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1、1.抱负光学系统原始定义2.抱负光学系统的焦点、焦平面、主点、主平面3.抱负光学系统的节点.抱负光学系统的物像位置关系，牛顿公式和高斯公式5抱负光学系统物方焦距与像方焦距的关系6.抱负光学系统的拉氏不变量.抱负光学系统的光焦度及其与焦距的关系8抱负光学系统的垂轴放大率、沿轴放大率和角放大率及其关系9.几种特殊位置的三种放大率0.抱负光学系统的作图法11.抱负光学系统的组合：作图法和计算法.远距型和反远距型抱负光学系统模型1多光组组合,正切计算法,截距计算法4.各光组对总光焦度得奉献1.焦距仪基本原理16.望远镜系统的抱负光学系统模型17视觉放大率概念18.望远镜与其她光组的组合19薄透镜成像原
2、理0厚透镜的基点和基面及其与光组组合的关系引言单个折射球面（或反射球面)单薄透镜对细小平面以细光束成完善像实际光学系统对具有一定大小的物(视场）以宽光束(孔径）一种光学系统必须由若干元件构成，经反复精密计算，使其成像接近完善。开始时,一方面将系统当作是抱负的-抱负光学系统及其原始定义返回本章要点抱负光学系统像与物是完全相似的物空间像空间点共轭点直线共轭直线直线上的点共轭直线上的共轭点抱负光学系统理论高斯光学4-2 抱负光学系统的基点和基面 一、焦点F，F与焦平面返回本章要点物方无穷远F:后焦点，像方焦点轴上物点FA(处)F：前焦点,物方焦点 :物方无穷远垂轴平面的共轭平面为通过 F的垂轴平面(
3、后焦平面,像方焦面）：像方无穷远垂轴平面的共轭平面为物方过 的垂轴平面(前焦平面,物方焦面)注意:这里与F不为共轭点,A与也不为共轭点二、主点H,和主平面返回本章要点延长T,FS交于QH,亦为一对共轭点延长SkR，E交于点，H物(像）方主点,前（后）主点,Q,QH物（像)方主面,前(后）主面，且HQ与HQ共轭, 1，物、像方主面是一对1的物像共轭面光学系统总涉及一对主点（主平面),一对焦点（焦平面)，前者是一对共轭点(面）,后者不是像方焦距，后焦距物方焦距，前焦距只要一对主点、一对焦点的相对位置一定，一种光学系统的抱负模型就定了。单个折射球面、球面镜和薄透镜都相称于两个主面重叠在一起的状况。单
4、个折射球面球面镜薄透镜H,H,四点称为光学系统的基点三、节点和节平面= 1的一对共轭点返回本章要点由全等得同理当光学系统的f=-时系统的节点与主点重叠43 物像位置和三种放大率、两种焦距和光焦度一、抱负光学系统的物像位置关系和横向放大率返回本章要点1. 以 F，F为原点牛顿公式2. 以 ,H为原点由代入牛顿公式得高斯公式此时由高斯公式背面会看到单个折射球面公式具有普遍性当n=n时，化为与单个透镜物像公式相似，这时与l，l有关。当l一定期，与y的大小无关二、抱负光学系统两焦距的关系和拉氏公式返回本章要点由即并由代入之得对近轴区,有两焦距的关系结合若=,则f-f如空气中折射系统若涉及k个反射面,则
5、若n-n， 则=f,如反射球面抱负光学系统的拉氏公式返回本章要点三、光束的会聚度和系统的光焦度返回本章要点折合物距倒数，会聚度V(-）表达发散光束折合像距（）表达光束会聚折合焦距倒数,光焦度(）表起发散作用(+)表达起会聚作用光焦度等于像方光束会聚度与物方光束会聚度之差它表征光学系统偏折光线的能力。单位:屈光度以米为单位的焦距的倒数。 眼镜的度数=屈光度数10返回本章要点四、轴向放大率、角度放大率及其与横向放大率的关系1.轴向放大率像与物沿轴移动量之比由xx=得xdx+dx=因此仍成立,当n=n时立体物像不再相似2.角放大率像方、物方倾斜角的正切之比返回本章要点若n=n仍然成立对薄透镜，几种特
6、殊位置的、1.物在无穷远，像与像方焦面重叠2.物在2倍物方焦距处3.物与物方焦面重叠时.物与重叠返回本章要点正透镜成像(图中移动的黑线为物,红线为像)返回本章要点负透镜成像(图中移动的黑线为物,红线为像）返回本章要点4-抱负光学系统的图解求像 根据平行于光轴的光线经抱负光学系统后必通过像方焦点;过物方焦点的光线经抱负光学系统后必为平行于光轴的光线；过节点的光线方向不变；返回本章要点任意方向的一束平行光经抱负光学系统后必交于像方焦平面上一点；过物方焦平面上一点的光线经抱负光学系统后必为一束平行光。为解决任给一条光线求其共轭光线的问题,有必要运用辅助光线、3并结合根据、返回本章要点4- 光学系统的
7、组合返回本章要点一、两个光组的组合问题-已知 F1,F,H,H1,F2,F2，H2,H以及d（)，（光学间隔)求总光组的 F，F，,H解决1图解组合. 找出分光组与等效总光组之间的关系3. 求出 f，f,拟定，H,F,F的位置返回本章要点合成光组的像方参量以第二个光组的像方焦点、像方主点为起始点合成光组的物方参量以第一种光组的物方焦点、物方主点为起始点组合放大率:一般已知 x, 则返回本章要点 则一般光组在空气中，有f=-f,于是两个有一定焦距的光组组合,系统的总焦距或光焦度除与各自的光焦度有关外,还与其间隔 d 有关例：两个正光焦度薄光组组合返回本章要点当当当二、多光组组合返回本章要点因此
8、即过渡:1正切计算法初值 u1, h1任选返回本章要点2.截距计算法返回本章要点由令反复运用高斯公式得各截距，最后算出 ,并有.各光组对总光焦度的奉献每个光组对总光焦度的奉献,除与自身的光焦度有关外，还与它在系统中的位置有关。与前面得到的结论一致。两个特例返回本章要点位于中间实像面上的光组对总光焦度无奉献此时d=0,+2二正透镜组合,越接近总光焦度越大两个例子返回本章要点三、光学系统焦距的测定返回本章要点用左图,可得到，但=？必须用轴外平行光写成例如:13相机，底片2436,则像高可以根据视场角求焦距注意:当节点与主点不重叠时不能直接使用公式例如单个折射球面焦距测定必须提供一定角度的平行光平行
9、光管返回本章要点焦距仪(详见实验指引“焦距测量实验”）返回本章要点4-6望远镜系统返回本章要点望远镜系统是以平行光入射,再以平行光出射的系统系统特点焦点、主点在无穷远，焦距无穷大由得0最简朴的望远镜至少有两个独立光组,第一光组的像方焦点与第二光组的物方焦点重叠返回本章要点一、放大率、由得一般并有且望远镜的三种放大率均与物距无关,仅与二光组的焦距有关仍有诸放大率的关系不变二、视觉放大率返回本章要点人对物体主观感觉的大小与视角有关，目视光学仪器用视觉放大率物体经目视仪器所成的像对人眼张角的一半人眼直接观测时物对人眼张角的一半对于望远镜系统物镜焦距目镜焦距三、讨论返回本章要点 规定主观放大,故或写成
10、一般f0,f2可正可负。成倒像,观测不便,但便于测量,必要时加倒像系统成正像，用于观测，但无实像面,不能测量 当时物经望远镜成缩小像距离拉近诸多 对眼睛的张角变大 系统一定，则，为定值，与物距 无关四、望远镜与其她光组的组合返回本章要点望远镜系统望远镜系统=望远镜系统望远镜系统有限焦距系统有限焦距系统等效系统的像方焦点与第二系统的像方焦点重叠。焦距为将第二系统的焦距扩大到倍有限焦距系统对无穷远物成像时，焦距短则像小，反之像大望远镜与眼睛组合，相称于把眼睛的焦距扩大到倍返回本章要点7 透镜一、透镜球面透镜（ 重要考虑工艺过程简朴）,非球面透镜( 提高像质、简化构造）双凸平凸月凸双凹平凹月凹 凸透
11、镜 ( 双凸、平凸、月凸 ）dtm 凹透镜 ( 双凹、平凹、月凹）在考虑高斯总是时令 d-0即薄透镜。返回本章要点二、薄透镜返回本章要点构造特性薄透镜:H,H重叠，J，重叠,f=-f光焦度（焦距）计算正透镜，会聚透镜对平行光起会聚作用,有实的像方焦点。负透镜,发散透镜对平行光起发散作用，有虚的像方焦点。薄透镜的放大率薄透镜的共轭距三、厚透镜的焦距返回本章要点考虑厚度,由对于两个面得将其当作二薄光组组合,按当d0时，为厚透镜,此时代入之得到厚透镜焦距返回本章要点光焦度计算四、厚透镜的主面返回本章要点运用二光组组合求主面的的公式，可得透镜主面、焦点位置为:1. 双凸透镜返回本章要点当dH,H都在透镜内部,H在H的前面当时二球心重叠,主面重叠于球心，f0此时时是正透镜，主面在内返回本章要点时是望远镜，
