工程光学总复习ppt课件.ppt

工程光学总复习 1 考试类型 填空 每空2分 共20分 作图题 每题5分 共10分 简答题 每题6分 共30分 计算题 40分 2 目录 第一章几何光学的基本定律与成像概念第二章理想光学系统第三章平面和平面系统第四章光学系统中的光束限制第五章光度学和色度学基础第七章典型光学系统 3 第一章几何光学的基本定律与成像概念 1 几何光学的基本定律 内容 表达式 现象解释 1 光的直线传播定律 2 光的独立传播定律 3 反射定律和折射定律 全反射及其应用 4 光路的可逆性 5 费马原理 最短光程原理 2 完善成像条件 3种表述 4 3 应用光学中的符号规则 4 单个折射球面的光线光路计算公式 近轴 远轴 5 5 单个折射面的成像公式 定义 公式 意义 1 垂轴放大率 判断像的正倒 虚实及缩放 2 轴向放大率 3 角放大率 4 5 拉赫不变量J n u y nuy 6 6 球面反射镜成像公式 n n 7 共轴球面系统公式 过渡公式 成像放大率公式 7 第二章理想光学系统 1 共轴理想光学系统的成像性质是什么 3大点 物 像空间的共轭点 物 像两空间的共轭线 物空间的任意一点位于直线上 在像空间内的共轭点必在该直线的共轭线上 8 理想光学系统的基点 基面 求出基点 面 性质 定义 理想光学系统的图解法 理想光学系统的解析法 物像位置公式 牛顿公式 高斯公式 光学系统两焦距之间的关系 9 牛顿公式写成 光学系统的光焦度 高斯公式写成 理想光学系统的拉赫公式 10 理想光学系统的放大率 理想光学系统的组合与光路计算 双光组组合 焦点位置公式 节点的含义 11 焦距公式 共轴多光组组合光路计算 正切计算公式 12 第三章平面与平面系统 平面镜成像性质 单平面镜的成像性质 镜像 一致像 双平面镜的成像性质 反射棱镜及其展开 平面镜与棱镜成像方向的方法 棱镜展开外形尺寸计算 平行平板的成像性质 13 14 第四章光学系统中的光束限制 1 什么是孔径光阑 作用 入瞳 出瞳 孔径角 它们的关系如何 2 什么是视场光阑 作用 入窗 出窗 视场角 它们的关系如何 3 什么是渐晕 渐晕光阑 渐晕系数 渐晕光阑和视场光阑的关系如何 4 系统中光阑的判断方法如何 14 5 照相系统的基本结构怎样 成像关系和光束限制情况 6 望远系统的基本结构怎样 成像关系和光束限制情况 7 显微系统的基本结构怎样 成像关系和光束限制情况 物方远心光路原理 8 光瞳衔接原则是什么 为什么要遵守该原则 9 场镜的定义 作用 成像关系如何 10 什么是景深 远景景深 近景景深 景深公式和影响因素 15 16 第七章典型光学系统 1 正常眼 近视眼和远视眼的定义和特征是什么 应如何校正非正常眼 2 什么是视觉放大率 表达式及其意义 它与光学系统的角放大率有何异同 3 放大镜的视觉放大率为何 注意条件 0 D f 250 f 16 17 17 4 关于显微镜系统 1 组成 光学结构特点 成像关系 光束限制 生物显微镜和测量显微镜 2 视觉放大率公式 250 f 3 线视场公式 4 数值孔径 出瞳D NA nsinu D 500NA 17 5 物镜的分辨率 6 显微镜的有效放大率 500NA 1000NA7 物镜的景深 NA 18 19 6 关于望远系统 开普勒 1 组成 光学结构特点 成像关系 光束限制2 视觉放大率公式 f 0 f e D D 1 3 分辨率和与视觉放大率的关系 140 D 60 60 D 2 34 有效分辨率和工作分辨率 19 干涉条件 必要条件 干涉分类 分波前法 分振幅法 第十二章光的干涉和干涉系统 20 杨氏干涉实验 光程差D的计算 光程差 21 干涉条纹 Interferencefringes 及其意义 对于接收屏上相同的x值 光强I相等 条纹垂直于x轴 22 12 干涉条纹的间隔 定义 两条相干光线的夹角为相干光束的会聚角 用w表示 m 1 23 干涉条纹的可见度 定义 影响条纹可见度的因素 振幅比光源大小光源的非单色性 24 第十三章光的衍射 光的衍射现象 光波在空间传播遇到障碍时 其传播方向会偏离直线传播 弯入到障碍物的几何阴影中 并呈现光强的不均匀分布的现象 25 光波的标量衍射理论一 惠更斯 菲涅耳原理 1 惠更斯原理 Huygens principle 1 波阵面的形成 2 光波的传播方向 26 9 2 惠更斯 菲涅耳原理 波阵面外任一点光振动应该是波面上所有子波相干叠加的结果 27 波阵面外任一点光振动应该是波面上所有子波相干叠加的结果 28 11 当q 0时 K q Max q p 2时 K q 0 若S发出的光源振幅为A 单位距离处 整个波面 ZZ 的贡献 菲涅尔假设 求解此公式主要问题 C K q 没有确切的表达式 29 12 二 菲涅耳 基尔霍夫衍射公式 确定了C K q 基尔霍夫 Kirchhoff 从波动方程出发 用场论得出了比较严格的衍射公式 Q 30 三 基尔霍夫衍射公式的近似 1 傍轴近似 两点近似 1 2 在振幅项中 31 2 菲涅耳近似 对位相项的