第三章理想光学模型(4)

1、第三章第三章 理想光学系统理想光学系统(4)复习 一一.垂轴放大率垂轴放大率fxxflnl nl fl fllnn当当 时有时有复习二二.沿轴放大率沿轴放大率222 22dlflfnldlf lfn l dxxdxx 注意：上面的式子只对沿轴微小线段适用。注意：上面的式子只对沿轴微小线段适用。若沿轴方向为一有限线段，此时轴向放大率以若沿轴方向为一有限线段，此时轴向放大率以 表表示：示：12121212llllllxxxxxx或21nn复习 三三.角放大率角放大率11lfnlfn tgUUtgxffx 角放大率与角度角放大率与角度 U 和和 U 的大小无关，仅随物像位的大小无关，仅随物像位置而改

2、变，在同一对共轭点上，置而改变，在同一对共轭点上，所有共轭光线与光轴所有共轭光线与光轴夹角正切之比为常数。夹角正切之比为常数。复习四四. 三放大率之间的关系三放大率之间的关系 对于一对共轭面上，只要知道一种放大率就对于一对共轭面上，只要知道一种放大率就能确定另外两种放大率。换句话说，对于一对共能确定另外两种放大率。换句话说，对于一对共轭面上我们只能对一种放大率提出要求，不能任轭面上我们只能对一种放大率提出要求，不能任意提出两种、三种放大率的要求。意提出两种、三种放大率的要求。复习 在理想光学模型中存在着一对角放大率为在理想光学模型中存在着一对角放大率为 1 的的共轭点和共轭面，这一对共轭点记为

3、共轭点和共轭面，这一对共轭点记为 J 和和 J ，分别称为分别称为物方节点物方节点和和像方节点像方节点。过节点的垂轴。过节点的垂轴平面相应的称为平面相应的称为物方节平面物方节平面和和像方节平面像方节平面。1JJxffxHHFFJJnnNNfxHfxJfxHfxJJUJU0, 0ff复习:nn若1JJ 此时，物像方节点分别和物像方主点重合，此时，物像方节点分别和物像方主点重合，主点和节点具有相同的性质，主点和节点具有相同的性质， ，通过物像，通过物像方主点的一对共轭光线互相平行。方主点的一对共轭光线互相平行。HHUUHHJJFFAA第七节第七节 理想光学模型的作图求解理想光学模型的作图求解 已知

4、一个理想光学模型的已知一个理想光学模型的基点和基面基点和基面，也，也可以用作图法来解决成像的问题。光学系统图可以用作图法来解决成像的问题。光学系统图解的意义在于非常直观地表示出光学系统的成解的意义在于非常直观地表示出光学系统的成像特性，将抽象的光线传播变得实际、具体。像特性，将抽象的光线传播变得实际、具体。 基点和基面物、像方焦点物、像方焦点物、像方焦平面物、像方焦平面物、像方主点物、像方主点物、像方主平面物、像方主平面物、像方节点物、像方节点物、像方节平面物、像方节平面 基点、基面有哪些？基点、基面有哪些？理想光学模型图解求像的要点是：理想光学模型图解求像的要点是： 要寻找一物点经理想光学模

5、型所成的像点的要寻找一物点经理想光学模型所成的像点的位置，只要设法寻找由物点发出的位置，只要设法寻找由物点发出的任意两条光线任意两条光线经光学模型以后的共轭出射光线经光学模型以后的共轭出射光线，这两条共轭光，这两条共轭光线的交点便是像点。线的交点便是像点。 要寻找物方某一条光线的像方共轭出射光线，要寻找物方某一条光线的像方共轭出射光线，只要找出它在像方必定要通过的两点或者是它在只要找出它在像方必定要通过的两点或者是它在像方必定要通过的一点和它的出射方向。像方必定要通过的一点和它的出射方向。例例1 1 已知理想光学模型的主点和焦点，求作已知理想光学模型的主点和焦点，求作A A点的像，光组在空气中

6、，主点和节点重合。点的像，光组在空气中，主点和节点重合。HHJJFFAANNQ例例2 2 已知理想光学模型的节点、主点、焦点，已知理想光学模型的节点、主点、焦点，求作求作ABCDABCD正方形的像。正方形的像。HHJJFFnnABCDABCDNNMM例例3 3 已知理想光学模型的主点、焦点，求已知理想光学模型的主点、焦点，求ABAB物物体的像，光组在空气中体的像，光组在空气中HHFFABABNNJJ规定从左到右是光线的正方向时：规定从左到右是光线的正方向时： 对于入射光线以物方主面为届，物方主面对于入射光线以物方主面为届，物方主面的左面为实际光线，右面为虚光线。的左面为实际光线，右面为虚光线。

7、 物体也以物方主面为界，物方主面之左为物体也以物方主面为界，物方主面之左为实物实物，之右为，之右为虚物虚物。HHJJFFBNNB规定从左到右是光线的正方向时：规定从左到右是光线的正方向时：HHFFABABNN 对于出射光线以像方主面为界，像方主面对于出射光线以像方主面为界，像方主面之右为实际光线，像方主面之左为虚光线。之右为实际光线，像方主面之左为虚光线。 像以像方主面为界，在像方主面之右为像以像方主面为界，在像方主面之右为实实像像，在像方主面之左为，在像方主面之左为虚像虚像。HHJJFFBNNBHHJJFFBNNB光线正方向光线正方向特殊光线的共轭出射光线HHJJFFNNMM0 fHHFFN

8、N0 fJJ0 fHHJJFFQNNabab利用像方焦平面和节点的性质HHJJFF0 fNNQabab利用像方焦平面和节点的性质利用物方焦平面和节点的性质0 fHHJJFFQabNNab利用物方焦平面和节点的性质0 fHHJJFFQbNNaab利用物方焦点和像方焦平面的性质0 fHHJJFFQaNNabbMM利用物方焦点和像方焦平面的性质0 fHHJJFFQbNNaabMM利用物方焦平面和像方焦点的性质0 fHHJJFFQaNNabbMM利用物方焦平面和像方焦点的性质0 fHHJJFFQNNaabbMM 一薄系统 ， ， 。物体高度 ，物距 ，求物方焦距 ，像的位置 、 ，及像的大小、虚实、正

9、倒。 已知薄的理想光学系统的物、像方焦点 、 和 倍的一对共轭面 和 , 是虚物面， 是虚像面。利用作图法作出物体 的像 ，见图3-20。 150fmm 1n5 . 1 n10ymm50 xmmfxlFF1mom o momo ABA B 图3-22中，进入光学系统的光线自左向右行进，薄光组 对虚物 成像为 ,作图求出物、像方焦点 、 。 HHABA B FF习题讲解 1.设一焦距为设一焦距为30mm的正透镜在空气中，在透镜后面的正透镜在空气中，在透镜后面1.5f，2f，3f和和4f处分别置一高度为处分别置一高度为60mm的虚物。试用作图的虚物。试用作图法，高斯公式和牛顿公式求其像的位置和大小。法，高斯公式和牛顿公式求其像的位置和大小。 2.设一焦距为设一焦距为50mm的负透镜在空气中，在其前置一高度的负透镜在空气中，在其前置一高度为为50mm的实物于的实物于4f，3f，2f和和1.5f处。试用作图法，