用作图法求光学系统的理想像.ppt

2-9 用作图法求光学系统的理想像, 已知一个理想光学系统的主点和焦点的位置，利用光线通过它们后的性质，对物空间给定的点、线、面通过画图追踪典型光线求像，称为作图法求像。, 若 f 0，为正光组（会聚光组） 若 f 0，为负光组（发散光组）,记住喽，求像时先判断光组的正负！,可供选择的典型光线和可供利用的性质有：,（1）平行于光轴入射的光线，经过系统后过像方焦点。,F ,H,H,（2）过物方焦点的光线，经过系统后平行于光轴。,F,H,H,（3）倾斜于光轴的平行光线，经过系统后交于像方焦平面上某一点。,（4）自物方焦平面上一点发出的光束经系统后成倾斜于光轴的平行光束。,（5）共轭光线在主平面上的投射高度相等，即一对主平面的垂轴放大率为1。,H,H,（6）光轴上的物点其像必在光轴上。,（7）过主点光线方向不变（n, n相同时）。,再次强调：作图时先注意光组的正负，看物方焦点F和像方焦点F 的位置。,已知F 和F ，求轴上点A 的像,A,A,F,F ,方法1：过 F 作物方焦平面，与A点发出的光线交于N，以N为辅助物，从N点作平行与光轴的直线，经过光组后交于像方焦点F ，则AN光线过光组后与辅助光线平行，与光轴的交点既是A。,N,（一）正光组轴上点作图,H,H,方法2：过F 作辅助线，过光组后与光轴平行， 交像方焦平面于N ，则A点射出的与辅助光线平行的光线过光组后过 N 点，与光轴交点即是A。,A,A,F,F ,N,H,H,方法：过 A 作垂直于光轴的辅助物AB，按照前面的方法求出B，由B作光轴的垂线，则交点A就是 A 的像。,A,A,F,F ,H,H,B,B,方法4：利用过主点光线方向不变，作过主点的辅助光线。利用像方焦平面上发出的光线过光组后平行射出的性质。然后作平行辅助光线的出射光线。,A,A,F,F ,N,H,H,也可以利用像方焦平面。作和入射光线平行的辅助光线，利用与光轴成一定角度的光束过光组后交于像方焦平面。,A,A,F,F ,N,H,H,方法5：利用像方焦平面性质和过物方焦点的辅助光线。,A,A,F,F ,N,H,H,Q,（二）负光组轴上点作图,F,F,H,H,A,A,N,方法1：,（1）AQ,Q,（4）NR,（3）延长AQ到N,R,（2）辅助焦平面,（5）RR（主面上投射高度相等）,R,（6）RF ,（7）QQ,（8）QA/RF （物方焦平面一点发出的光线过光组后平行射出）,方法2：,（1）AQ,（5）HR / RH,（3）RH / AQ,（4）辅助面F ,（6）反向延长HR交辅助面F 于N,（2）QQ,（7）NQ于光轴交点既是A（物方平行光线出射后反向延长线会聚于像方焦平面上一点）,F,F,H,H,A,A,N,Q,R,R,Q,方法3：,（1）AQ,（5）辅助面F ,（3）RF / AQ,（4） RR / HH,（6）反向延长RR交辅助面F 于N,（2）QQ,（7）NQ于光轴交点既是A（物方平行光线出射后反向延长线会聚于像方焦平面上一点）,F,F,H,H,A,A,N,Q,R,R,Q,方法4：,（3）QQ,（4）由Q作直线过F ,（5）BH,（2）由B作 BQ / 光轴,（8）由B作直线垂线于光轴交点即是A,（1）辅助物AB,（6）HN,（7）反向延长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作直线过F ,（5）BF,（2）由B作 BQ / 光轴,（8）由B作直线垂线于光轴交点即是A,（1）辅助物AB,（6）RN,（7）反向延长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）正光组，实物成像,已知理想光组的物方焦点F 和像方焦点F ，求物AB 的像,（a）物在二倍焦距外,成倒立缩小实像；像在一倍焦距外，二倍焦距内。物、像在两侧,B,实物成等大倒立实像，位于二倍像方焦点上。分立两侧,(b) 物在二倍焦距上,（c）物在二倍焦距之内，一倍焦距之外,成放大倒立实像，像在二倍焦距外两侧,（d）物在焦平面上,成像于像方无限远, 两侧,(e) 物在一倍焦距内,实物成放大正立虚像，同侧,A,F,F ,H,H,B,2F ,2F,A,B ,（四）正光组、虚物成像,(a)虚物在一倍焦距内,F,F ,A,B,A,B,缩小正立实像（一