光学教程课件第三章几何

1 23

平面波 5 •针孔成像(pinhole61O7 O28 9三、

ns

B ABA

极值（极小值、极大值、恒定值三、 三、BOABABODE由A到B点,符合反射定律 三、OOBAn1aCx由A到B,符合折射定律的11nsin11

sin 三、P

旋转椭球凹面镜，自其一个焦点发出，经镜面反射后到达另一焦点的光线等

常数三、 三、

A2MA M2

3.①实物点②虚物点四 (1别(2（透镜、面镜等）5IIAA四单心光束 Qx2Qx2A2(x2,p(o,y),p1(o,y1),p2(o,y2

yy2212y2

2n22n2)x22 n2 y(11)tgn223 n

yy2

(1

tg2i

n1

折射光束近似单心，y称为像似深度。若n1n2，yy,像似深度减小。若n1n2,则yy

y= n2 n2 y(n22

1)tg2 2y

y

(n1

tg2in1

l

n i2 i1＝ici2＝90，n1sinicisin1 nc.1n1cos(kxxx 0

a)(一） （二）

一端

2

n2i

arcsin(

i n2n2 0n00n

当2i

22 1)输送能 6 玻璃几千dB/km石英光纤0.2电气绝缘性能好无感应重量轻耐火耐腐 资源丰富价格 反射棱：借助光在棱镜中的全反射，改变光进行组合三棱镜，使像面旋转ZZYX在激光谐振腔中可以代替高反射介质镜, 笛卡尔坐标规则 nnyP•OuPrCsy•

P’O=-s’nn11

(r

2(r)(rs)cos]21

(sr)2

2(r)(sr)cos]2 求导并令其等于0得：111(ss) l rl sll111(sslrlls11sr近轴光线(paraxialray)--与光 s,

fr2

rr

ff0.ss11s1f l

(rs)2

s)cos]21n

(sr)2

2(r)(sr)cos]2 Fermat

nn1(nsnsl l s而变，光束的单心性被破坏。n'

n'

n

nr

n<n n①光焦度是系统的

r f’

n> 00

OFnf’fOFnOFnf’fOFnf’nn<<0，nn>f'f'rnOFCn'nnrfn'nn'rf’s r物方焦点F物方焦距f：与物方焦点对应的物距。n'r

f

Fn'

n nrf’n'fnfnr五、Gauss成 ff,fn'nn'

f

f'

f'f -s=-x-

- xx'ffs’=5 51、光轴(optical 子 y 1

像 像统N子系统m子系统N子系统m子系统1子y统1子y像物PPQAQQAQss

h2 ( ( )

2s

’-’-ih’)) )QAQ'nsn'sQAQ'nsn's

n'y

n n 2s

s

s yy

xnMyFOPnMyFOPf’-Nx讨论：y

ns

x

f

(3)

0

P’

tanuu' ny-PO-xny-PO-xf’y

n'u 推广：nlyluln’y =n2y2u2=n’y =n’y 3.6一’’一一2）一 条件下，lsls(略去h2 2 nnnn+ 2 rr12 rr121为顶点,第二次成像,以2

s

P P1

P ns nn2一n2

n

1 1

f

s

f

s

f'fs2xxff2 一薄透镜的成像一

2n2n2n1nn1n2sn22r211r,1一

f ff0时为正透镜凸透镜ff 时为负透镜凹透镜

1

111s f1、基本光线作图法:(1)凸透镜成像作图法：跟主轴平行的光线经 s通过光心的光线经 通过焦点的光线， 物体经过薄凸透镜成 F AFBBOAFBBOA F FA

跟主轴平行的光线经过透镜后，其反向 通过光心的光线

F 延长线过焦点的光线， 副轴：PP’与光心O的连线。⑴利用物方焦平面与副轴作图法（凸透镜物点P的像点 ⑵利用像方焦平面与副轴作图法（凸透镜的光线交于点P’P’就是所求像点。它与沿主轴的光线交于点P'，则P’就是所求像点。3.6 2mL当L、L间仍5cm，若观到一清晰叉丝p的像LL O3.73.7 第一次成像,以O 11n 1n1

f --n1n1s第二次成像,以2

1

1

1简化（１）和（２）

f2

f2 s

p,s

sp

1 1 1nn1s1nf2

s

3.7

f'

f1

f21

n1

nn1

f1

f2f

δp

f(n1)f

p

f(n1)f

3.7

11ssp,ssp

s f

xxff3.7高斯理论焦点和焦平面、主点和主平面、节点和节平面3.7O1O2：系统的主光轴（principalopticalaxis）

3.7 H到F的距离 H’到F’的距离f’3.7①位于物方主点H11①位于物方主点H

,f

f sif

:s

0,then:s3.7②光具组的两主平面xf,（xxff3.7δ δδδδδ3.7

uuO

uu

节点K和K′

F

1 1

-f f'

f f'ff'

f

2,f' f'f f'

f'dpf2

p f'

f'dp'f

p'

13.7 焦距从主点量起,分别为f和f

ff

AA 作图求像和物 F 1、直 定2、独 定3费 4、反射定 （条件：近轴

（理想光具组

★单 ★f

f

★ 面 xxxxff

s

（条件：n1=

fnnnnsr112srf

n

fnfn r,nfn rn,rpfpff(nnn★f1(n