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1、2.1理想光學(xué)系統(tǒng),2.2理想光學(xué)系統(tǒng)的基點(diǎn)和基面,2.3物像位置和三種放大率、兩種焦距和光焦度,2.4理想光學(xué)系統(tǒng)的圖解求像,2.5光學(xué)系統(tǒng)的組合,2.6望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng),2.1理想光學(xué)系統(tǒng),2.1理想光學(xué)系統(tǒng),理想光學(xué)系統(tǒng)像與物是完全相似的,,,2.1理想光學(xué)系統(tǒng),共軸理想光學(xué)系統(tǒng)所成的像還有如下的性質(zhì)：,1.位于光軸上的物點(diǎn)對應(yīng)的共軛像點(diǎn)也必然位于光軸上；2.位于過光軸的某一個截面內(nèi)的物點(diǎn)對應(yīng)的共軛像點(diǎn)必位于該平面的共軛像面內(nèi)；3.垂直于光軸的物平面，它的共軛像平面也必然垂直于光軸。,我們一般選擇無窮遠(yuǎn)物點(diǎn)和像方焦點(diǎn)、物方焦點(diǎn)和無窮遠(yuǎn)像點(diǎn)這兩對共軛點(diǎn)為“基點(diǎn)”，一對主平面為“基面”。,2.2理
2、想光學(xué)系統(tǒng)的基點(diǎn)和基面,一、焦點(diǎn)F，F(xiàn)與焦平面,物方無窮遠(yuǎn)物A,像F:后焦點(diǎn)，像方焦點(diǎn),物F：前焦點(diǎn)，物方焦點(diǎn),像A物方無窮遠(yuǎn)處,像方焦平面：過F垂軸平面,物方焦平面：過F垂軸平面,二、主點(diǎn)H，H和主平面,H,H物（像）方主點(diǎn)，QH,QH物（像）方主平面，HQ與HQ共軛,=1，物、像方主面是一對=1的物像共軛面,光學(xué)系統(tǒng)總包含一對主點(diǎn)（主平面），一對焦點(diǎn)（焦平面）,2.2理想光學(xué)系統(tǒng)的基點(diǎn)和基面,無限遠(yuǎn)軸外物點(diǎn)發(fā)出的光線，一定相交于像方焦平面上的某一點(diǎn)，這一點(diǎn)就是無限遠(yuǎn)軸外物點(diǎn)的共軛像點(diǎn)。,像方焦距,物方焦距,單個折射球面、球面鏡和薄透鏡都相當(dāng)于兩個主面重合在一起的情況。,2.2理想光學(xué)系統(tǒng)的
3、基點(diǎn)和基面,(H，H)，(F，無窮遠(yuǎn)像A),(無窮遠(yuǎn)物A,F),三對共軛點(diǎn)稱為光學(xué)系統(tǒng)的基點(diǎn),平行于光軸的光線經(jīng)理想光學(xué)系統(tǒng)后必通過像方焦點(diǎn)；過物方焦點(diǎn)的光線經(jīng)理想光學(xué)系統(tǒng)后必為平行于光軸的光線；過節(jié)點(diǎn)的光線方向不變；任意方向的一束平行光經(jīng)理想光學(xué)系統(tǒng)后必交于像方焦平面上一點(diǎn)；過物方焦平面上一點(diǎn)的光線經(jīng)理想光學(xué)系統(tǒng)后必為一束平行光。共軛光線在主面上的投射高度相等。,2.3理想光學(xué)系統(tǒng)的圖解求像,節(jié)點(diǎn)和節(jié)平面=1的一對共軛點(diǎn),當(dāng)光學(xué)系統(tǒng)的n=n即f=-f時，系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)與主點(diǎn)重合,如未加說明則默認(rèn)n=n,2.3理想光學(xué)系統(tǒng)的圖解求像,當(dāng)n=n時，主點(diǎn)即是一對節(jié)點(diǎn)。,2.3理想光學(xué)系統(tǒng)的圖解求像,1
4、.求下圖中物所對應(yīng)的像,2.已知主平面和一對共軛點(diǎn)，求物B的像，并確定焦點(diǎn)F,F的位置。,2.3理想光學(xué)系統(tǒng)的圖解求像,3.已知一對共軛點(diǎn)的位置和像方焦點(diǎn)的位置，求物像方主平面的位置和物方焦點(diǎn)的位置。,2.3理想光學(xué)系統(tǒng)的圖解求像,2.4物像位置和三種放大率、兩種焦距和光焦度,一、理想光學(xué)系統(tǒng)的物像位置關(guān)系和垂軸放大率,牛頓公式,物距x,像距x,,以焦點(diǎn)為原點(diǎn)來確定x、x的值。,,高斯公式,2.4物像位置和三種放大率、兩種焦距和光焦度,物方截距,像方截距,,由于,得,二、理想光學(xué)系統(tǒng)兩焦距的關(guān)系和拉氏公式,2.4物像位置和三種放大率、兩種焦距和光焦度,,,若n=n,則f=-f得：,,2.4物像
5、位置和三種放大率、兩種焦距和光焦度,,,,四、軸向放大率、角度放大率及其與橫向放大率的關(guān)系,由xx=ff得xdx+xdx=0,當(dāng)n=n時,立體物像不再相似,1.軸向放大率像與物沿軸移動量之比,2.角放大率像方、物方傾斜角的正切之比,若n=n,2.4物像位置和三種放大率、兩種焦距和光焦度,3.對薄凸透鏡，幾個特殊位置的、、,（1）物在無窮遠(yuǎn)，像與像方焦點(diǎn)重合,（2）物在2倍物方焦距處，像為等大倒立的實(shí)像,2.4物像位置和三種放大率、兩種焦距和光焦度,（3）物與物方焦面重合時,（4）物與H重合,2.4物像位置和三種放大率、兩種焦距和光焦度,2.4物像位置和三種放大率、兩種焦距和光焦度,2.4物像位
6、置和三種放大率、兩種焦距和光焦度,正透鏡成像（圖中移動的黑線為物，紅線為像）,負(fù)透鏡成像（圖中移動的黑線為物，紅線為像）,2.4物像位置和三種放大率、兩種焦距和光焦度,例題：一薄凸透鏡焦距為200mm，一物體位于透鏡前300mm處，求像的位置和垂軸放大率。,例:一組合系統(tǒng)如圖所示，薄正透鏡的焦距為20mm，薄負(fù)透鏡的焦距為-20mm，兩單透鏡之間的間隔為10mm，當(dāng)一物體位于正透鏡前方100mm處，求組合系統(tǒng)的垂軸放大率和像的位置。,對薄正透鏡：,對薄負(fù)透鏡：,三、光學(xué)系統(tǒng)焦距的測定,必須用軸外平行光,可以根據(jù)視場角求焦距,注意：當(dāng)節(jié)點(diǎn)與主點(diǎn)不重合時不能直接使用公式,焦距測定必須提供一定角度的
7、平行光平行光管,焦距儀,,2.5光學(xué)系統(tǒng)的組合,一、兩個光組的組合,已知F1,F1,H1,H1,F2,F2,H2,H2以及d(),（光學(xué)間隔）求總光組的F,F,H,H,2.5光學(xué)系統(tǒng)的組合,一般光組在空氣中，有f=-f,于是,兩個有一定焦距的光組組合，系統(tǒng)的總焦距或光焦度除與各自的光焦度有關(guān)外，還與其間隔d有關(guān),2.5光學(xué)系統(tǒng)的組合,光焦度：像方焦距的倒數(shù),,二、多光組組合,2.5光學(xué)系統(tǒng)的組合,Uk,,hk,,h1,,,,,,正切計(jì)算法初值u1=0,h1任選,,各光組對總光焦度的貢獻(xiàn),每個光組對總光焦度的貢獻(xiàn)，除與自身的光焦度有關(guān)外，還與它在系統(tǒng)中的位置有關(guān)。與前面得到的結(jié)論一致。,2.5光
8、學(xué)系統(tǒng)的組合,2.5光學(xué)系統(tǒng)的組合,2.6望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng),望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)是以平行光入射，再以平行光出射的系統(tǒng),系統(tǒng)特點(diǎn),=0,最簡單的望遠(yuǎn)鏡至少有兩個獨(dú)立光組，第一光組的像方焦點(diǎn)與第二光組的物方焦點(diǎn)重合,開普勒望遠(yuǎn)鏡,伽利略望遠(yuǎn)鏡,目視系統(tǒng)的視角放大率：遠(yuǎn)處物體經(jīng)系統(tǒng)所成的像對眼睛張角w的正切與該物體直接對眼睛張角w的正切之比。,望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)的視角放大率：,顯微鏡系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：物體置于物鏡兩倍焦距與一倍焦距間，成倒立放大的實(shí)像。像平面正好與目鏡的物方焦平面重合。,顯微鏡系統(tǒng),薄透鏡的焦距,厚透鏡的焦距,置于空氣中,置于其他介質(zhì)中,2.7透鏡焦距,位于水中時：,練習(xí)：37頁：3、4、5、6、7、8、10、11題,
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