng)用正弦定理得到 UrIrL s ins in ??由此得到 (18) 根據(jù)折射定律（ 12），可由入射角 I求得折射角 I39。 （ 19） Ur rLI s ins in ??InnI s in39。39。s in ?幾何光學(xué)與光學(xué)設(shè)計(jì) 講稿 對(duì)△ APC和△ A39。PC應(yīng)用外角定理得到 ψ=U+I=U39。 +I39。 故 U39。=U+II‘ (110) 求得折射光線的一個(gè)坐標(biāo) U39。 幾何光學(xué)與光學(xué)設(shè)計(jì) 講稿 對(duì)△ A39。PC同樣應(yīng)用 正弦定理 故 （ 111） L39。即可求出。 L39。 ， U39。順利求出 39。s in39。s in39。UrIrL ??39。s in39。s in39。UIrrL ??幾何光學(xué)與光學(xué)設(shè)計(jì) 講稿 轉(zhuǎn)面公式 計(jì)算完第一面以后 ,其折射光線就是第二面的入射光線 139。1239。12 dLLUU ???幾何光學(xué)與光學(xué)設(shè)計(jì) 講稿 167。 球面近軸范圍內(nèi)成像性質(zhì)和近軸光路計(jì)算公式 我們研究一下光線通過(guò)球面后的成像規(guī)律和特性 找出理想成像的范圍