球面和共轴球面系统.pdf

球面和共轴球面系 统 第一页，共三十五页，2022年，8月28日 2.1光线经过单个折射球面的折射 一个物体经过特定光学系统的成像过程，实际是光线经过光 学系统各个折射面折射后的综合效果。要知道具体的成像关系， 需要逐个面进行光路计算。因此本章我们首先讨论单个折射球面 的折射成像关系的计算，然后再过渡到整个系统的计算。 本章主要讨论共轴折射球面子午面内的光路计算。 · 2.1.1符号规则 （重点） · 2.1.2实际光线经过单个折射球面的光路计算公式 ·2.1.3 轴光的光路计算公式 第二页，共三十五页，2022年，8月28日 2.1.1符号规则 · 图中OE为n和n’的分界面；C为球心；OC为球面曲率半径，大小为 ；通过球心的直线是光轴，和球面的焦点为定点O。 · OA大小为L，称为物物方方截截距距；角EAO，大小为U，称为物物方方孔孔径径角角； · OA’大小为L’，称为像像方方截截距距；角EA’O，大小为U’，称为像像方方 孔孔径径角角。 图2-1单个折射球面的有关参量 第三页，共三十五页，2022年，8月28日 2.1.1 符号规则 · 实际计算中，仅仅了解这些参量的大小是不够的，我们需要 道物 （像）点在折射面 的左右，折射面的凹凸，光线在光轴的上下。。。等等信息，所以必须人为再给出一 些符号法则来完善这些信息。 具具体体规规则则如如下下：： 一般规定光光是是自自左左向向右右传传播播 1、对垂轴线段：以光轴为准，在光轴之上为 “＋”，光轴之下为 “－”； 2、对沿轴线段：以顶点O为原点，顶点到光线与光轴交点的方向与光的传播方向相同则为 “ ＋”，反之则为 “－”； 3、光线与光轴夹角 （物方孔径角为U，像方孔径角为U ‘）：由光轴转向光线， 以锐角方向进行度量，顺时针为 “＋”，逆时针为 “－”； 4、法线与光轴的夹角 （ϕ）：由光轴以锐角转向法线，顺时针为 “＋”，逆时针为 “－”； 5、光线与法线的夹角 （入射角I、反射角I’、折射角I”）：由光线以锐角转向法 线，顺时针为 “＋”，逆时针为 “－”； 6、折射面之间的间隔 （d）：由前一折射面的顶点到后一折射面的顶点方向与光线的传播方 向一致为 “＋”，反之为 “－”。 凸凸球球面面曲曲率率半半径径为为正正，，凹凹球球面面曲曲率率半半径径为为负负 第四页，共三十五页，2022年，8月28日 2.1.1 符号规则 ·注意，符号规则是人为规定的，不同的书上 可能有所不同，但是在使用时只能使用其 一种，不能混淆。 ·另外，在同一次光路计算当 ，正方向 （光 线传播方向）的规定也最好是唯一的，不建 议更换方向。 第五页，共三十五页，2022年，8月28日 2.1.2实际光线经过单个折射球面 的光路计算公式 物体位于有限远 处 第六 ，共三十五 ，2022年，8月28日 2.1.2实际光线经过单个折射球面