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1、Jianping DingF1H1H1F1F2H2 dDII IF2f1 -f2H2f2 -f1和和主点H, H的位置:F-f Ff从H, H量出的焦距:从F, F量出的节点坐标:和HH-LH H1LH H2组合系统的参数：1Jianping Ding例1双凸透镜的厚度为 d，前后表面曲率半径分别为r1和r2折射率为 n，推导其在空气中的焦距。 例2、置于空气中的两共轴透镜的焦距分别为 f1、 f1和 f2、 f2 ，主点间隔为d，证明组合系统的焦距为 dO1O2nC1C2r1-r2H1H1H2H2d2Jianping DingdO1O2nC1C2r1-r2解1： 球面1： 球面2： 组合系统
2、的焦距：d 0薄透镜焦距公式3Jianping Ding解2： H1H1H2H2d已知：并且：和两接触的薄透镜 d 0： 4Jianping Ding例3、求厚透镜的基点。厚透镜的参数为：r1=15cm , r2=-10cm , d=3.0cm, n = 1.5。 dO1O2nC1C2r1-r2例4、图解确定双凸透镜的基点。透镜的参数为： r1=3.0cm , r2=-5.0cm , d=2.0cm, n = 1.5。 O1O2 nC1C2r1-r2d5Jianping Ding解3： r1=15cm , r2=-10cm , d=3.0cm, n = 1.5O1面：O2面：dO1O2nC1C
3、2r1-r2和因为6Jianping DingdO1O2nC1C2r1-r2已求出：和H HH2、H2H1、H17Jianping Ding解4： r1=3.0cm , r2=-5.0cm , d=2.0cm, n = 1.5从已知参数可求出：O1O2 nC1C2r1-r2d8Jianping Ding图解确定H和F: C1C22F1F2F1 F261510953H?F平行9Jianping DingC1C22F1F2F1F261510953FH图解确定 H 和 F : FH?10Jianping Dingdouble convex double concave HHHHHHHHHHHHmen
4、iscus convex meniscus concave planar convex planar concave 图示：一些厚透镜的主点 11Jianping Ding2-4-5 共轴球面组合系统的放大率 由 N 个子系统构成的组合系统 子系统1子 系 统 m子 系 统 N物像前一个系统的像为后一个系统的物12Jianping DingA. 组合系统的横向放大率（线放大率） 子系统1子 系 统 m子 系 统 N物像y1 yyN y已有：13Jianping DingB. 组合系统的纵向(轴向)放大率 前一个系统的像为后一个系统的物,.,，14Jianping DingC. 组合系统的角放大
5、率 各个子系统有： 组合系统的角放大率： 15Jianping Ding2-5-1 眼睛 图示：眼睛的结构角膜: 厚度-0.6mm角膜: 1.377睫状肌神经通道虹膜水状液： 1. 3374巩膜中央凹视网膜玻璃体（玻状 液）：1. 336水晶体 盲点水晶体： 中央-n 1.42, 软 外部-n 1.373, 硬视网膜： 1亿2千5百万细胞锥状-颜色，细节 杆状-光强，位置中央凹：0.25mm大量锥状细胞2-5 常用光学仪器（Optical instruments）简介 16Jianping Ding17Jianping Ding图示：简化眼模型 18Jianping Ding功能参数： 近点(
6、near point)-水晶体被压缩最厉害时能看清的最近点 远点(far point)-睫状肌放松时能看清的最远点.明视距离 - 正常眼在50勒克斯的照明下最习惯、最方便的观察距离 25cm。 正常眼（normal eye）: 远点在无穷远, 近点随年龄变化近点随年龄变化关系： 10岁7cm 15岁8cm 20岁10cm 30岁14cm 40岁22cm 50岁40cm19Jianping Ding近视眼(nearsighted eye 或 myopic eye) - 远点在有限距离 定义视度=1/远点距离 L（米） 单位：屈光度。 近视度=视度100 例: L=1.0m时，近视度=100度L=
7、0.5m时，近视度=200度远视眼(farsighted eye或hyperopic eye ) -近点大于明视距离远视近视20Jianping Ding眼镜校正远视近视21Jianping Ding近视眼的激光手术治疗治疗前治疗后22Jianping DingPRK准分子激光 角膜切削术 LASIK准分子激 光原位角膜磨镶术 l=193nm的远紫外激光 23Jianping Ding散光(astigmatism):横向和纵向聚焦不在一个平面上 色盲(color-blind):不能分辨某些颜色 C. 其它特性 角分辨力(黄斑中心): 1，例:一尺外0.1mm 色分辨力: 1nm灵敏度: 绝对暗
8、阈值 10-6lux-30公里外的一支烛光24Jianping Ding2-5-2 放大镜(magnifiers) 视角q h明视距离 25cm 物视角太小，看不清定义放大镜的 放大率: 凸透镜放大q hh放大镜Ff 由于像差的存在，f 不能太小 单透镜的M 036Jianping Ding激光Dd图示：望远镜的扩束功能 激光Dd37Jianping Ding50倍 天文望远镜拍摄的月球照38Jianping Ding总重量11.5吨，光学主镜口 径2.4米的哈勃太空望远镜 及其拍摄的照片39Jianping Ding图示：“哈勃”拍到迄今宇宙最深处照片 宇宙的婴儿期40Jianping Di
9、ng2-5-5 照相机（camera） 一种单镜头反射相机 41Jianping Ding照相机的常用参数：相对孔径（relative aperture）和焦距 底片单位面积上接受到的光辐射能量决定了曝光的速度单位面积上接受到的辐射能量（光强） 进入光学系统的光能 入瞳面积 D2 1/像面积 底片上的光强 - 相对孔径 (物距固定时)42Jianping Ding相对孔径的倒数-f 数 （f-number） 例如：D = 25mm 和 f = 50mmf 数= 2 或 f /2 - 相对孔径 f/1、f/1.4、f/2、f/2.8、f/4、f/5.6 等 f 数越小相机性能越高 照相镜头的 f 数：用 f 数表示的光圈：1、1.4、2、2.8、4、5.6、8、11、16、22 等 光圈加大一档, 曝光量增加一倍. 43Jianping Ding共轴系统FFOO图示： 主点的形成 111) 入射光线1的出射光线1通过F；HHRR4) 两入射光线的延长线的交点 R 与两出射光线的延长线交点 R互为共轭, 并且线放大率 b =+1. hh3) 选取光线2的倾角使出射光线2与光线1有相同的高度； 22) 入射光线2的出射光线2平行于光轴； 22244
