许涛(会聚薄透镜--轴外物点作图)(1).ppt

1 会聚薄透镜 轴外物点作图成象中的三条特殊光线 O F F 2 会聚薄透镜 轴上物点及任意光线的作图求象法 平行于某副光轴的光线 O F P F1 P 3 发散薄透镜 轴上物点及任意光线的作图求象法 平行于某副光轴的光线 O F P F1 P 4 发散薄透镜 轴上物点及任意光线的作图求象法 平行于某副光轴的光线 O F P F1 P 5 发散薄透镜 轴上物点及任意光线的作图求象法 过物方某副焦点的入射光线 O F P F1 P 6 F F O C 1 过 或延长线过 曲率中心C的入射光线 折射后 方向不变 2 平行于主轴的入射光线 折射后 必过 或延长线必过 像方主焦点F2 3 过 或延长线过 物方主焦点F1的入射光线 折射后 必平行与主轴 单球面折射成象中的三条特殊光线 7 F F P F1 C P 单球面折射 轴上物点及任意光线的作图求象法 过物方某副焦点的入射光线 O 作图求象法 自学 球面的几个概念 符号法则 r C O 主轴 球面顶点 O球面曲率中心 C球面曲率半径 r球面主轴 连接O C而得的直线 主截面 通过主轴的平面 光在球面上的反射和折射 符号法则光线方向 自左向右传播 沿轴线段 以球面顶点为起点 向左延伸为负 向右延伸为正 垂轴线段 以球面主轴为起点 向下延伸为负 向上延伸为正 光线倾角 1 光线与球面法线夹角 以法线为起始边 顺时针旋转为正 逆时针旋转为负 2 光线与球面主轴夹角 以主轴为起始边 顺时针旋转为正 逆时针旋转为负 1共轴光具组 定义 一光学系统中 所有球面的顶点均位于同一公共轴线上 该系统称共轴光具组 3虚物判断依据 1 入射光束 发散 实物 会聚 虚物 2 物所处空间 物空间 实物 象空间 虚物 2逐个球面成象法 这是解决由多个球面组成的共轴光具组的求象问题的基本方法 原则 按规定的光线传播方向 自左向右 对每一球面应用求象公式 直至最终求得物体经整个光具组所成的象 新问题 确定每一球面成象时的物 象位置和性质 光连续在几个球面界面上的折射 虚物 近轴物点近轴光线成象的条件 平面折射球面反射光束单心性遭到破坏球面折射成像条件 1 光线必须是近轴的 2 物点必须是近轴的 近轴物点近轴光线球面反射的成象公式 P O P C A s r s Q Q 象方与物方焦点重合 球面反射的成象公式 球面反射的高斯公式 近轴物点近轴光线球面折射的成象公式 球面折射的成象公式 物方和象方焦距 球面折射的高斯公式 横向放大率 p p x x s s F F Q Q O y y 不要求 例1 有两块玻璃 折射率1 5 薄透镜的两表明各为凸球面和凹球面 曲率半径均为10cm 若物和镜均浸在水中 水的折射率1 33 物在主轴上距镜20cm处 作图和计算求象的位置 解 对于凸透镜 其焦距 作图法求得象的位置为P 处 F O P P f 39cm s 20cm s 此象是虚像 利用薄透镜的高斯公式可求得象的位置P 为 对于凹透镜 其焦距 作图法求得象的位置为P 处 F O P P s 20cm s 此象是虚像 f 39cm 利用薄透镜的高斯公式可求得象的位置P 为 例2 有一折射率为1 5半径为4cm的玻璃球 物体在距球表面6cm处 求 1 象离球心之距离 2 象的横向放大率 解 逐次求象法 1 由球面折射成像公式可得物体发出的光束经第一个球面 凸球面 透射所成象的位置 此象的横向放大率 象与物在同一方 为一正立放大的虚象 O s P P s s P 此象经第二个球面 凹球面 透射