应用光学第四章

第三章

平面镜棱镜系统5/24/20231平面镜棱镜在光学系统中的作用改变共轴系统的光轴方向（减少体积和减轻重量）改变像的方向利用平面镜转动作用扩大仪器的放大率改变观察方向扩大仪器的观测范围实现分光、合像和微位移平面镜棱镜系统在光学仪器中的应用5/24/20232一、单平面镜的成像特性APO

QBA’§3-1平面镜的成像性质5/24/20233一、单平面镜的成像特性PQx

y

zy'x'z'采用右手坐标法则O

中指代表Z轴O’大拇指代表X轴食指代表Y轴5/24/20234中国计量学院计量测试工程学院一、单平面镜的成像特性平面镜能使整个空间任意物点理想成像；物点和像点对平面镜而言是对称的；物和像大小相等，但方向不同；凡一次镜面反射或奇次镜面反射像被称为镜像；5/24/20235中国计量学院计量测试工程学院二、双平面镜的成像特性PPP1O1A2'O2qAA1'(A2)∠APA2”=

2θ5/24/20236中国计量学院计量测试工程学院

凡一次镜面反射或奇次镜面反射像被称为镜像；凡二次镜面反射或偶次镜面反射像被称为一致像5/24/20237中国计量学院计量测试工程学院平面镜的旋转与平移效应P'Q'PQOANN'A'A"αα2α∠A’OA”=2∠POP’平面镜的旋转及其应用5/24/20238中国计量学院计量测试工程学院平面镜的旋转与平移效应QPA’ABA”h2hA′A″=2h5/24/20239中国计量学院计量测试工程学院平面镜旋转特性的应用：光学比较仪中的光学杠杆MM为分划板PP为反射镜5/24/202310中国计量学院计量测试工程学院5/24/202311中国计量学院计量测试工程学院5/24/202312中国计量学院计量测试工程学院O2O1qqbPPPAMNI1I1I2I2β≤90β=2θ5/24/202313中国计量学院计量测试工程学院β角与I角的大小无关，只取决于两平面镜夹角的大小θ当双平面镜绕棱线转动时，只要保持θ角不变，二次反射像是不动的，即出射光线的方向不变，但光线位置要产生平行位移。5/24/202314中国计量学院计量测试工程学院双平面镜具有以下成像性质：二次反射像的位置应在物体绕棱线（P点）转动2θ角处，转动方向应是反射面按反射次序，由P1转到P2的方向。二次反射像与原物坐标系相同，成一致像。位于主截面（两平面镜的公共垂直面）内的光线，不论入射光线方向如何，出射光线的转角永远等于两平面镜夹角的两倍。5/24/202315中国计量学院计量测试工程学院五角纵棱镜5/誓18抵/2落02取316中国昂计量继学院声计量沃测试侵工程歌学院§4罩-2平行蜂平板舱的成泪像性倘质和捉棱镜法的外尊形尺现寸计慌算由两贵个相滴互平乓行的针折射澡平面餐构成麦的光示学元挎件称萌为平行障平面涨板。用棱信镜来爸代替奴平面倾镜，龟就相牙当于称在光伯学系光统中昼多加想了一夫块平校行平备面板滨。如标依尺、劣刻有神标志必的分助划板总、补泪偿板提、滤避光镜董、保戚护玻基璃等堪等下面向讨论失光线茎经过净平行晚平面延板的解折射帝情况假定鼻平行跑平面美板位效于空深气中5/直18鼻/2索02姑317中国低计量棍学院夺计量奔测试正工程强学院应用缺折射焰定律平板甩的两纠面是板平行纪的5/群18膀/2缎02宰318中国库计量暴学院垦计量绢测试姜工程霜学院平行辣平面修板的貌出射讽光线BS′和入辱射光缠线SA是平贴行的BS′相对备于SA平行塔移动唤了一示距离BD=Z平行渡平面套板的推厚度脑为d，由ΔAB榜D和AB舍C得5/加18猛/2舟02报319中国添计量殿学院劫计量基测试麻工程否学院光线歌移动编的距犹离随即入射扩角的绝不同坚而不滥同同样况也随抗平板努的厚彼度不季同而海变化5/棋18狸/2般02充320中国照计量嘉学院逗计量竞测试斥工程厦学院如果琴是在直近轴纤区，篇上式障可以倡写为如果d、n是常马数，慰因此z和i1成正搂比。平行孔平面纷板的捧这一救性质土使它春在测仆微机肿构的曾读数隔系统泄中得锁到应辫用。经过性平行哭平面打板后迹的出画射光地线和疮入射残光线垃在光摇轴方都向上侧有一喊位移ΔL′。5/隙18面/2均02第321中国桃计量疮学院步计量含测试漠工程恐学院设入傻射光散线为过同心食光束吼并会宜聚于E点（畅为虚恰物点眠）光线材折射焦后和比光线饶交于S′点5/拦18五/2筋02炒322中国版计量搂学院猪计量瞒测试阀工程懒学院上式币表明掩，ΔL′因不探同的I1值不啦同而吩不同即从戚具有集不同领入射嗽角的闷各条尸光线默经平仗行平锡面板鸭折射往后，促具有汤不同扛的轴馒向位稀移量鸽，这就烧说明戚，同筝心光旬束经巷平行攀平面毫板后剪变为蚁非同帅心光负束，碰成像卷是不谣完善絮的。也可脑以看雨出平雕行平漫面板袍的厚亮度d愈大尸，成鸟像不魄完善姿程度谅也愈窜大。5/尤18才/2吸02遥323中国军计量临学院焰计量惩测试明工程庆学院如果由入射乒光束蹈孔径赔很小亲，即絮为近堆轴光替束成优像，铅则因I1较很开小，可见使对于嘴近轴戚光线鸭而言仙，其谋轴向夜位移狱只和谜平行炮平面声板的恐厚度d及玻搜璃折滔射率n有关袭，而淘与入纵射角i无关堤。因此叉，物泼点以滴近轴怨光经缺平行舱平面倒板成爱像是召完善帆的5/血18贯/2抓02泽324中国驳计量姨学院裁计量毁测试翅工程茧学院§4创-3棱镜慌和棱悬镜的香展开主要绍讲述雄把多骗个反填射面络集成啦在同肤一块壁光学碰材料命上的旁情况反射慎棱镜封：把莫多个系反射纤面作携在同么一块次光学托材料南（如衔玻璃徐）上挨的光艳学零蜡件。注：巷光线恨在棱减镜反浩射面臣上的每入射楼角大膏于临绣界角李时，击在反温射面榆发生浊全反告射，早不镀苦膜5/拨18剑/2粗02要325一、碰基本煤定义BAC光轴茧：光学溪系统窃的光杠轴在瓶棱镜蜂中的歌部分AB贯C-砖--棱镜眉光轴光轴台长度蜡：棱镜剑光轴姿的几昨何长泰度；AB淘+B立C=棱镜屯光轴什长度5/先18散/2嗓02次326中国贤计量森学院爬计量边测试棒工程澡学院一、哄基本仰定义光轴光轴截面工作写面棱主截求面5/凯18省/2语02久327中国拌计量壶学院声计量龟测试侧工程您学院一、洪基本晃定义光轴光轴截面入射户光轴扎截面出射准光轴改截面5/商18演/2岩02挽328中国递计量驼学院珠计量全测试书工程掠学院二、喂棱镜紫的等成效作鸦用与颗展开㈠、等当效作劲用与仁展开准方法1.等效狂作用做反矮射棱宝镜有垃两个笋折射救面和科若干车反射絮面，淹若不诸考虑裹反射云面，哨光线躁在两熟个折考射面笛之间蹦的行疮为等效无于一趣个平剩行平水板5/绑18知/2扇02霞329中国酒计量博学院虎计量之测试兆工程反学院平行材光经肾透镜折成像烤于焦矛点F’上F′F平行泻光经阵透镜邻成像较时加羽一平曾面镜5/婶18裹/2惨02学330中国己计量碎学院俱计量创测试毅工程笨学院把平粘面镜异换成讲直角洞棱镜A′5/沸18摆/2辈02饭331中国颗计量管学院蹦计量记测试朴工程阅学院对于编这种桥光路件的等效造光路A′A5/愈18陕/2这02下332中国萍计量喇学院稠计量劈燕测试屿工程悟学院把棱费镜的贩光轴将截面黑沿着表它的异反射瓣面展速开，欣取消组棱镜丙的反两射，受以平缠行玻碍璃板碎的折味射代忌替棱立镜折均射的懒方法速称为“棱镜惰的展箭开”2.棱镜遵的展钟开5/秆18四/2印02伶333中国毛计量含学院裳计量能测试休工程表学院(1虚).为了百使棱枣镜和母共轴枝球面举系统内组合巡寿后，肆仍能亩保持待共轴觉球面蹲系统嘉的特逼性，屈必须努对棱镜苦的结寒构提涉出一毛定的要求：a．棱搭镜展报开后丘玻璃包板的振两个搞表面必须制平行。b．如移果棱都镜位翁于会植聚光伸束中决，则爆光轴嚼必须尾和棱等镜的款入射眼及出丢射表养面相垂直。5/苍18租/2男02殃334中国慈计量萝学院舞计量食测试析工程嘴学院(2雁).展开裳方法具利岂用棱盛镜反独射面卵的性掏质，站将转林折的拆光路既拉直或。即：治按入宗射光筋线的筒顺序茎，以阵反射事面为目镜面产，求吉其对泉称像昼，并中依次漠画出尘反射冰棱镜就的展培开图。5/获18零/2询02禽335中国馅计量丙学院窑计量融测试服工程订学院5/晕18差/2丝式02给336中国务计量与学院印计量获测试雁工程淡学院5/帮18愿/2叛02姥337中国处计量亭学院堪计量内测试以工程慢学院平行胸平板联的厚戏度就衡是反舟射棱予镜的展开号长度或称光轴套长度（L）。展开停后应涌先找恭到棱廉镜限民制光舒束的毙位置责，再掏求尺晓寸，村即棱镜裤通光周光束榴的口键径（D）。L5/址18幅/2姐02开338中国桶计量宜学院启计量警测试姑工程腾学院光路计算纤中，艘棱镜视等效龄平行述平板常的厚磁度L为棱抄镜光暂轴长仿度，串设棱摆镜的戏通光元光束桑口径厌为D，则k取决料于棱烛镜的沉结构扣形式觉，与塔棱镜石的大谜小无墙关，倾称为棱镜虏的结光构参纯数。5/昼18酷/2躬02辜339中国训计量榨学院跟计量悠测试改工程乌学院（二隔）、鼻几种伟典型晨棱镜键的展偷开5/辰18谜/2宁02还340中国云计量缝学院凳计量剑测试馅工程佣学院1.直角缩慧棱镜屯展开一次筝反射剧时L—棱镜榜的光砍轴长毯度，D—入射舟光束膨口径LDL=院Dk=周15/贱18律/2秒02阻341中国拿计量险学院禾计量役测试驰工程股学院二次她反射打时，L—棱镜挤的光饱轴长煎度，D甚—入射钞光束善口径LDL=拉2DK=贝25/牧18收/2镜02歉342中国行计量谈学院摇计量倾测试缺工程见学院2.道威倘棱镜壁展开必须敢注意，这类崭棱镜求因为治光轴宰不垂盛直于亏棱镜匠面入次射，的故只衬能用英在平行平光束中LD5/冤18义/2跟02奶343中国留计量垄学院蝴计量月测试占工程昆学院3.半五望角棱资镜展早开5/盐18陪/2将02软344中国雷计量渴学院略计量写测试唇工程辈学院4.等腰头棱镜产展开5/浸18载/2拘02错345中国健计量复学院泪计量置测试逐工程苍学院5.五角驶棱镜街展开5/校18剖/2铜02浓346中国离计量侧学院认计量甲测试亩工程暮学院BA'CAB'D'6.斯密挠特棱砍镜展魄开5/密18旁/2吹02谣347中国惕计量冲学院矩计量凡测试豪工程聋学院屋脊役棱镜如果在不不改变祥光轴懒方向止和主谅截面健内成谁像方择向的密条件裤下需要铲得到雀物体贤的一眼致像羽而又部不想晚增加击反射辟棱镜辛时，甲怎么虹办？可用健交线娃位于妈光轴投面内陶的两普个相裤互垂册直的青反射细面来取只代其中腥的一尸个反握射面亮，使芹垂直厉于主妇截面恰内的敏坐标离被这骆两个误相互赖垂直霜的反煮射面储依次偷反射右而改朵变方寒向，秤从而葬得到聋物体悲的一致恶像。§4皆-5屋脊倘面和抄屋脊澡棱镜5/京18姐/2搁02励348中国柏计量洋学院推计量另测试取工程分学院这种陡两个急互相兔垂直胁的反诱射面担称为屋脊阁面，而带依有屋群脊面专的棱评镜称梯为屋脊抬棱镜。直角娇棱镜屋脊慎棱镜两个互相垂直的反射面称为屋脊面5/梁18庸/2姜02线349中国解计量周学院简计量漫测试乘工程啄学院屋脊吩面的丘作用西：在不轮改变赴光轴狂方向偷和主礼截面巷内成乓像方谢向的慰条件雅下，增加毯一次耽反射，使窄系统使总的膨反射物次数扎由奇数哈变成旦偶数，从蒸而达诉到物督像相浑似的圈要求仅。5/纹18猜/2着02醉350中国团计量触学院座计量娘测试术工程乒学院直角姓棱镜与反射屋脊常棱镜捏反射5/鲜18屑/2绪02胡351中国社计量狗学院病计量显测试裕工程倚学院xyzx′y′z′xyzx′y′z′5/盖18脊/2耀02萌352中国喊计量狠学院音计量屠测试庄工程邀学院屋脊耽棱镜皂的平港面表她示方盆法5/昼18槐/2旬02堆353中国茶计量差学院狱计量堤测试宅工程泛学院普通妄棱镜兵和复旋合棱推镜等艺。普通朗棱镜推：简权单棱赛镜、筐屋脊课棱镜苦等。利用柱法则畜来确利定（主赚要确已定Z′、Y′方向疏）即物空还间为隔右手话坐标（也造可以铺用反炒弹转瞒折法钳）§4阔-7确定斥平面景镜棱验镜系滚统成宫像方终向的惠方法5/迹18沸/2苗02伟354中国思计量市学院炸计量顷测试推工程已学院先看伞几个厌普通插棱镜配：这主雄要看铜棱镜猎的反所射次愧数偶次反射愚成一致冲像，由右手坐标铁确定掏其成记像方房诚向；奇次反射息成镜像，由左手确定逐成像拢方向卖。5/恭18侦/2畏02斥355中国女计量湖学院渔计量苗测试态工程昏学院（一平）一颜次反冰射棱师镜（a）等摆腰直角翠棱镜yzxx′z′y′5/终18年/2板02啄356中国中计量奸学院快计量糟测试桶工程家学院yzx(b销)等腰磨棱镜x′z′y′5/本18锁/2捧02智357中国坏计量括学院倚计量浇测试年工程雕学院zoxyz'ox'y'zoxyz'y'ox'（c）道威若棱镜5/领18牢/2尸02奴358中国思计量蜂学院回计量债测试肯工程索学院直角货棱镜屠使光辟线折蔬转90°等腰趣棱镜渴使光亭线折挡转任年意角础度。二者捏的特嫂点是裙：入巡寿射面峰、出代射面坟与光良轴垂恼直。道威连棱镜证，入仅射面获、出断射面费与光提轴不报垂直祝。道威牵棱镜90°旋转雨后，鹊像旋折转18钥0°。道威范棱镜:绕光处轴旋炒转角棒，其粪对应骡的反偶射像甲同方别向2旋转杏角。5/伟18食/2吩02遗359中国叮计量桌学院监计量鹿测试筑工程致学院一次句反射组特点爹：成镜沃像；在主像截面火内坐录标方左向改鞠变，全垂直劈燕于光赏轴截由面内进坐标埋方向绸不变劫。5/瓜18歌/2寸02啦360中国斤计量锣学院疲计量笛测试斑工程浩学院yzx（二号）二瞧次反守射棱萝镜（a）等腰泡直角仆棱镜x′y′z′5/化18迷/2摩02益361中国馆计量理学院田计量然测试极工程敞学院(b猴)五角葵棱镜xyzz′x′y′5/仙18蹦/2卫02游362中国奴计量萍学院且计量符测试文工程钩学院(c刃)半五争角棱稻镜xyzx′y′z′5/造18管/2榨02姻363中国乔计量挡学院役计量件测试苗工程叉学院（d）斜蜂方棱呼镜xyzx′y′z′5/要18仍/2租02钉364中国嘱计量对学院抖计量晓测试混工程摆学院以上荒几种皆棱镜伐两反敬射面求之间情的夹连角有雀为：22粪.5°、30°、45°、90°和18茂0°。也使统光线哨折转45°、60°、90°、19蒸0°和36博0°。其中蒙：五斧角棱钱镜和葱直角宜棱镜她多用砍于显谅微镜驶观察株系统较，使哭光线搏折转喜，便俘于观咬察。斜方举棱镜笼使光逃轴平懒移，技多用角于双雨目镜寒仪器映中，蹈调节爬目距碑。5/浑18胀/2挂02属365中国团计量浙学院慌计量侵测试威工程慎学院二次反射匆成像盒的特俗点：成一晃致像执；入射撕光线写与出搅射光老线之拍间的川夹角峡取决甚于两回反射悼面之伏间的至夹角漂。5/端18谢/2喇02卧366中国顽计量安学院日计量斩测试茎工程后学院（三挪）三榨次反烂射棱常镜xyz斯密它特棱潮镜其特阿点是币：光路南在棱侵镜中孕的光刊路很本长，视可以拥折叠盘光路艺，使捆仪器纠紧凑谣。入射镇光线弯与出毫射光变线之迎间的难夹角战为45蓬°x′z′y′5/旨18唤/2掀02置367中国嫌计量盖学院甘计量辰测试狐工程先学院反射亲棱镜旧的作暴用之谊一潜望爱镜光拆路图1—旋转宰直角加棱镜2—物镜3—场镜4—透镜垃转像5—道威回棱镜6—直角爸棱镜7—分划盈板8—目镜5/理18控/2搞02关368中国易计量箭学院病计量混测试门工程且学院角锥庙棱镜由立都方体交切下槽一个坚角而蕉形成核的。5/妖18员/2稿02伙369中国钟计量仆学院舅计量季测试泊工程夹学院角锥揉棱镜馆特点1、三柜个反仙射工免作面共相互勒垂直阿，底尿面是罪一等没腰三示角形鞭，为企棱镜智的入仪射面禁和出夕射面崭。5/段18拍/2智02图370中国症计量套学院书计量希测试暑工程唤学院2、当光齿线以娘任意昆方向贴从底材面入就射，与经过择三个勺直角室面依绢次反位射后茎，出国射光祖线始毙终平步行于扁入射服光线得。5/比18棚/2附02求371中国恰计量况学院类计量阀测试纯工程佳学院3、当角弟锥棱天镜绕势其顶雪点旋蛇转时程，出法射方板向不神变仅悲产生困一个无平移效。5/熊18们/2防02贯372中国纱计量严学院锻计量还测试径工程轨学院必须闯指出痛：反射冲棱镜冻主要成利用珠全反孔射原捆理反夹射光乱线并不惠是所笋有反芳射棱昏镜的友反射盈面都敞满足局全反伯射条苏件凡遇也到这风种反跳射面货，都猪必须角镀上影反射缠膜5/竭18恭/2文02冻373中国哨计量暂学院芳计量蓬测试览工程隐学院由两猴个以嚷上的患棱镜挥组合顷起来煮形成洪，可笨以实连现一修些特折殊或稠者单疑个棱咽镜难歼以实书现的捎功能搁。再来梁看看疑复合祸棱镜这种牲复合塞棱镜悼的用环途也灵是倒僚像作赏用。5/惊18彩/2们02任374中国旺计量瘦学院兰计量北测试枣工程恩学院xyz(a隐)阿贝艇棱镜x′z′y′5/欠18栋/2男02适375中国触计量肾学院车计量厦测试族工程愁学院（b）别洽汉棱格镜yxzx′z′y′5/乐18渣/2认02苍376中国束计量碎学院耐计量道测试诸工程歇学院（c）分昌光棱横镜5/迹18舍/2辩02序377中国保计量柱学院凯计量致测试楼工程谊学院（d）分愤色棱溪镜5/点18封/2酱02突378中国啄计量咐学院迷计量屈测试刷工程浇学院（e）转俯像棱息镜yzy’z’yzz’y’xx’xx’5/帖18从/2徐02务379中国较计量们学院高计量勺测试炎工程页学院（f）双片像棱泪镜45454545ⅡⅢⅣⅠAAA′5/舱18盒/2巨02犬380中国设计量你学院纲计量挂测试变工程扩学院成像超方向灰的规浩则如适下（1）x轴：缩慧经平耀面镜拥与棱册镜系衔统反谦射后厚，其忍光轴抚出射帐方向要即是x’的方晴向。（2）z轴：名其反蔬射后烂的方敢向由躺屋脊爪面的物个数苗而定供：当姨没有扩屋脊辉面或轨屋脊祖面为释偶数趋时，z’方向盆与z方向坡相同袄；当炮屋脊闸面为毛奇数土时，z’方向轧与z方向挺相反气。（3）y成镜渠像；土若总沿反射鞭次数另为偶窜数，件成一行致像忆；5/纵18货/2胞02沸381中国烦计量味学院额计量妙测试多工程愉学院3.搜5折射吸棱镜锦与光胁楔折射纱棱镜梯：折切射棱受镜的免棱、哪折射果角、千主截厨面一、饥折射僻棱镜础的偏首折1、偏塔向角δ的定乱义及斤符号阳规定（图3-止22）：2、偏纠向角δ的计爸算：3、最砌小偏起向角δm及其教应用（图3-玩23）：5/弦18斩/2应02蚊382中国笔计量号学院糠计量扑测试肿工程镰学院二、晒光楔根及其舟应用葬：1、定烫义：折射趴角很冶小的度棱镜2、偏造向角殖公式屋：3、应认用：①双掌光楔候螺旋门测微（图3-抱25）②双晴光楔于移动障测微（图3-欧26）5/吃18巷/2央02黄383中国愧计量件学院廊计量患测试增工程到学院三、貌棱镜域色散1、色健散：白光拐