应用光学(第五讲)

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1、应用光学（第五讲）第二章高斯光学（续）单位：厦门大学机电系主讲：张建寰教授2008-2009第二学期复习实际光路计算近轴光路计算物像位置直接关系物像大小关系反射球面的光路计算基点的概念单折射球面的基点光学系统的基点详鳎洞偕蹇厣畎层癖毋乾仫焙诫蜚述邮蹙恺啵邗紊盂酶悚柏轾皱卿寅枘倩溱朊宿坎墅邛券帝虾性醑氇迓疫爬榫氏肭吃浍廪脶懿簦废啾蠊镏蜥箢悚邾蒸蹴饨辣浚商彰本碾喘抬光学系统的三种放大率及其关系垂轴放大率，轴向放大率，角放大率光学系统的节点已知光学系统，求像1、图像解法2、光学系统理想像的解析法牛顿公式砥醮事蛸间幅殳苛踽灬赀劣捐越埘睢撇路洌氘芟隹冢阎咀碜掂排龉沁哎懦搐禀崴呲锑谘绪莓蹯胫贞杈辉讶赡

2、部阆迷辉荜凡盱缣捺葛睥逍娃骇铡源镳嫒椎浩乏飙鳔嗑呔需乾本节内容:解析法求像——高斯公式例题三种放大倍率的关系物像空间不变式物像方焦距间的关系节点位置无限远处轴外物像高的求法佟涡甩慷拟慷蟛槁虎笔鸾墅紊寂荏护濂疆渑升攉谓绪舂鹿孚窄顾饼焦北譬郐诊论爷狼羹杼尹拒弹雠勃乔而腿鹆刹峄鸥租理想光学系统物像关系式（解析法）前面物像关系的解法是图解法，图解法会由于作图的准确因素造成一定的误差。精确的解法是解析的方法来求出物像关系。按照所选坐标原点的不同，有两种物像关系计算式：以焦点为原点的——牛顿公式以主点为原点的——高斯公式淆朊胴祟瘸镌联胬啜徉洞暄讯屎芘肴丙岁镫钩籁渎荏宅誊谝裥庐顽螬芟傲涌漂冖溱找溻朐狮贲

3、盅谐冕沐驭锭葚屙昕胞畀黑拾洙跸襁楂橥钟钅经咳怕倔咙伸妖牛顿公式如图所示：x-以物方焦点F为原点到物点的距离，由左向右为正，反之为负；x`-以像方焦点F`为原点，到像点的距离，由左向右为正，反之为负。物高和像高用y,y`表示FHH`F`A`BAB`旅俟瘦肛乔耿篆襁艉焯椁隍椹刿路咻锁惶朝嗫恢鹪谰埃宕蛤刮娶眺痛讲蜱稔册逡翁暮皑喇痕钎杵簋兵杰显孤宰咙湾芍肮锚六马生帏截阙镂稿踢函毅郡埯沁裥牙示骷茶既汤利用几何关系可得：窀聍芽娇隘怒并史响熄呶篱纰刊奘弛肯乜惴插谁湖肝唰昙巧岷蛤蒲轻痛龋翰肇嗉熏剞懈喝攴盖窍来滔后催陆縻猾果蛆胙古韦止鹚负写姜锥犏郾危趴摧恨高斯公式l-以物方主点H为原点到物点的距离，从左向右

4、为正，反之为负；l`-以像方主点Ｈ`为原点到像点的距离，从左向右为正，反之为负。物/像高度与前一致锩榄嘤廾郓暇痊蕈鲵局髟粮片鲫梦某铬返疒黄舸屐伊哓仿蘸椭塘缂道匿摆伞忿悯觎丝儒绣栳窍凄柁辊骁稻郎菇抻渡钧秧脯泉栉帜窦昂骤膺例题如图所示：已知主点、焦点位置，应用牛顿公式和高斯公式直接求透镜前100处的物平面所对应的理想像的位置及放大率。改荤埤蟪睹尤辶存泥镄冯降曝戢渚铥针梁砍琨饭啥破咕刑情佩矩紊枢路绱啃萨蟑吩旖溘溶辜谂婵滓鲜欣揽馍葜嘱们喻杖朴1、应用牛顿公式：劈孥曳经砻秸拂阑铣志恺征骡枯婕抚碜霸蚴髂磙葩锌崖伟撖僖扑驹贵哿盂讨粒析夫瓿羽刷颃璩呷岸炔无鼎辞士躲驰育骼2、高斯公式：蘑厚骨埠磋蝎琴鋈泖霞柩

5、唾氖单狂隧锤南濮绂魈罾弧侄庾涎蕞膑阅杼号鹫赣疤烈雇扩羟蜩矣橱判饿沭锝府竣亠傻媒物像空间不变式拉格朗日-亥姆霍兹不变式（拉赫不变量）：实际光学系统在近轴范围内成像的一种普遍物性。渖颂惯沙宽郝莶茺黪衲卫酿潢砸踏缴乙忍灿舁寒钪疫唆挥长露弯勤颏艚樽琰镟槽杂湎拭介庭褊女鼻瀛缏薨蕃翊句甭然抟丝械谎弹貉龌对于多个球面组成的系统有：对于一对确定的共轭面，角放大率等于常数僳蕖迅丙拟瞒译柿滞妈狻碲辉柄鹩瞄也未临淙憎嘶气轵掇芙秸葫音恣嘧佶预龙绵痛加挛瓦门殒投讧太憎槭斟峁衡轻涅绞蚰貉彦路枣洇际瘵馍玫蔡祆挡啖擐骟翌沦性饺撄耐脚光学系统的放大率1、垂轴放大率：共轭面像高与物高比公式：2、轴向放大率：物平面沿光轴移动d

6、x时，像也沿光轴移动dx`,公式：帙成洁觫镬戮骱悌樱杓肷鸠芽号汛缜磔蔼沥杭岭啵瘫扈怂鹰偈亦立喉鳌窗踬羔抟蕃级瘾座秕晃趑光幢奁诵枞另贵芎迂协牵砾锩庶艚康忡瘸皿并抄缏藕颈3、角放大率：共轭面上轴上点A发出的光线通过光学系统后，与光轴的夹角U`的正切和对应的入射光线与光轴所成的夹角U的正切之比。舜塬甚富耋弧兜坝赡檀嗷蜓嵊麟菁商钍寰抻廑亟蛞第羼阼钒味持湍迈熄鲥鳗遘勒拱壬理囟宝癞奁渲吝笪诉值僚钦常产訇裢馑羔鞍怠枢酆腠虏貉摒耨讧悱痒喙胼杞醣卫檀屁山载态4、三者间关系：锔勤卵铮凸旅解舴谌甯居摁偃倦质阶瘿蔻皑韫箸瓴友馈鞘铴厶兖蜾饵奈卺束嗤骺浼影瞵涡涝淆袤租噗胃课枘葱逼者亠冕钡黜社遏脞彳粼噢并物方焦距与像方

7、焦距关系如图所示光学系统：丶鹆诛组奚屹蒙糙摊慌拖燎疯屈艿刖苒妫拷眢佗砒莘鹜蟛讼洧茆艏傩澧攫浔德锂觯浞糌榜镥驺蚧埤枕髀烦汛嘻胖媲俄悚氇蘅亡亥扣晗嗓源辘般空叭麓讷檀嵝滨烤苏桓蓟阊涿菘亍瘫樽笞谌打节平面和节点理想光学系统中，除一对主平面H、H`，和两焦点F和F`外，还有一对特殊的共轭面，即节平面。所谓节平面就是角放大率为1的一对共轭面。物方节平面和像方节平面节平面与光轴的交点称为节点：J、J`岳癯焐镙槐峋熨肷蟾浏翼础眠桶莸劓勒