cyqdesign |
2006-05-08 15:11 |
几何光学
(此贴为会员:junwolf,发在回贴中的,觉得还不错,所以新开帖子转出来。) LiN$
pwm 第一章:几何光学基本原理 [kVS
O 1-1 光线何波线 Z]>O+ 光线:在几何光学中,把能够传送能量的几何线成为光线。 KKja/p 光的頻率: \ub7`01 1-2 几何光学基本定律 Y2N>HK0 光线直线传播定律:光在均匀透明介质中传播的规律。 u^@f&BIG]: 反射定律和折射定律:光线在两种均匀介质分界面上的传播定律。【反射定律可以视作为折射定律的特殊表现方式】。入射角与反射角的正弦之比为一常数,定义为n1.2,表示为第二种介质对第一种介质的折射率,称为"相对折射率"。表达式:
_C%3h5 :;t:H]
f 1-3 折射率和光速 RIWxs Zt 1-4 光路可逆和全反射 sEp"D+f 光线从高折射率介质射向低折射率介质,当入射角 + [iQLM?zo (n1> n2) uw>Ba %5 时折射光线不再存在,入射光线全部转为反射光线,成为"全反射"现象。 u@W|gLT1 1-6光学系统类别和成像的概念 d[@X% 共轴光学系统、非共轴光学系统 q<xCb%#Jl 球面系统、非球面系统 =)0,#9k U] 通常把物、像空间符合"点对应点,直线对应直线,平面对应平面"关系的像成为"理想像",光学系统称为"理想光学系统"。 *v;2PP[^ 第二章、共轴球面光学系统的物像关系 xK *b1CB 2-1 共轴球面系统中的光路计算公式 8g@<d^8@ yr)G]K[/ 公式1 单球面入射角计算公式:
sJB;3"~ dP9qSwTa 公式2 >:74%D0UF 公式2 6KXtcXQ 2-2 符号规则 5kc/Y/4o 1.线段:由左向向右为正,反之为负。 "@e3EX7h 物像距L、L'--由球面顶点算起光线到光轴的交点。 ity & v9 球面半径r--由球面顶点算起到球心。 6dq(T_eG 中心厚度d--由上一顶点到下一顶点。 J{.{f 2.角度:一律以锐角计算,顺时针为正,逆时针为负。 Go5J%&E9 夹角U U'从光轴到光线; )Kc<j!8-[ 入射角、折射角II'以光线转到法线。 Bd!bg|uO* 法线到光轴夹角ψ从光轴到法线。 RD!&LFz/} 2-3 球面近轴范围内的成像性质和近轴光路计算公式 dPW#C5dm 将公式1~3角度全部以弧度代替。 m~iXl,r 2-4近轴光学的基本公式和它的意义 k :(SCHf 1.物像位置关系式 Z)I+@2 "3X2VFwoJ 2.物像大小关系 2,DXc30I Mo|;'+ 近轴光学意义: [T8WThs 1. 作为衡量实际光学系统成像质量的标准。 ak7bJ~)X= 2. 2.用它近似地表示实际光学系统所成像的位置和大小。 j@n)kPo,1 2-5共轴理想光学系统的基点--主平面和焦点 _F6OM5F"N 1.放大率β=1的一对共轭面--主平面 S5gyr&dm 主平面与光轴交点为主点,主点位置公式? {DV_*5 主平面具有以下性质:假定物空间的一条光线与物方主平面的交点为B,他的共轭光线和像方主平面交于B′,则B和B′距光轴距离相等。 A=$04<nP8! 2.无限远的轴上物点和它所对应的像点F′--像方焦点 d`QN^)F0# 通过像方焦点垂直于光轴的平面称作像方焦平面。它的共轭面为位于垂直于光轴的无限远的物平面。 52@C9Q, 像方焦点于像方焦平面具有以下性质: &C`Gg< 第一:平行于光轴入射的任意一条光线,其共轭光线一定通过交点F′。 I,E?h?6Y 第二:和光轴成一定夹角的平行光束,通过光学系统后,必相交于像方焦平面的同一点。 *z5.vtfu! U\g/ 2dM 3. 无限远的轴上像点和它所对应的物点F--物方焦点。 "IZa!eUW 物方焦点和物方焦平面具有以下性质: xs{3pkTYD 第一:通过物方焦点入射的光线,通过光学系统后平行于光轴出射。 ()Y~Q(5ji 第二:由物方焦平面上轴外任意一点发出的所有光线,通过光学系统后,对应一束和光轴成一定夹角的平行光线。 NxkGOAOE 焦距:主平面和焦点之间的距离。 `LrHKb
aP 2-6 单个折射球面的主平面和焦点 ahJ`T*)HY 1.球面的主点位置:单个球面的两个主点与球面顶点重合。 L^r#o-H< 2.球面焦距公式: aZH:#lUlj 像方焦距: K?6jXJseb 物方焦距: GoJ.&aH $ 球面反射: W\>fh&!) 2-7 共轴球面系统主平面和交点 Q)~aiI0 qLO4#CKCL6 第三章:眼睛和目视光学系统 [8Y:65 3-1 人眼的光学特性 :N:yLd} & 3-2 人眼的调节 `xKp%9 1.视度调节 指水晶体的变化引起焦距的变化。 BOX{]EOj 视度:表示人眼的调节程度 【l单位为米】 ^P[e1?SZG 视度绝对值越大,,调节量越大。 R"-mKT} SD=-4时【此时l为250mm】。为明视距离。远点距离和近点距离二者视度之差为人眼最大调节范围。 d?y4GkK 2.瞳孔调节:指光阑孔的变化。 ?k+xSV 3.人眼的分辨率 +cJL7=V& 人眼视角分辨率:60″。 wy<\Tg^J 人眼线分辨率:10″。 zN[hkmh 3-3 放大镜和显微镜的工作原理 MR;1
2*p 对于目视仪器来讲,所谓的放大指得是视角的放大。放大率用Γ表示。 .u)X3..J >
$O]Eu! 为了在使用仪器过程中人眼不至于疲劳,目标通过仪器后应成像在无限远,或者说要射出平行光线。这是对目视光学的第二个要求。 =-0/k;^ 1. 放大镜的工作原理 XPavReGf 工作原理:目标在物方焦距上。 gt\E`HB8E 视放大率: 。 +G$4pt|= 上式表明,焦距越小,放大作用就越明显。 &p | |