几何光学的基本原理3.3.ppt

1、球面的几个概念符号法则Mirror球面顶点：O球面曲率中心：C球面曲率半径：r球面主轴(光轴)：连接O、C而得的直线。主截面：通过主轴的平面。rCO主轴3.3光在球面上的反射和折射光轴----光学系统的对称轴光轴近轴光线----与光轴夹角较小，并靠近光轴的光线黄线—近轴光线绿线—非近轴光线1.符号规则(signconvention)几何光学常用的符号规则：实正虚负规则；笛卡尔坐标规则。(3)所有量用绝对值表示----全正图形。笛卡尔坐标规则:（假设光线从左侧进入光学系统）(1)线段量以顶点为参照点，在顶点左方为负，右方为正；或在光轴上方为正，下方为负；即：左负右正，上正下负。(2)角度量法线或光轴为基准线，按小于90o向光线旋转，顺时针为正，逆时针为负；-s`PACOP`-r-s-ui-i`-u`无论光线从左至右还是从右至左，无论是球面反射还是折射，以上符号法则均适用。-ss’hrQ-i-uu’-i’fMnn’PP’OC单个折射面成像系统的笛卡尔符号规则利用几何知识可以得到单球面反射系统成像公式它的成像规律与介质无关．考虑近轴光线,进一步得到2单球面的反射成像(光束单心性受到破坏)令得令得因此球面镜物方焦点与像方焦点重合.凹面镜凸面镜球面反射物像公式：？3单球面折射成像（光束单心性受到破坏）-ss’rAnn’PP’OC傍轴条件下，有A.定义光焦度(opticalpower)：r的单位为米时，光焦度单位称为屈光度。光焦度代表光学元件曲折线的本领Ф0，会聚作用Ф0，发散作用B.焦距公式从s’=?时同理：物方主焦距：物方焦点像方主焦距:像方焦点-ff’rnn’FF’OCs=-?时f、f‘、Ф之间的关系:-ff’rnn’FF’OCnn’f,f’符号相反，大小不等4高斯公式和牛顿成像高斯成像公式:焦距公式：和-ff’nn’FF’OPP’-ss’分别以F和F’为基准点，量度物点P和像点P’的位置，物距和和像距分别用x和x’表示：-xx’-s=-x-fs’=x’+f’牛顿成像公式例1、一个折射率为1.5的玻璃球，半径R，置于空气中。在近轴成像时，问：（1）无穷远处的物成像在何处？（2）物在球前2R处，成像在何处？PRO1O2P’-s1P1’s1’s2’s2n=1.5RO1-s1P1’s1’解：O1面：s1=-?,r1=+R,n1=1,n1’=1.5s1’=3R(1).n=1.5O2面：s2=R,r2=-R,n2=1.5,n2’=1s2’=R/2P’O2s2’s2PRO1-s1s1’n=1.5(2).O1面：s1=-2R,r1=+R,n1=1,n1’=1.5s1’=??s2O2s2’P’O2面：s2=?,r2=-R,n2=1.5,n2’=1s2’=2R**