医用物理学：几何光学3

1、物理工程学院基础理论教学中心 第十一章第十一章 几何光学几何光学 基础理论教学中心基础理论教学中心 基础理论教学中心基础理论教学中心 第三节第三节 共轴球面系统的基点和成像公式共轴球面系统的基点和成像公式 一、共轴球面系统的三对基点一、共轴球面系统的三对基点 1、一对焦点、一对焦点 任何共轴球面系统作为一整体可视为一理想任何共轴球面系统作为一整体可视为一理想 光具组，其作用不外乎光具组，其作用不外乎会聚会聚和和发散发散，因此它必定，因此它必定 有有一对等效的焦点一对等效的焦点 若主光轴上某点发出的光线（若主光轴上某点发出的光线（1）通过折射系统后）通过折射系统后 变成平行光，则这一点称为该系统

2、的变成平行光，则这一点称为该系统的物方焦点物方焦点F1 基础理论教学中心基础理论教学中心 第三节第三节 共轴球面系统的基点和成像公式共轴球面系统的基点和成像公式 若平行于主光轴的光线（若平行于主光轴的光线（2）通过该折射系统后与）通过该折射系统后与 主光轴交于点主光轴交于点F2，则该点称为，则该点称为像方焦点像方焦点。 分别通过两焦点并垂直于主光轴的平面称为分别通过两焦点并垂直于主光轴的平面称为 物方物方和和像方像方焦平面焦平面 基础理论教学中心基础理论教学中心 第三节第三节 共轴球面系统的基点和成像公式共轴球面系统的基点和成像公式 2、一对主点、一对主点 通过通过F1的入射线（的入射线（1）

3、的前延长线和它经系统）的前延长线和它经系统 后的折射线的后延长线（图中虚线）相交于点后的折射线的后延长线（图中虚线）相交于点A1， 通过通过A1作垂直于主光轴的平面作垂直于主光轴的平面A1H1B1，称为物方，称为物方 主平面，该面与主光轴的交点主平面，该面与主光轴的交点H1称为称为物方主点物方主点 基础理论教学中心基础理论教学中心 第三节第三节 共轴球面系统的基点和成像公式共轴球面系统的基点和成像公式 把平行于主光轴的入射线（把平行于主光轴的入射线（2）与折射线延长可做出）与折射线延长可做出 系统的像方主面平面系统的像方主面平面A2H2B2，及，及像方主点像方主点H2 不管光线在折射系统中经过

4、怎样的曲折路径，但在不管光线在折射系统中经过怎样的曲折路径，但在 效果上只相当于效果上只相当于在主平面上发生了一次偏折在主平面上发生了一次偏折 把把F1到到H1的距离作为的距离作为物方焦距物方焦距 f1 物体到主点物体到主点H1的距离作为的距离作为物距物距u 基础理论教学中心基础理论教学中心 第三节第三节 共轴球面系统的基点和成像公式共轴球面系统的基点和成像公式 F2到到H2的距离作为的距离作为像方焦距像方焦距 f2 像到像到H2的距离作为的距离作为像距像距v 物距、像距、焦距从各侧对应的主平面算起物距、像距、焦距从各侧对应的主平面算起 基础理论教学中心基础理论教学中心 第三节第三节 共轴球面

5、系统的基点和成像公式共轴球面系统的基点和成像公式 3、一对节点、一对节点 在共轴系统的主光轴上还有在共轴系统的主光轴上还有2个特殊的点个特殊的点N1和和N2， 它们类似薄透镜的它们类似薄透镜的光心光心 光线以任意角度入射到光线以任意角度入射到N1时，折射光都将时，折射光都将以同样的角度以同样的角度从从N2射出射出 即射到即射到N1点的入射光线，由点的入射光线，由N2点射出，点射出，无方向变化，仅有平移无方向变化，仅有平移 N1和和N2分别称为系统的分别称为系统的物方节点物方节点和和像方节点像方节点 基础理论教学中心基础理论教学中心 第三节第三节 共轴球面系统的基点和成像公式共轴球面系统的基点和

6、成像公式 二、成像作图法二、成像作图法 (1)通过通过物方焦点物方焦点F1的光线的光线(1)在物方主平面折射后在物方主平面折射后 平行于主光轴射出。平行于主光轴射出。 (2)平行于主光轴平行于主光轴的光线的光线(2)在像方主平面折射后通在像方主平面折射后通 过像方焦点过像方焦点F2射出。射出。 (3)通过通过物方节点物方节点N1的光线的光线(3)从像方节点从像方节点N2平行于平行于 入射光方向射出。入射光方向射出。 对于薄透镜，两主点重合，两节点重合，且位于光心处。对于薄透镜，两主点重合，两节点重合，且位于光心处。 对于厚透镜，如果两侧的折射率相同，对于厚透镜，如果两侧的折射率相同， 物方焦距等于像方焦距物方焦距等于像方焦距 基础理论教学中心基础理论教学中心 第三节第三节 共轴球面系统的基点和成像公式共轴球面系统的基点和成像公式 三、成像公式三、成像公式 若系统两侧的折射率相同若系