最新工程光学基础课程复习课件教学讲义ppt.ppt

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1、工程光学基础课程复习课件1.几何光学的基本定律2.成像的概念和完善成像的条件3.光路计算和近轴光学系统第一章几何光学基本定律与成像概念一、基本概念光线：波面：某一时刻其振动位相相同的点所构成的面称为波阵面，简称波面。第一节几何光学的基本定律(1)光程(2)Fermat原理内容7、费马(Fermat)原理－几何光学的基本定律光程均匀介质中：L＝n×s其中n为介质的折射率，s为光经过的几何路径。非均匀介质中(1)光程－费马原理光程为光在介质中传播的时间和真空中光速的乘积.光线从任一点A传播到另一点B，是

2、沿光程为极值的路径传播。数学表示：说明:该处极值可以是极大值、极小值或常值.(2)Fermat原理内容－费马原理(1)内容垂直于入射波面的入射光束，经过任意次的反射和折射后，出射光束仍然垂直于出射波面，并且在入射波面和出射波面间所有光路的光程相等。(2)数学表示8、马吕斯(Malus)定律Malus定律的解释图ABC123A’B’C’3’2’1’p1p2光学系统第二节成像的基本概念与完善成像条件一、完善成像的概念完善像点。完善像。物空间，像空间。二、光线经过球面的折射共轴光学系统，该直线为光轴。三、完

3、善成像条件入射波面为球面波时，出射波面也是球面波。或入射光是同心光束时，出射光也是同心光束。等光程是完善成像的条件。四、物、像的虚实实际光线相交所形成的点为实物点或实像点光线的延长线相交所形成的点为虚物点或虚像点a）实物成实像b）实物成虚像c）虚物成实像d）虚物成虚像第三节光路计算与近轴光学系统平面看成是球面半径无穷大的特例，反射是折射在时的特例。球心C，入射光AE，法线EC，折射光EA'I、I'为入射角和折射角，AC为光轴，O为球面顶点1.光线经球面折射时的光路计算我们用两个量来表示一条光线：（1）

4、A到O的距离OA，记作L，称为截距。（2）光轴到光线的夹角，记作U，称为孔径角。L、U两量唯一地确定了一条光线在子午面内（纸内）的位置。正负号规定：（1）线段（2）角度2.近轴光路计算公式当角很小时（指绝对值很小），这时光线在很靠近光轴的区域内（此区域通常称为近轴区），光线称为近轴光线。此时，相应的　、、　等都比较小，(为弧度值)用弧度值替换正弦值：每面折射前后的不变，称为阿贝不变量此式表示用一个坐标（参量）就能决定近轴光位置（像点位置）。第四节　球面光学成像系统垂轴放大率律为可以用垂轴放大率的值辨别

5、物像性质：<0物像互为倒立，实物实像或虚物虚像,>0物像互为正立,实物虚像或虚物实像.>1,像放大；=1,物象等大.<1，像缩小；(1)物和像的虚实(2)像的放大和缩小2）轴向放大率－放大率轴向放大率说明：对于折射球面，a>0，则dl和dl’同号，物像运动方向相同。轴向放大率与垂轴放大率不等。F’OFAA’-ll’CC’dl’dl3)角放大律ABB'A'我们定义角放大率为和是一对共轭角.在上图折射系统中,A和A是一对共轭物像点,(1-4-3)上式称为拉格郎日不变式，J为拉赫不变量。垂轴放大率与轴向放

6、大率、角放大率的关系是第二章　理想光学系统基点、基面、主点、主面（焦点、焦平面）及其特点。F’-ll’-x-fFx’f’二、角放大率定义：象方孔径角u’的正切与物方孔径角u的正切之比又放大率之间的关系§2.5理想光学系统的组合反向棱镜的等效作用与展开：掌握方法折射棱镜中光楔的偏向角公式（课P53）及其测微应用第四章　光学系统中的光阑和光束限制光阑定义、作用、分类。孔径光阑、入瞳、出瞳、视场光阑、入射窗、出射窗定义。普通照相系统的结构组成。渐晕概念。光瞳衔接原则。出瞳距。景深概念及影响因素。第五章　光度

7、学和色度学基础各辐射量、光学量含义。光谱光效率函数定义。颜色分类及三个表观特征。两种颜色匹配方法三原色、三刺激值概念。第七章　典型光学系统眼睛视场及清晰观察范围。眼睛的校正。摄影系统的组成。影响摄影物镜的因素。影响物镜景深的因素。投影系统的作用实质。投影系统中照明系统的结构分类。激光的优点。激光高斯光束名义截面定义。表征扫描光学系统扫描特性的三个参数。光学扫描系统的三种形式。光纤的两种分类。第九章光的电磁理论基础第一节光的电磁性质（2）：Maxwell方程积分形式高斯定理：涡旋定理：法拉第定理：后两个

8、公式反映了磁场和电场之间的相互作用。第九章光的电磁理论基础第一节光的电磁性质（2）：Maxwell方程微分形式：（9－1）（9－2）（9－3）（9－4）揭示了电流、电场、磁场相互激励的性质第九章光的电磁理论基础第一节光的电磁性质（2）：Maxwell方程微分形式：第九章光的电磁理论基础第一节光的电磁性质（4）：电磁场的波动性第九章光的电磁理论基础第一节光的电磁性质（5）：平面电磁波及其性质（二）平面简谐电磁波的波动公式位相是时间和空间坐标的函数，表示平面