2019-08-21

今天將應(yīng)用光學(xué)第一章講完,并且講到了第二章的共線成像理論的圖解法

今天主要講了光路計(jì)算中有關(guān)近軸光路系統(tǒng)的問(wèn)題。其中有符號(hào)法則問(wèn)題:

頂點(diǎn)起算阎曹;

順正逆負(fù);

光軸→光線→法線

并且了解到無(wú)論多精密的球面光學(xué)儀器都會(huì)有球差的存在爸吮。

今天的重點(diǎn)是在透鏡中已知知物體位置l芬膝,即可求出其共軛像的位置l_{1}

\frac{n_{1} }{l_{1} } -\frac{n}{l} =\frac{n_{1} -n}{r} ?其中r為球面半徑。

球面反射鏡成像與上式類似:

\frac{1}{l_{1} } +\frac{1}{l} =\frac{2}{r}

球面透鏡與球面反射鏡的成像放大率都分為:垂軸放大率形娇、軸向放大率锰霜、角放大率。

球面透鏡垂軸放大率:\beta =\frac{y_{1} }{y} =\frac{l_{1} -r}{l-r} =\frac{nl_{1} }{n_{1} l}

\beta >0桐早,即y_{1} y同號(hào)癣缅,表示成正像厨剪;反之,y_{1} y異號(hào)友存,表示成倒像祷膳。

\beta >0,即l_{1} l同號(hào)屡立,物像虛實(shí)相反直晨;反之,l_{1} l異號(hào)膨俐,表示物像虛實(shí)相同勇皇。

\vert \beta  \vert >1,則 \vert y_{1}  \vert >\vert y\vert 焚刺,成放大的像敛摘;反之,\vert y_{1}  \vert <\vert y \vert 乳愉,成縮小的像兄淫。

球面透鏡軸向放大率:\alpha =\frac{n_{1} }{n} \beta ^2

折射面:\alpha >0時(shí)物點(diǎn)軸向移動(dòng)時(shí),像點(diǎn)同向移動(dòng)蔓姚;

\alpha \neq \beta :空間物體成像時(shí)要變形(比如捕虽,一個(gè)正方體成像后,將不再是正方體)赂乐。

球面透鏡角放大率:\gamma =\frac{l}{l_{1} } =\frac{n}{n_{1}\beta  }

所以\alpha \gamma =\beta

球面透鏡拉赫不變量:nuy=n_{1} u_{1} y_{1} =J

該式表明:實(shí)際系統(tǒng)在近軸區(qū)成像時(shí)薯鳍,在物像共軛面內(nèi),物體大小y挨措、成像光束的孔徑角u和介質(zhì)折射率n的乘積為一常數(shù)J挖滤,稱為拉格朗日-赫姆霍茲不變量(拉赫不變量,表征系統(tǒng)性能的重要參數(shù))浅役。

球面反射鏡垂軸放大率:\beta =\frac{y_{1} }{y} =-\frac{l_{1} }{l}

球面反射鏡軸向放大率:\alpha =-\frac{l_{1} ^2}{l^2 } =-\beta ^2

球面角放大率:\gamma =\frac{u_{1} }{u} =-\frac{1}{\beta }

球面鏡拉赫不變量:J=uy=-u_{1} y_{1}

第二章理想光學(xué)系統(tǒng)的物像關(guān)系:

第一種情況:軸外點(diǎn)B或軸外線段AB的成像

這種情況相對(duì)簡(jiǎn)單些斩松,即直接任選三條特殊光線中的兩條作圖即可求解軸外B的的像。

顯然:物體AB的像是倒立的實(shí)像觉既。

第二種情況:軸上物點(diǎn)的成像

有限遠(yuǎn)軸上物點(diǎn)A發(fā)出的同心光束中惧盹,沒(méi)有一條是上述三條特殊光線,因此瞪讼,必要借助于特殊的輔助光線:

過(guò)焦點(diǎn)F平行于AM的光線钧椰;

過(guò)主點(diǎn)H平行于AM的光線;

焦面上P點(diǎn)平行于光軸的光線符欠;

P點(diǎn)過(guò)主點(diǎn)H的光線嫡霞;

第三種情況:負(fù)焦距系統(tǒng)

負(fù)焦距光學(xué)系統(tǒng)的作圖求解與正焦距系統(tǒng)一樣, 只是像方焦面與物方焦面容易搞混出錯(cuò), 因此, 需要特別注意。

第四種情況:虛物成像

虛物是由入射同心光束向前的延長(zhǎng)線的交點(diǎn)形成希柿,而非實(shí)際存在的物體诊沪,一般是由前一個(gè)系統(tǒng)的實(shí)像被當(dāng)前系統(tǒng)所截得到养筒。這里光線并非由虛物實(shí)際發(fā)出的。

第五種情況:兩個(gè)及兩個(gè)以上系統(tǒng)的成像

解決了單個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的成像問(wèn)題端姚,即解決了整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的成像問(wèn)題晕粪。當(dāng)物體經(jīng)過(guò)兩個(gè)及兩個(gè)以上光學(xué)系統(tǒng)時(shí),依次作出每條光線經(jīng)過(guò)每個(gè)系統(tǒng)的成像即可渐裸。

今天主要學(xué)了計(jì)算解決放大倍率物距像距問(wèn)題巫湘,主要在做題中應(yīng)注意符號(hào)問(wèn)題,熟練使用符號(hào)法則橄仆。

以上就是今天所學(xué)剩膘。

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