工程光学复习大纲.ppt

1,复习大纲（2014）,应用光学的基本理论体系,第一章准备铺垫,第二章核心,第三章补充,第九章评价,第七章综合,第六章像差,第四章实际,第八章发展,第五章度量,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六章光线的光路计算及像差理论第七章典型光学系统第九章光学系统的像质评价,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）：6）马吕斯定律：2.完善成像条件（3种表述）,4,3.应用光学中的符号规则（6条）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=nuy=nuy,6,6.球面反射镜成像公式(n=-n)J=uy=-uy,7,7.共轴球面系统公式（过渡公式、成像放大率公式）,8,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）2.无限远的轴上（外）物点的共轭像点是什么？它发出的光线有何性质？,9,3.无限远的轴上（外）像点的对应物点是什么？4.物（像）方焦距的计算公式为何？5.物方主平面与像方主平面的关系为何？其用途为何？光学系统的节点及性质？,10,6.图解法求像的方法为何？（注意虚物概念）（可选择的典型光线和可利用的性质5条+1条）7.解析法求像方法为何？（牛顿公式、高斯公式）1）牛顿公式：,11,2）高斯公式：,12,8.由多个光组组成的理想光学系统的成像公式？（过渡公式）9.理想光学系统两焦距之间的关系？,13,10.理想光学系统的放大率？（定义、公式、用途、与单个折射面公式的区别和联系）1）轴向放大率2）角放大率3）三种放大率之间的关系,14,11.理想光学系统的组合公式为何？正切计算法？1）焦距：2）光焦度：3）焦点位置：4）主平面位置：,15,5）正切计算公式：,16,12.两种典型的光组组合及其特点（组成、特点和应用）？1）远摄物镜2）反远距型物镜,17,第三章平面和平面系统,1.平面光学元件的种类？作用？（3点）2.平面镜的成像特点和性质？平面镜的旋转特性？3.光学杠杆原理和应用？（测小角度和微位移）4.平行平板的成像特性？（3点）近轴区内的轴向位移公式？,18,5.反射棱镜的种类（4种）、基本用途、成像方向判别、等效作用与展开。6.折射棱镜的作用?其最小偏向角公式及应用7.光楔的偏向角公式及其应用（测小角度和微位移）,19,8.棱镜色散、色散曲线、白光光谱的概念。9.常用的光学材料有几类？各有何特点？,20,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？,21,5.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.,22,8.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？,23,第五章光度学和色度学基础,1.光度学中辐射量和光学量有哪些？单位是什么？什么是光度学基本量？定义和单位是什么？2.光传播过程中光学量的变化规律？光能损失有哪些？,24,第六章光线的光路计算及像差理论,1.什么是像差？共有几种像差？消像差的基本原则是什么？2.对像差计算有特征意义的光线有哪些？3.什么是单个折射球面的不晕点（齐明点）？有何性质？,25,3.各种像差的定义、影响因素、性质、消像差方法？,26,4.哪些像差与孔径有关？哪些像差与视场有关？5.显微物镜、望远物镜、照相物镜各应校正什么像差？为什么？,27,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？调节能力的计算公式是什么？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？,28,3.放大镜的视觉放大率为何？（注意条件）0D/f250/f,29,4.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/f3）线视场公式：4）数值孔径、出瞳D：NAnsinu,D500NA/,30,5）物镜的分辨率：6）显微镜的有效放大率：500NA1000NA7）物镜的景深：NA,8）视度调节：5.临界照明和坷拉照明中的光瞳衔接关系？,31,6.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：f0/feD/D,1/3）分辨率和与视觉放大率的关系：140/D,60,60/D/2.34）有效放大率和工作放大率：,32,7.关于摄影系统：1）组成（光学结构特点）、成像关系、光束限制2）摄影物镜的3个主要参数及其影响作用：焦距f（像的大小）、相对孔径D/f（像面照度、分辨率）和视场角2（成像的范围）3）分辨率公式：1/N1/NL1/NrNL1/D/1.22f,33,4）光圈的定义及其与孔径光阑、分辨率、像面照度、景深的关系：光圈数：Ff/D，光圈F,光圈2a,光圈分辨率，光圈像面照度，光圈景深5）景深公式及其影响因素：2a,P,f6）摄影物镜的种类：（5种）普通、大孔径、广角、远摄、变焦距,34,8.关于投影系统：1）系统的基本要求（像差、照明）2）主要光学参数（4个：）3）其照明