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1、2-9 用作圖法求光學(xué)系統(tǒng)的理想像, 已知一個(gè)理想光學(xué)系統(tǒng)的主點(diǎn)和焦點(diǎn)的位置,利用光線通過(guò)它們后的性質(zhì),對(duì)物空間給定的點(diǎn)、線、面通過(guò)畫(huà)圖追蹤典型光線求像,稱(chēng)為作圖法求像。, 若 f 0,為正光組(會(huì)聚光組) 若 f <0,為負(fù)光組(發(fā)散光組),記住嘍,求像時(shí)先判斷光組的正負(fù)!,可供選擇的典型光線和可供利用的性質(zhì)有:,(1)平行于光軸入射的光線,經(jīng)過(guò)系統(tǒng)后過(guò)像方焦點(diǎn)。,,,,,,,,F ,,H,H,(2)過(guò)物方焦點(diǎn)的光線,經(jīng)過(guò)系統(tǒng)后平行于光軸。,,,,,,,F,,H,H,(3)傾斜于光軸的平行光線,經(jīng)過(guò)系統(tǒng)后交于像方焦平面上某一點(diǎn)。,(4)自物方焦平面上一點(diǎn)發(fā)出的光束經(jīng)系統(tǒng)后成傾斜于光軸的平行
2、光束。,(5)共軛光線在主平面上的投射高度相等,即一對(duì)主平面的垂軸放大率為1。,H,H,(6)光軸上的物點(diǎn)其像必在光軸上。,(7)過(guò)主點(diǎn)光線方向不變(n, n相同時(shí))。,,,再次強(qiáng)調(diào):作圖時(shí)先注意光組的正負(fù),看物方焦點(diǎn)F和像方焦點(diǎn)F 的位置。,已知F 和F ,求軸上點(diǎn)A 的像,,,,,,,,,,,A,A,F,F ,,,,,方法1:過(guò) F 作物方焦平面,與A點(diǎn)發(fā)出的光線交于N,以N為輔助物,從N點(diǎn)作平行與光軸的直線,經(jīng)過(guò)光組后交于像方焦點(diǎn)F ,則AN光線過(guò)光組后與輔助光線平行,與光軸的交點(diǎn)既是A。,N,(一)正光組軸上點(diǎn)作圖,H,H,方法2:過(guò)F 作輔助線,過(guò)光組后與光軸平行, 交像方焦平面于N
3、 ,則A點(diǎn)射出的與輔助光線平行的光線過(guò)光組后過(guò) N 點(diǎn),與光軸交點(diǎn)即是A。,,,,,,,,A,A,F,F ,,,,N,H,H,,,,,方法:過(guò) A 作垂直于光軸的輔助物AB,按照前面的方法求出B,由B作光軸的垂線,則交點(diǎn)A就是 A 的像。,,,,,,A,A,F,F ,,,H,H,,,,,,,,,B,B,方法4:利用過(guò)主點(diǎn)光線方向不變,作過(guò)主點(diǎn)的輔助光線。利用像方焦平面上發(fā)出的光線過(guò)光組后平行射出的性質(zhì)。然后作平行輔助光線的出射光線。,,,,,,,,,A,A,F,F ,,,,,N,H,H,,也可以利用像方焦平面。作和入射光線平行的輔助光線,利用與光軸成一定角度的光束過(guò)光組后交于像方焦平面。,,,
4、,,,,,A,A,F,F ,,,,N,H,H,,,,方法5:利用像方焦平面性質(zhì)和過(guò)物方焦點(diǎn)的輔助光線。,,,,,,,,,A,A,F,F ,,,,,N,H,H,,Q,(二)負(fù)光組軸上點(diǎn)作圖,F,F,,,,,,,,H,H,,,,,A,A,,,,N,方法1:,(1)AQ,Q,(4)NR,(3)延長(zhǎng)AQ到N,R,(2)輔助焦平面,(5)RR(主面上投射高度相等),R,(6)RF ,(7)QQ,(8)QA//RF (物方焦平面一點(diǎn)發(fā)出的光線過(guò)光組后平行射出),,,方法2:,(1)AQ,(5)HR // RH,(3)RH // AQ,(4)輔助面F ,(6)反向延長(zhǎng)HR交輔助面F 于N,(2)QQ,(7)
5、NQ于光軸交點(diǎn)既是A(物方平行光線出射后反向延長(zhǎng)線會(huì)聚于像方焦平面上一點(diǎn)),F,F,,,,,H,H,,,A,A,,,N,Q,R,R,Q,,,,,,,,方法3:,(1)AQ,(5)輔助面F ,(3)RF // AQ,(4) RR // HH,(6)反向延長(zhǎng)RR交輔助面F 于N,(2)QQ,(7)NQ于光軸交點(diǎn)既是A(物方平行光線出射后反向延長(zhǎng)線會(huì)聚于像方焦平面上一點(diǎn)),F,F,,,,,H,H,,,A,A,,,N,Q,R,R,Q,,,,,,,方法4:,(3)QQ,(4)由Q作直線過(guò)F ,(5)BH,(2)由B作 BQ // 光軸,(8)由B作直線垂線于光軸交點(diǎn)即是A,(1)輔助物AB,(6)HN,
6、(7)反向延長(zhǎng)HN,于QF 交于B,F,F ,,,,H,H,,,A,A,,,N,Q,B,Q,,B,,,,,,,,方法5:,(3)QQ,(4)由Q作直線過(guò)F ,(5)BF,(2)由B作 BQ // 光軸,(8)由B作直線垂線于光軸交點(diǎn)即是A,(1)輔助物AB,(6)RN,(7)反向延長(zhǎng)RN,于QF 交于B,F,F ,,,,H,H,,,A,A,,,N,Q,B,Q,,B,,,,,,,,H,R,Q,F,F,,,,,,,H,H,,,,A,A,,,,N,方法6:,Q,R,R,,,,(三)正光組,實(shí)物成像,已知理想光組的物方焦點(diǎn)F 和像方焦點(diǎn)F ,求物AB 的像,(a)物在二倍焦距外,成倒立縮小實(shí)像;像在一
7、倍焦距外,二倍焦距內(nèi)。物、像在兩側(cè),B,實(shí)物成等大倒立實(shí)像,位于二倍像方焦點(diǎn)上。分立兩側(cè),(b) 物在二倍焦距上,(c)物在二倍焦距之內(nèi),一倍焦距之外,成放大倒立實(shí)像,像在二倍焦距外兩側(cè),(d)物在焦平面上,成像于像方無(wú)限遠(yuǎn), 兩側(cè),(e) 物在一倍焦距內(nèi),實(shí)物成放大正立虛像,同側(cè),,,,,,A,F,F ,,,H,H,,,,B,,,,2F ,2F,,,,,,,A,B ,(四)正光組、虛物成像,(a)虛物在一倍焦距內(nèi),,,,,F,F ,,,A,B,,,A,B,,,,,,縮小正立實(shí)像(一倍焦距之內(nèi)),物像同側(cè),H,H,(b)虛物在一倍焦距之外,二倍焦距之內(nèi),成正立、縮小、實(shí)像(一倍焦距之內(nèi)),物像同側(cè),(c)虛物在二倍焦距之外,成正立、縮小、實(shí)像(一倍焦距之內(nèi)),物像同側(cè),