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1、3-5 平行平板 由两个相互平行的折射平面构成的光学元件称为平行平面板。 用棱镜镜来代替平面镜镜，就相当于在光学系统统中多加了一块块平 行平面板。 如标尺、刻有标志的分划板、补偿板、滤光镜、保护玻璃等等 下面讨论讨论 光线经过线经过 平行平面板的折射情况 假定平行平面板位于空气中 一 平行平板的成像性质质 上式表明，L因不同的I1值值不同而不同 即从具有不同入射角的各条光线经线经 平行平面板折射后，具 有不同的轴轴向位移量， 这这就说说明，同心光束经经平行平面板后变为变为 非同心光束， 成像是不完善的。 也可以看出平行平面板的厚度d 愈大，成像不完善程度也 愈大。 如果入射光束孔径很小，即为为
2、近轴轴光束成像，则则因I1较较很小 ， 可见对见对 于近轴轴光线线而言，其轴轴向位移只和平行平面板的厚度 d及玻璃折射率n有关，而与入射角i无关。 因此，物点以近轴轴光经经平行平面板成像是完善的二 平行平板的等效光学系统统一 反射棱镜的类型 简单棱镜（一次、二次、三次反射棱镜） 屋脊棱镜 立方角锥棱镜 复合棱镜等3-6 3-6 反射棱镜反射棱镜 二、基本定义义BAC光轴：光轴：光学 系统的光轴在 棱镜中的部分ABC-棱镜光轴光轴长度：光轴长度： 棱镜光轴的几 何长度；AB+BC= 棱镜光轴长度 二、基本定义义光轴光轴光轴光轴截面截面工作面 工作面 棱 棱 主截面主截面物空间为间为 右手坐标标三
3、三 确定棱镜系统成像方向的方法确定棱镜系统成像方向的方法（一）一次反射棱镜（一）一次反射棱镜 （a a）等腰）等腰直角棱镜直角棱镜y yz zx xx x z z y y zoxyzox yzoxyzyox（b b）道威棱镜道威棱镜直角棱镜使光线折转90等腰棱镜使光线折转任意角度。二者的特点是：入射面、出射面与光轴 垂直。道威棱镜，入射面、出射面与光轴 不垂直。道威棱镜90旋转后，像旋转180。道威棱镜: 绕光轴旋转角，其对应的反射 像同方向2旋转角。 一次反射特点：一次反射特点：成镜像；在主截面内坐标方向 改变，垂直于光轴截面内坐 标方向不变。半五角棱镜半五角棱镜x xy yz zx x y
4、 y z z （二） 二次反射 棱镜镜以上几种棱镜两反射面之间的夹角有为： 22.5、30 、45 、90 和180 。也使光线折转45 、60 、90 、180 和 360 。其中：五角棱镜和直角棱镜多用于显微 镜观察系统，使光线折转，便于观察。斜方棱镜使光轴平移，多用于双目镜 仪器中，调节目距。二次反射成像的特点：成一致像；入射光线与出射光线 之间的夹角取决于两反射 面之间的夹角。 （三）三次反射棱镜镜x xy yz z斯密特棱镜斯密特棱镜其特点是：其特点是： 光路在棱镜 中的光路很 长，可以折 叠光路，使 仪器紧凑。入射光线 与出射光线 之间的夹角 为45x x z z y y 屋脊棱镜
5、 如果在不改变光轴方向和主截面内成像方 向的条件下需要得到物体的一致像而又不想增加 反射棱镜时，怎么办？可用交线位于光轴面内的两个相互垂直的反 射面来取代其中的一个反射面，使垂直于主截面 内的坐标被这两个相互垂直的反射面依次反射而 改变方向，从而得到物体的一致像。（四） 屋脊面和屋脊棱镜屋脊面的作用：在不改变变光轴轴方向和主截面内成 像方向的条件下，增加一次反射，使 系统总统总 的反射次数由奇数变变成偶数 ，从而达到物像相似的要求。直角棱镜反射屋脊棱镜反射x xy yz zx x y y z z x xy yz zx x y y z z 屋脊棱镜的平面表示方法（五）角锥棱镜由立方体切下一个角而
6、形成的。角锥棱镜特点1、三个反射工作 面相互垂直，底面 是一等腰三角形， 为棱镜的入射面和 出射面。 2、当光线线以任意 方向从底面入射， 经过经过 三个直角面依 次反射后，出射光 线线始终终平行于入射 光线线。3、当角锥锥棱镜绕镜绕 其顶顶点旋转时转时 ，出 射方向不变仅产变仅产 生 一个平移。 应应用：与激光测测距 仪仪配合测测距由两个以上的棱镜组合起 来形成，可以实现一些特殊或 者单个棱镜难以实现的功能。（六）复合棱镜这种复合棱镜的用途也这种复合棱镜的用途也 是倒像作用。是倒像作用。四 棱镜和棱镜的展开主要讲讲述把多个反射面集成在同一块块 光学材料上的情况反射棱镜：把多个反射面作在同一块
7、光 学材料（如玻璃）上的光学零件。注：光线在棱镜反射面上的入射角大 于临界角时，在反射面发生全反射，不 镀膜二、棱镜的等效作用与展开、等效作用与展开方法1.等效作用 反射棱镜有两个折 射面和若干反射面，若不考虑反射 面，光线在两个折射面之间的行为 等效于一个平行平板平行光经透镜成像于焦点F上F F F F 平行光经透镜成像时加一平面镜把平面镜换成直角棱镜A A 对于这种光路的等效光路A A A A 把棱镜的光轴截面沿着它的反射面 展开，取消棱镜的反射，以平行玻璃板的 折射代替棱镜折射的方法称为“棱镜的展 开”（二） 棱镜的展开 (1).为了使棱镜和共轴球面系统组合后，仍 能保持共轴球面系统的特
8、性，必须对棱镜 的结构提出一定的要求：a棱镜展开后玻璃板的两个表面必须平 行。b如果棱镜位于会聚光束中，则光轴必 须和棱镜的入射及出射表面相垂直。(2).展开方法 利用棱镜反射面的性 质，将转折的光路拉直。即：按入射光线的顺序，以 反射面为镜面，求其对称像 ，并依次画出反射棱镜的展 开图。 折射棱镜 ：利用表面的折射作用来工作 折射棱 ：入射面与出射面的交线 折射角 ：两折射面夹角 偏向角 ：入射光线与出 射光线的夹角从入射光线转到 出射光线，顺正逆负 主截面：垂直于折射棱的平面3-3-折射棱镜与光楔折射棱镜与光楔利用最小偏角可测量 棱镜折射率 当很小，为光楔。 I1有一定大小： I1很小： 双光楔用两个光楔相对转动，产生不同的偏角 应用:旋转测(微)角 移动测(微)位移3-83-8光学材料光学材料 一 透射材料的光学特性:透过率折射率 二 反射材料的光学特性:反射率
