物理光學復習(編輯修改稿)
2025-09-01 10:13 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 a) 沿軸線段：以折射面頂點為原點，由頂點到光線與光軸交點或球心的方向于光線傳播方向相同時取證，相反取負b) 垂軸線段：以光軸為基準，在光軸上方為正，下方為負。c) 夾角：i. 優(yōu)先級：光軸》光線》法線。ii. 由優(yōu)先級高的以銳角方向轉(zhuǎn)向優(yōu)先級低的。iii. 順時針為正，逆時針為負。1 球差：單個折射球面對軸上物點成像是不完善的。球差是固有缺陷。1 高斯像：軸上物點在近軸區(qū)以細光束成像是完善的，這個像稱為高斯像。a) 通過高斯像點且垂直于光軸的平面稱為高斯像面。b) 這樣一對構(gòu)成物象關(guān)系的點稱為共軛點。1 阿貝不變量Q：物空間與像空間的阿貝不變量相等，僅隨共軛點的位置而變。1 垂軸放大率β：β為像的大小與物體大小之比a) 由此可知，垂軸放大率僅取決于共軛面位置，在一堆共軛面上，β為常數(shù)，故像與物相似。b) 成像特性：i. β0，成正像，虛實相反；β0，成倒像，虛實相同。ii. |β|1，成放大的像，反之成縮小的像。1 軸向放大率α：物點沿光軸做微笑移動dl時，引起的像點移動量dl39。與物點移動量之比。a)b) 折射球面的軸向放大率恒為正 角放大率：在近軸區(qū)內(nèi)，一對共軛光線與光軸的夾角u39。與u的比值，用γ表示。a)b) 角放大率表示折射球面將光束變寬或變細的能力c) 角放大率只與共軛點的位置有關(guān)，與孔徑角無關(guān)2 三個放大率的關(guān)系：2 由得。該式表明實際光學系統(tǒng)在近軸區(qū)成像時，在物象共軛面內(nèi)，物體大小y、成像光束的孔徑角u和物體所在材質(zhì)折射率n的乘積為一常數(shù)。該常數(shù)J稱為拉格朗日赫姆霍茲不變量，簡稱拉赫不變量。2 球面反射鏡的情況：a) 物像位置關(guān)系：b) 成像放大率： c) 球面鏡的拉茲不變量：2 共軸球面系統(tǒng)過渡公式a) 第二章 理想光學系統(tǒng) 理想光學系統(tǒng)：將一般僅在光學系統(tǒng)近軸區(qū)存在的完善成像，拓展成在任意大的空間中以任意寬的光束都成完善像的理想模型。性質(zhì)：a) 位于光軸上的物點對應的共軛像點也必然位于光軸上；位于過光軸的某一個截面內(nèi)的物點對應的共軛像點必位于該平面的共軛像面內(nèi)；過光軸的任意截面成像性質(zhì)都是相同的。b) 垂直于光軸的平面物所稱的共軛平面像的幾何形狀完全與物相似。c) 如果已知兩對共軛面的位置和放大率，或者一對共軛面的位置和放大率以及軸上兩對共軛點的位置，則其他一切物點的像點都可以根據(jù)這些已知的共軛面和共軛點來表示。這些已知的共軛面和共軛點分別稱為共軸系統(tǒng)的“基面”和“基點”。 無限遠軸上物點和它對應的像點F39。a) 無限遠軸上物點發(fā)出的光線都與光軸平行b) 無限遠軸上物點的像點F39。稱為像方焦點。過F39。作垂直于光軸的平面，稱為像方焦平面。c) 將入射光線(平行于光軸的)與出射光線反向延長，則兩光線必交于一點，設(shè)此點為Q39。，過Q39。作垂直于光軸的平面交光軸于H39。，則H39。稱為像方主點，Q39。H39。平面稱為像方主平面，從主點H39。到焦點F39。的距離稱為像方焦距，用表示。d) 將入射光線與出射光線(平行于光軸的)反向延長，則兩光線必交于一點，設(shè)此點為Q，過Q作垂直于光軸的平面交光軸于H，則H39。稱為物方主點，Q
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