物理光学复习

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1、第一章小结几何光学的基础：基本概念及基本定律（见第一节小结）成像分析：1、完善像的定义及完善成像条件2、光路中的基本概念与符号规则3、光路计算：1）内容：a.成像位置关系（计算公式）b.成像特性分析（放大率）——虚实正倒缩放、共轭点沿轴移动、光束孔径角变化学习思路：a.球面——平面b.宽光束实际光线——近轴光线（球差）（高斯像、物像共轭）c.折射————反射（反射-折射定律；成像公式、放大率公式、拉赫不变量）d.单个球面——共轴系统：过渡公式、成像放大率第一章小结理想光学系统理论：1、基本概念：理想光学系统、共轭、共线成像等2

2、、共轴理想光学系统成像性质3、基点与基面：焦点/面、主点/面、节点（包括物像两方）物像关系：1、图解法求像：典型光线、基点基面性质（课上例题）2、解析法及应用：牛顿公式、高斯公式理想光学系统的组合：1）两光组组合的公式及计算2）多光组组合计算（正切计算法）典型光学系统：了解基本的光路特点、成像特性等作业1、（1）描述下列基点和基面的典型物理特征：焦点、焦平面；主点、主平面；节点；（2）写出物方焦距和像方焦距的关系式；（3）写出节点位置与主点位置的关系式。2、（1）写出高斯公式和牛顿公式，并用图表示出公式中各符号。（2）写出高斯

3、公式和牛顿公式相应的垂轴放大率公式。（3）写出物方焦距与像方焦距的关系。（4）写出空气中两透镜组合的光焦度。3、结合图、文、公式,简述多光组组合的正切计算法。P38:2,4,5,6共7道题第一章小结第四章作业1、结合画图进行名词解释：孔径光阑、入瞳、出瞳、孔径角2、结合画图进行名词解释：视场光阑、入窗、出窗、视场角3、对于一个光学系统，如何判断其孔径光阑？4、如何判断其视场光阑？5、名词解释：（1）渐晕、渐晕系数；（2）主光线；（3）照相系统中的孔径光阑和视场光阑分别是什么？6、（1）望远镜系统中的孔径光阑和视场光阑分别在何处

4、？（2）目视光学系统对出瞳有何要求？7、物方远心光路及其作用？8、场镜及其作用？9、解释景深、对准平面、远景平面、近景平面。10、景深决定于哪些因素？与这些因素有何关系？小结：光学系统的成像分析理想光学系统成像特点：物点——像点1、任意大的空间、任意宽的光束都可以成完善像。（视场）（孔径角）2、计算：牛顿公式、高斯公式、近轴光路计算公式均可以求理想像的大小与位置。实际光学系统1、近轴区才具有理想光学系统的性质——无实际意义2、通常情况下，不能以一定宽度的光束对一定大小的物体成完善像。成像特点：物点——弥散斑计算：实际光线计算追

5、迹成像的位置、大小与理想像的偏离——像差像差类型影响因素在高斯像面上接收到的像轴上物点单色球差孔径单色弥散圆斑复色色球差孔径、波长彩色弥散圆斑位置（轴向）色差波长轴外物点单色彗差（正弦差）孔径、视场形状复杂的弥散斑细光束像散视场场曲大物面畸变复色倍率色差波长单色几何像差小结破坏光束 同心性未经校正的光学系统，一般五种几何像差都存在。特定的条件下，也可能只有一种像差特别明显:(1)物点在主轴上：球差（光束越宽越明显）(2)物点与主轴距离不大：球差，彗差（更明显）(3)物点离轴很远、细光束：像散（最明显，因为狭窄光束球差、彗差不显

6、著）(4)物面很大：场曲和畸变4、眼睛的功能1）调节——水晶体：远、近点，调节能力，视度；明视距离；近视、远视、散光眼的特征及校正。2）适应——瞳孔：明适应、暗适应3）分辨——瞳孔：视角、人眼的极限分辨角4）景深第一章几何光学基本定律与成像概念1、波面：某一时刻其振动位相相同的点所构成的等相位面成为波阵面，简称波面。光的传播即为光波波阵面的传播。2、光束：与波面对应的所有光线的集合。3、波面分类：a)平面波：对应相互平行的光线束（平行光束）b)球面波：对应相较于球面波球心的光束（同心光束）c)非球面波4、全反射发生条件：a)光

7、线从光密介质向光疏介质入射b)入射角大于临界角5、光程：光在介质中传播的几何路程l与所在介质的折射率n的乘积s。光程等于同一时间内光在真空中所走的几何路程。6、费马原理：光从一点传播到另一点，期间无论经过多少次折射和反射，其光程为极值。7、马吕斯定律：光线束在各向同性的均匀介质中传播时，始终保持着与波面的正交性，并且入射波面与出射波面对应点之间的光程均为定值。8、完善像：a)一个被照明物体每个物点发出一个球面波，如果该球面波经过光学系统后仍为一球面波，那么对应光束仍为同心光束，则称该同心光束的中心为物点经过光学系统后的完善像点

8、。b)每个物点的完善像点的集合就是完善像。c)物体所在空间称为物空间，像所在空间称为像空间。10、完善成像条件：a)入射波面为球面波时，出射波面也为球面波。b)或入射光为同心光束时，出射光也为同心光束。c)或物点A1及其像点之间任意两条光路的光程相等。11、物像虚实：几个光学