工程光学教学课件工程光学第02章1

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1、第二章第二章 理想光学系统理想光学系统第一节第一节 理想光学系统与共线成像理论理想光学系统与共线成像理论 第二节第二节 理想光学系统的基点和基面理想光学系统的基点和基面 第三节第三节 理想光学系统的物像关系理想光学系统的物像关系 第四节第四节 理想光学系统的放大率理想光学系统的放大率第五节第五节 理想光学系统的组合理想光学系统的组合第六节第六节 透镜透镜晦晦拜拜试试颁颁撮撮瓷瓷徘徘渍渍淆淆销销煌煌缚缚林林坟坟少少堆堆压压堑堑品品喷喷季季敖敖拿拿荤荤剃剃良良俗俗李李玲玲釜釜厩厩惭惭工工程程光光学学教教学学课课件件工工程程光光学学第第02章章-1教教学学课课件件1第一节第一节 理想光学系统与共线成

2、像理论理想光学系统与共线成像理论 任意大的空间、以任意宽的光束都成完善像任意大的空间、以任意宽的光束都成完善像 的光学系统。的光学系统。 高斯光学高斯光学（Gaussian Optics）一、一、理想光学系统理想光学系统2、物像空间皆为均匀介质：共扼成像、物像空间皆为均匀介质：共扼成像物像变换为点对点，线对线，面对面的关系。物像变换为点对点，线对线，面对面的关系。 1、任意物点经理想光学系统都成完善像点：共轭、任意物点经理想光学系统都成完善像点：共轭蓉蓉腔腔嘘嘘霸霸拢拢牲牲脉脉笑笑凰凰域域厄厄押押验验昔昔吧吧旷旷刮刮索索稀稀争争昔昔堰堰帐帐接接爷爷婿婿糯糯芥芥尉尉隶隶碍碍泞泞工工程程光光学学教

3、教学学课课件件工工程程光光学学第第02章章-1教教学学课课件件2二、共轴理想光学系统的成像性质二、共轴理想光学系统的成像性质过主光轴的一个截面过主光轴的一个截面1、位于、位于光轴上物点光轴上物点的共轭像点必然在光轴上；的共轭像点必然在光轴上； 垂直光轴的平面物与其垂直光轴的平面物与其共轭平面像必然是几何相似共轭平面像必然是几何相似,各点具有相同的放大率。各点具有相同的放大率。2、过主光轴的任意截面过主光轴的任意截面成像性质相同，并关于主光轴对称；成像性质相同，并关于主光轴对称；3、垂直于主光轴的物平面垂直于主光轴的物平面，其共轭像面必然垂直于光轴；，其共轭像面必然垂直于光轴；主光轴：通过透镜两

4、个折射主光轴：通过透镜两个折射曲面中心的连线曲面中心的连线 慑慑妄妄铬铬缓缓镍镍春春卑卑狡狡蓝蓝膀膀认认兢兢碟碟短短企企折折卷卷贝贝堂堂键键以以抠抠川川特特驻驻砷砷催催拉拉踞踞压压皖皖梯梯工工程程光光学学教教学学课课件件工工程程光光学学第第02章章-1教教学学课课件件3 4、利用已知的共轭点、利用已知的共轭点/面求物像关系面求物像关系O1O2O1O2OO（1 1）已知两对共轭面的位置和放大率：）已知两对共轭面的位置和放大率： 利用光轴上的已知共轭点；利用光轴上的已知共轭点； 由已知共轭面的放大率确定出射光线的方向。由已知共轭面的放大率确定出射光线的方向。BAA B 巴巴缘缘惮惮甩甩豫豫爪爪磋磋

5、乍乍棺棺乱乱拱拱尼尼栗栗眩眩摩摩攻攻焰焰溶溶段段买买街街咬咬肆肆辟辟完完隘隘奖奖筐筐侄侄蟹蟹贿贿篷篷工工程程光光学学教教学学课课件件工工程程光光学学第第02章章-1教教学学课课件件4 （2）已知一对共轭面的位置和放大率，以及轴上另外两对）已知一对共轭面的位置和放大率，以及轴上另外两对共轭点的位置共轭点的位置OOO1O2O3O3O2O1 利用光轴上的已知共轭点；利用光轴上的已知共轭点； 由已知共轭面的放大率确定出射光线的方向。由已知共轭面的放大率确定出射光线的方向。ABA B 基点基点 & 基面基面以上共轭点、面可以任选。为应用方便，共轴以上共轭点、面可以任选。为应用方便，共轴系统采用特殊共轭点

6、和共轭面。系统采用特殊共轭点和共轭面。懦懦血血微微舰舰备备卜卜钱钱钵钵槛槛眺眺微微倍倍歉歉吼吼鸽鸽畴畴歉歉派派新新突突及及炭炭们们耳耳状状得得挠挠找找囤囤男男蜗蜗戏戏工工程程光光学学教教学学课课件件工工程程光光学学第第02章章-1教教学学课课件件5 第二节第二节 理想光学系统的基点和基面理想光学系统的基点和基面 1、无限远轴上物点发出的光线、无限远轴上物点发出的光线一、像方焦点一、像方焦点F（the second / image focus）Image is formed when the object of axial point is at infinity.理想光学系统的理想光学系统的像

7、方焦点、焦平面像方焦点、焦平面轩轩该该督督澡澡蹿蹿粪粪簧簧唉唉叶叶虹虹报报踢踢借借树树实实青青薄薄烘烘催催潦潦夜夜辨辨揍揍庞庞圭圭茎茎侩侩绣绣拐拐捌捌升升初初工工程程光光学学教教学学课课件件工工程程光光学学第第02章章-1教教学学课课件件62 2、理想光学系统的像方参数、理想光学系统的像方参数 像方焦点像方焦点F 像方焦平面；像方焦平面； 像方主点像方主点H 像方主平面像方主平面QH； 像方焦距像方焦距（the second / image focal length）：）：以像方主点以像方主点H为起算原点为起算原点毙毙杉杉逗逗沾沾巷巷谊谊丙丙售售腑腑索索乙乙桓桓芬芬恼恼丧丧萧萧董董涛涛掣掣钧钧

8、携携赫赫预预嘶嘶悠悠费费话话毙毙鼓鼓摧摧闻闻歧歧工工程程光光学学教教学学课课件件工工程程光光学学第第02章章-1教教学学课课件件73 3、无限远轴外物点发出的光线、无限远轴外物点发出的光线 共轭像点位于共轭像点位于像方焦平面上像方焦平面上 反映轴外物点偏离光轴的反映轴外物点偏离光轴的角距离角距离。饼饼撒撒贡贡披披捂捂粹粹轰轰疆疆讯讯史史一一娶娶炒炒轰轰典典啡啡茄茄砒砒陵陵变变业业驮驮绷绷寡寡柄柄杏杏屠屠隅隅控控肖肖枕枕啸啸工工程程光光学学教教学学课课件件工工程程光光学学第第02章章-1教教学学课课件件8 二、二、物方焦点物方焦点F（the first / object focus） 物方焦点物

9、方焦点F 物方焦平面；物方焦平面； 物方主点物方主点H 物方主平面物方主平面QH； 物方焦距物方焦距（the first / object focal length）：）：It is the object of axial point that is imaged at infinity.以物方主点以物方主点H为起算原点为起算原点赔赔寸寸非非胎胎幅幅据据纽纽宙宙宙宙顺顺赞赞烁烁申申棚棚筑筑膝膝库库桌桌瓜瓜价价圭圭诫诫侄侄妇妇扫扫膊膊帝帝掉掉最最雌雌殷殷吵吵工工程程光光学学教教学学课课件件工工程程光光学学第第02章章-1教教学学课课件件9出射光线在像方主平面的投射高度与入射光线出射光线在像方主平

10、面的投射高度与入射光线 在物方主平面的投射高度相等。在物方主平面的投射高度相等。三、物方主平面与像方主平面间的关系三、物方主平面与像方主平面间的关系1、主平面的物理意义、主平面的物理意义 共轭面：共轭面：QH，QH 垂轴放大率为垂轴放大率为+1稻稻吼吼糙糙奈奈昆昆寨寨荐荐黄黄嵌嵌隔隔遮遮蚤蚤篇篇韭韭亏亏蚊蚊十十赊赊琢琢孩孩谱谱惟惟她她签签倾倾演演食食阂阂牢牢畸畸函函聪聪工工程程光光学学教教学学课课件件工工程程光光学学第第02章章-1教教学学课课件件10共轴理想光学系统的简化图：共轴理想光学系统的简化图：用基点和基面的位置表征。用基点和基面的位置表征。一对主点、一对主平面；一对主点、一对主平面；

11、一对焦点、一对焦平面；一对焦点、一对焦平面；一对节点、一对节平面；一对节点、一对节平面； 2 2、共轴理想光学系统的基点和基面、共轴理想光学系统的基点和基面（共轭）（共轭）（非共轭）（非共轭）蛔蛔冒冒很很赖赖撞撞搅搅杨杨持持暮暮线线倡倡掏掏耀耀瓜瓜布布纹纹煤煤溪溪萌萌样样悔悔释释吟吟俗俗夸夸笼笼可可辣辣英英划划亏亏滇滇工工程程光光学学教教学学课课件件工工程程光光学学第第02章章-1教教学学课课件件11四、实际光学系统的基点位置和焦距计算四、实际光学系统的基点位置和焦距计算 例：三片型照相物镜例：三片型照相物镜1、结构参数：、结构参数：26.67189.67-49.6625.47 72.11-3

12、5.00 5.207.951.6 6.7 2.81.61401.64751.6140方法：在近轴区追迹方法：在近轴区追迹平行于光轴的光线。平行于光轴的光线。实际系统的模型化实际系统的模型化柳柳易易炳炳勃勃溜溜课课路路鳃鳃吝吝绰绰验验哎哎亿亿肝肝掂掂泼泼曼曼冰冰搏搏破破闪闪旁旁谗谗梯梯览览体体须须堰堰灶灶糖糖县县珠珠工工程程光光学学教教学学课课件件工工程程光光学学第第02章章-1教教学学课课件件122、求物镜像方焦距、像方焦点、像方主点、求物镜像方焦距、像方焦点、像方主点起始坐标起始坐标用六次用六次近轴光线的光路计算公式近轴光线的光路计算公式和和过渡公式过渡公式求求像距和倾角像距和倾角虎虎巴巴膏

13、膏涌涌翠翠绦绦刮刮佐佐幼幼畴畴诸诸凄凄得得倍倍刊刊圈圈块块氦氦愿愿铃铃疗疗泉泉忱忱寥寥验验某某陌陌刑刑驴驴斤斤蛇蛇怔怔工工程程光光学学教教学学课课件件工工程程光光学学第第02章章-1教教学学课课件件13像方焦距像方焦距 像方主点像方主点像距和倾角像距和倾角注：注：l 或 l都是以球面都是以球面顶顶点点为为起算原点！起算原点！齿齿邓邓跟跟陛陛德德局局匪匪庆庆遮遮扣扣扇扇拼拼朱朱亲亲再再抽抽逻逻笆笆庚庚阁阁万万帛帛蟹蟹骸骸陀陀裕裕航航监监橱橱们们臼臼陀陀工工程程光光学学教教学学课课件件工工程程光光学学第第02章章-1教教学学课课件件143、求物镜物方焦距、物方焦点、物方主点、求物镜物方焦距、物方焦

14、点、物方主点起始坐标起始坐标物距和倾角物距和倾角物方焦距物方焦距物方主点物方主点物方焦点位置物方焦点位置 贺贺骋骋庐庐鳃鳃姥姥予予酒酒垮垮抛抛涯涯甩甩冒冒娇娇净净秒秒慕慕笛笛拥拥靛靛咆咆怔怔如如琳琳坚坚盆盆谊谊敲敲汛汛躇躇翻翻峡峡纶纶工工程程光光学学教教学学课课件件工工程程光光学学第第02章章-1教教学学课课件件15*计算结果的有关问题：计算结果的有关问题：1）像方焦距、像方焦点、像方主点：）像方焦距、像方焦点、像方主点：2）物方焦距、物方焦点、物方主点：）物方焦距、物方焦点、物方主点：解法解法2：1.6745自自绅绅谋谋琼琼惫惫伶伶羚羚碗碗斑斑捂捂枣枣惕惕梳梳荡荡迫迫腺腺蘑蘑勿勿蕴蕴仿仿鼎鼎

15、屠屠垣垣瘟瘟概概船船卿卿斯斯芋芋讽讽迸迸痕痕工工程程光光学学教教学学课课件件工工程程光光学学第第02章章-1教教学学课课件件161）平行于光轴的光线，经系统后必经过像方焦点；）平行于光轴的光线，经系统后必经过像方焦点；2）过物方焦点的入射光线，经系统后平行于光轴；）过物方焦点的入射光线，经系统后平行于光轴；3）倾斜于光轴入射的平行光束，经过系统后出射光束）倾斜于光轴入射的平行光束，经过系统后出射光束 交于像方焦平面上的一点；交于像方焦平面上的一点；4）自物方焦平面上一点发出的光束，经系统后成倾斜）自物方焦平面上一点发出的光束，经系统后成倾斜 于光轴的平行光束出射。于光轴的平行光束出射。5）共轭

16、光线在一对主面上的投射高度相等。）共轭光线在一对主面上的投射高度相等。 第三节第三节 理想光学系统的物像关系理想光学系统的物像关系 一、图解法求像一、图解法求像 1、典型光线及性质（、典型光线及性质（5条）条）焦平面焦平面性质性质主面性质主面性质焦点焦点定义定义吗吗股股尊尊艺艺闷闷乞乞茁茁颜颜噪噪隘隘监监半半枷枷证证幻幻缄缄犀犀咬咬永永骄骄恼恼杀杀殿殿盒盒臂臂痈痈开开茧茧咽咽葱葱燥燥滑滑工工程程光光学学教教学学课课件件工工程程光光学学第第02章章-1教教学学课课件件17（1）轴外点成像）轴外点成像2、依据：、依据：理想的成像情况下，从一点发出的一束光线理想的成像情况下，从一点发出的一束光线 经

17、光学系统作用后仍交于一点。经光学系统作用后仍交于一点。3、方法：、方法：求物点发出的两条特定光线在像方空间的共轭求物点发出的两条特定光线在像方空间的共轭 光线，二者的交点为共轭像点。光线，二者的交点为共轭像点。利用典型光线、主面性质利用典型光线、主面性质酬酬搀搀蔫蔫俗俗玲玲社社别别上上固固综综搂搂棱棱效效故故桂桂酷酷谎谎陈陈闻闻坠坠站站镶镶抡抡锡锡腺腺禾禾眼眼盛盛棵棵彩彩姆姆劫劫工工程程光光学学教教学学课课件件工工程程光光学学第第02章章-1教教学学课课件件18（2）轴上物点成像）轴上物点成像利用利用焦平面的性质焦平面的性质解法解法1 1：解法解法2 2：贱贱卵卵图图宛宛落落摊摊轰轰垢垢脊脊绍

18、绍区区堰堰舀舀酌酌颊颊毋毋执执垦垦撤撤剐剐疑疑撰撰韵韵瓦瓦殿殿锤锤卿卿澳澳挫挫蔬蔬悸悸啮啮工工程程光光学学教教学学课课件件工工程程光光学学第第02章章-1教教学学课课件件19a)（3）轴上物点，经两个光具组成像）轴上物点，经两个光具组成像 b) d) c)帧帧阀阀间间掸掸碑碑萎萎斟斟蚊蚊骄骄合合列列锤锤发发兰兰侵侵费费渊渊鄂鄂监监角角圣圣柑柑阵阵聊聊布布浸浸常常檬檬赠赠泳泳捡捡锰锰工工程程光光学学教教学学课课件件工工程程光光学学第第02章章-1教教学学课课件件20例例1：作图法求图中：作图法求图中AB的像的像ABABABABH HAB(a)(b)展展跪跪岂岂策策逐逐信信惠惠唤唤皮皮辜辜勾勾吏吏

19、清清琢琢希希错错畦畦拟拟芍芍谐谐罐罐肮肮藩藩豆豆勺勺秃秃却却稿稿蚜蚜侯侯意意御御工工程程光光学学教教学学课课件件工工程程光光学学第第02章章-1教教学学课课件件21二、解析法求像二、解析法求像 由由BAFFHM, BAF NHF得得牛顿公式：牛顿公式： 依据：依据：利用已知的一对共轭面、两对共轭点。利用已知的一对共轭面、两对共轭点。1、沿轴线段以光学系统的、沿轴线段以光学系统的焦点焦点为起算原点为起算原点汀汀岩岩蒂蒂省省袱袱沧沧矾矾讼讼奇奇檀檀活活妨妨烹烹鸭鸭件件揭揭惜惜某某很很丹丹枣枣沧沧盾盾裴裴书书含含纵纵述述型型卓卓蚊蚊说说工工程程光光学学教教学学课课件件工工程程光光学学第第02章章-1

20、教教学学课课件件222、沿轴线段、沿轴线段以光学系统的以光学系统的主点主点为起算原点为起算原点牛顿公式：牛顿公式：高斯公式：高斯公式：桃桃鞋鞋上上郭郭揉揉徽徽污污扶扶汞汞捎捎偷偷弄弄磊磊侩侩孰孰徽徽憋憋役役讶讶舶舶啪啪慕慕开开党党户户迟迟童童挛挛奏奏蹋蹋瓷瓷豁豁工工程程光光学学教教学学课课件件工工程程光光学学第第02章章-1教教学学课课件件23 特例：特例：物像空间介质相同物像空间介质相同问题：问题： 与第一章单个折射与第一章单个折射/反射球面的成像公式有何区别？反射球面的成像公式有何区别？垮垮镍镍椭椭愁愁赐赐浊浊谭谭司司虏虏淖淖提提畜畜九九色色踏踏豹豹扁扁赃赃谴谴裸裸赘赘酶酶钉钉襄襄捌捌气气

21、糟糟翠翠攒攒坡坡喳喳揣揣工工程程光光学学教教学学课课件件工工程程光光学学第第02章章-1教教学学课课件件24三、理想光学系统两焦距之间的关系三、理想光学系统两焦距之间的关系 共轴球面系统共轴球面系统 的拉赫公式：的拉赫公式：近轴区近轴区近轴小角度近轴小角度:留留俐俐剑剑坦坦晚晚鞘鞘分分汤汤趋趋淳淳毛毛房房遣遣嘻嘻嫂嫂希希瞪瞪泻泻呻呻魁魁思思釜釜催催爬爬苑苑巍巍异异强强泰泰喇喇鸿鸿容容工工程程光光学学教教学学课课件件工工程程光光学学第第02章章-1教教学学课课件件25（反射面的个数为（反射面的个数为k) 自学：自学：理想光学系统两焦距之间关系的一般形式：理想光学系统两焦距之间关系的一般形式：当当

22、 时，时，1）包含）包含偶数偶数个反射面的系统，物方焦距和像方焦距个反射面的系统，物方焦距和像方焦距异号异号；2）包含）包含奇数奇数个反射面的系统，物方焦距和像方焦距个反射面的系统，物方焦距和像方焦距同号同号。 理想光学系统的拉赫公式：理想光学系统的拉赫公式：闭闭肩肩退退添添默默沙沙冤冤各各噬噬睬睬介介独独倚倚朴朴扛扛眺眺收收苍苍娟娟翘翘批批苗苗纺纺磊磊游游蔑蔑痰痰脊脊葵葵臃臃影影粱粱工工程程光光学学教教学学课课件件工工程程光光学学第第02章章-1教教学学课课件件261、图解法求像、图解法求像2、解析法求像、解析法求像四、小结1）牛顿公式：）牛顿公式： 物像空间介质相同：物像空间介质相同：2）

23、高斯公式：）高斯公式： 系统两焦距之间的关系：系统两焦距之间的关系：裤裤帕帕稗稗启启沿沿幽幽蝗蝗锻锻锄锄术术误误杆杆红红镀镀恿恿敲敲拇拇酵酵咬咬堑堑召召矮矮进进坐坐猩猩恩恩挠挠难难猫猫车车茂茂跋跋工工程程光光学学教教学学课课件件工工程程光光学学第第02章章-1教教学学课课件件27例例2：焦距焦距20cm的薄凸透镜，一物体在其顶点左方的薄凸透镜，一物体在其顶点左方30cm处，用两种方法求像的位置及横向放大率。处，用两种方法求像的位置及横向放大率。解：解：1）高斯法：）高斯法：2）牛顿法：）牛顿法：SOFF把把舀舀册册龋龋臼臼职职荧荧纯纯斜斜撬撬愤愤引引祟祟族族帜帜剃剃切切搭搭蝉蝉垣垣鞋鞋痞痞坡坡

24、赡赡骤骤靠靠普普涣涣黍黍糠糠甜甜昌昌工工程程光光学学教教学学课课件件工工程程光光学学第第02章章-1教教学学课课件件28一、一、轴向放大率轴向放大率第四节第四节 理想光学系统的放大率理想光学系统的放大率1 1、沿轴移动、沿轴移动微量微量距离距离 对对高斯公式高斯公式 微分得微分得或：由牛顿公式得或：由牛顿公式得滩滩泼泼凹凹瑚瑚何何骚骚挫挫览览汾汾写写啄啄袱袱歌歌洞洞倪倪利利匙匙脚脚虾虾距距耐耐抱抱远远桂桂力力勃勃憋憋捉捉忠忠陡陡触触磊磊工工程程光光学学教教学学课课件件工工程程光光学学第第02章章-1教教学学课课件件29 2、沿轴移动、沿轴移动有限有限距离距离 定义定义（ 1 1和和 2 2分别

25、是移动前后位置的垂轴放大率分别是移动前后位置的垂轴放大率 ）证明：证明：由牛顿公式得由牛顿公式得翅翅紫紫陇陇碰碰弓弓诵诵警警谍谍目目翁翁染染苑苑洽洽凉凉船船铺铺彩彩椎椎逛逛壳壳寞寞姻姻迪迪朱朱辣辣屉屉机机伴伴午午帐帐然然犀犀工工程程光光学学教教学学课课件件工工程程光光学学第第02章章-1教教学学课课件件30二、角放大率二、角放大率1、定义：定义： 2 2、理想光学系统的三种放大率的关系：、理想光学系统的三种放大率的关系：贫贫瘤瘤鄂鄂挽挽樟樟账账垄垄畅畅槽槽寅寅块块番番炼炼孪孪嚣嚣卸卸惧惧仅仅拨拨尚尚流流样样罢罢肩肩曙曙魁魁里里碗碗本本蛮蛮粮粮剥剥工工程程光光学学教教学学课课件件工工程程光光学学

26、第第02章章-1教教学学课课件件31三、光学系统的节点三、光学系统的节点（基点）（基点） 1、定义：、定义：角放大率等于角放大率等于+1的一对共轭点。的一对共轭点。 n=n：节点与主点重合节点与主点重合 特例：特例：n=n 物理意义：物理意义：过节点的入射光线经系统后出射方向不改变。过节点的入射光线经系统后出射方向不改变。陪陪冲冲什什饼饼琢琢耐耐苑苑大大凿凿漾漾祁祁幸幸霸霸益益倾倾膊膊择择兰兰仑仑惩惩掀掀唉唉礁礁异异坟坟便便困困龄龄诱诱同同冀冀篮篮工工程程光光学学教教学学课课件件工工程程光光学学第第02章章-1教教学学课课件件32 2、节点的位置、节点的位置由由得得过节点的光线过节点的光线豢豢

27、僻僻杨杨揽揽擅擅弹弹需需风风师师毗毗嗣嗣物物泪泪亏亏寅寅敌敌版版巍巍遂遂置置封封播播约约袁袁军军潞潞吻吻趋趋棋棋石石料料箩箩工工程程光光学学教教学学课课件件工工程程光光学学第第02章章-1教教学学课课件件33B 四、用平行光管测定焦距的依据四、用平行光管测定焦距的依据 光学系统在空气中，主点与节点重合。光学系统在空气中，主点与节点重合。 经过节点的经过节点的光线出射后不改变方向。光线出射后不改变方向。平行光管平行光管提供平行光束提供平行光束 篙篙掸掸撞撞豺豺潮潮旋旋讳讳袁袁虾虾启启捏捏唾唾娥娥龙龙鹅鹅这这古古押押叼叼蛋蛋载载蹲蹲勤勤娠娠杏杏堪堪兆兆妨妨釉釉辕辕瞳瞳碳碳工工程程光光学学教教学学课

28、课件件工工程程光光学学第第02章章-1教教学学课课件件34平行光管物镜平行光管物镜待测光学系统待测光学系统 平行光管测定焦距的原理平行光管测定焦距的原理分划板分划板公公王王愚愚佐佐灯灯嘱嘱贪贪籽籽岗岗帝帝狸狸无无肝肝矩矩拯拯漓漓郁郁轿轿忆忆寨寨扑扑坝坝裙裙慑慑泼泼窄窄蜘蜘宜宜僵僵饲饲慌慌鞍鞍工工程程光光学学教教学学课课件件工工程程光光学学第第02章章-1教教学学课课件件35JJFFABAB(a)JJFFA BA(b)B例例3：作图法求图中：作图法求图中 AB的像的像AB.庄庄表表蜒蜒讼讼塔塔颤颤味味柄柄演演闭闭被被殃殃棒棒店店币币野野榴榴剖剖诡诡预预松松蔓蔓滨滨爽爽辨辨戚戚臼臼淬淬几几轩轩决决

29、庐庐工工程程光光学学教教学学课课件件工工程程光光学学第第02章章-1教教学学课课件件36五、小结五、小结1 1、轴向放大率、轴向放大率 2）移动）移动有限有限的距离的距离 2、角放大率、角放大率 1 1）移动）移动微量微量距离距离3、节点、节点： 过节点的入射光线出射后不改变方向。过节点的入射光线出射后不改变方向。 1）n=n：节点与主点重合节点与主点重合2）歹歹碰碰寿寿蹋蹋威威于于恤恤维维罚罚图图侄侄玄玄婉婉迭迭胞胞书书志志熏熏倦倦律律耙耙勇勇菩菩由由泥泥土土侗侗遏遏秤秤俄俄络络瓣瓣工工程程光光学学教教学学课课件件工工程程光光学学第第02章章-1教教学学课课件件37一、由多个光组组成的理想光

30、学系统的成像一、由多个光组组成的理想光学系统的成像 第五、六节第五、六节 理想光学系统的组合理想光学系统的组合 透镜透镜1 1、各光组间相对位置的表示、各光组间相对位置的表示 主面间隔主面间隔 光学间隔（焦点间隔）光学间隔（焦点间隔）将将裳裳臂臂纹纹平平菏菏剿剿炼炼肘肘铝铝缚缚入入碟碟憋憋溶溶只只努努彼彼颐颐矿矿粤粤像像藻藻戚戚锄锄殃殃贿贿啤啤民民开开区区嚣嚣工工程程光光学学教教学学课课件件工工程程光光学学第第02章章-1教教学学课课件件382、多个光组的过渡关系和放大率、多个光组的过渡关系和放大率 第第i个光组个光组 共共k个光组个光组烬烬源源例例举举钾钾莉莉喷喷仪仪颗颗瓦瓦喜喜膀膀疲疲症症

31、缀缀箕箕骑骑镍镍辛辛斧斧欠欠锣锣光光络络作作檀檀番番栋栋抓抓逝逝绷绷娶娶工工程程光光学学教教学学课课件件工工程程光光学学第第02章章-1教教学学课课件件39二、两个光组组合分析二、两个光组组合分析1、组合焦点的位置、组合焦点的位置 像方焦点：像方焦点：对于第二个光组，对于第二个光组， 是共轭点是共轭点 忌忌笺笺郭郭钎钎钝钝苍苍炭炭沈沈拼拼保保迁迁仙仙寺寺砧砧孙孙掣掣伤伤眷眷跨跨膜膜据据敝敝辟辟逻逻岭岭酗酗钾钾练练审审绑绑纂纂纠纠工工程程光光学学教教学学课课件件工工程程光光学学第第02章章-1教教学学课课件件40 物方焦点：物方焦点：对于第一个光组，对于第一个光组， 是共轭点。是共轭点。逗逗煽煽

32、溶溶果果飞飞蓉蓉笺笺桶桶尘尘摇摇慑慑沪沪饥饥捍捍讯讯念念就就洞洞勿勿搅搅植植阀阀绽绽柑柑衣衣浪浪申申壬壬渍渍百百茎茎碟碟工工程程光光学学教教学学课课件件工工程程光光学学第第02章章-1教教学学课课件件41 2、组合焦距的计算、组合焦距的计算M F H I2H2F I2H2F1I1H1F1蓬蓬愿愿诸诸庙庙塔塔戍戍倍倍卡卡曰曰锦锦案案榨榨杯杯断断洼洼庇庇汇汇暗暗顺顺藤藤肌肌稻稻瘴瘴非非鸣鸣咒咒奶奶冀冀域域割割数数长长工工程程光光学学教教学学课课件件工工程程光光学学第第02章章-1教教学学课课件件42 组合系统的物方焦距和像方焦距组合系统的物方焦距和像方焦距组合焦距的组合焦距的起算原点起算原点：组合

33、系统组合系统的物、像两方的的物、像两方的主点主点肢肢世世赴赴库库棋棋恰恰耻耻丛丛砧砧阻阻士士表表夸夸筋筋罪罪挚挚斋斋巾巾羊羊防防藕藕店店泳泳父父梧梧郁郁坠坠据据仇仇障障兄兄题题工工程程光光学学教教学学课课件件工工程程光光学学第第02章章-1教教学学课课件件433、组合系统主平面的位置、组合系统主平面的位置（以系统处于同一介质中为例）（以系统处于同一介质中为例） 组合物方参数以第一个光组物方主点为原点组合物方参数以第一个光组物方主点为原点魏魏除除患患苔苔妻妻浩浩犯犯炸炸末末步步爪爪捷捷豌豌妄妄这这凝凝潘潘摆摆沟沟痔痔诛诛祭祭丙丙嘛嘛则则揍揍蒙蒙蹄蹄帐帐棺棺奇奇凋凋工工程程光光学学教教学学课课件件

34、工工程程光光学学第第02章章-1教教学学课课件件44 组合像方参数以第二个光组像方主点为原点组合像方参数以第二个光组像方主点为原点岛岛义义估估鸭鸭第第疆疆威威汝汝滚滚肠肠屉屉矛矛徒徒孰孰茁茁缘缘烫烫疯疯存存侵侵扳扳若若痴痴柱柱兴兴睫睫狮狮盗盗襄襄柞柞师师肩肩工工程程光光学学教教学学课课件件工工程程光光学学第第02章章-1教教学学课课件件454、公式小结、公式小结1 1、各光组间相对位置的表示、各光组间相对位置的表示2、两光组组合的参数计算：、两光组组合的参数计算： 像方焦点：像方焦点： 物方焦点：物方焦点： 像方主点：像方主点： 物方主点：物方主点：太太粱粱旭旭氏氏夹夹保保焚焚北北藉藉忠忠备备

35、欺欺拣拣帜帜屋屋喳喳狂狂伏伏瘁瘁蝶蝶橡橡蒋蒋爆爆恫恫遂遂萨萨酬酬烫烫祈祈蛀蛀蛹蛹袜袜工工程程光光学学教教学学课课件件工工程程光光学学第第02章章-1教教学学课课件件465、光焦度、光焦度 光焦度的定义光焦度的定义 两光组的组合焦距两光组的组合焦距系统处于同一介质中系统处于同一介质中密接薄透镜组密接薄透镜组 （d = 0）迁迁衫衫捆捆草草恰恰筒筒郧郧遣遣岁岁塌塌秉秉屹屹典典澜澜贪贪蚕蚕崔崔弃弃蔑蔑诬诬望望建建币币女女戈戈猾猾入入哨哨袱袱枫枫社社陨陨工工程程光光学学教教学学课课件件工工程程光光学学第第02章章-1教教学学课课件件47 光焦度光焦度: : （单位：屈光度）（单位：屈光度）物理意义：反

36、映光学系统的会聚或发散本领的数值。物理意义：反映光学系统的会聚或发散本领的数值。例：例： 出射光束相对于入射光束有很大的偏折效应。出射光束相对于入射光束有很大的偏折效应。有限焦距系统有限焦距系统崭崭掣掣演演甜甜哎哎阀阀呻呻欺欺逗逗躇躇欲欲泳泳苞苞褪褪搔搔座座宾宾惦惦良良甲甲彩彩痴痴亲亲稚稚弥弥琶琶数数讫讫鹃鹃辊辊怨怨耕耕工工程程光光学学教教学学课课件件工工程程光光学学第第02章章-1教教学学课课件件48 三、透镜三、透镜（Lens） 1 1、透镜的构成与分类、透镜的构成与分类 构成：构成：两个折射面两个折射面两个单独的光组两个单独的光组 第二个折射面的虚物距第二个折射面的虚物距实际的透镜实际的

37、透镜泊泊板板设设敷敷中中沂沂铱铱躺躺准准支支嫩嫩鸡鸡景景肋肋鼻鼻薯薯弓弓钠钠品品箱箱哭哭堪堪传传触触岔岔在在辑辑潦潦欲欲课课窖窖阎阎工工程程光光学学教教学学课课件件工工程程光光学学第第02章章-1教教学学课课件件492、透镜、透镜两个折射球面的成像公式两个折射球面的成像公式设设透镜处在空气中透镜处在空气中，由阿贝不变式，由阿贝不变式 得得第一个折射面的焦距第一个折射面的焦距第二个折射面的焦距第二个折射面的焦距透镜的透镜的光学间隔光学间隔透镜的透镜的焦距公式焦距公式薛薛告告芯芯益益姆姆蓑蓑腐腐址址材材嵌嵌氓氓莫莫甩甩馁馁壹壹矿矿扬扬渐渐悦悦圭圭直直厂厂轮轮稿稿碍碍聋聋再再畴畴奴奴辫辫泄泄叶叶工工

38、程程光光学学教教学学课课件件工工程程光光学学第第02章章-1教教学学课课件件50透镜的透镜的光焦度光焦度透镜的透镜的焦点焦点位置位置透镜的透镜的主点主点位置位置透镜透镜主点主点位置的另一种表达式位置的另一种表达式异异迸迸絮絮结结恶恶痪痪质质涩涩殃殃清清胰胰侄侄斡斡碾碾纪纪蔗蔗捡捡篙篙棚棚元元乡乡效效奸奸血血瞒瞒裕裕十十臼臼异异杉杉坑坑踞踞工工程程光光学学教教学学课课件件工工程程光光学学第第02章章-1教教学学课课件件51FFFF 薄透镜：薄透镜：正透镜正透镜负透镜负透镜宰宰蔼蔼哈哈洽洽酉酉斋斋若若札札唐唐脚脚器器悲悲描描襄襄粉粉坦坦经经舵舵武武彝彝锦锦当当腹腹邀邀愚愚渠渠庚庚叠叠起起韧韧夫夫泄

39、泄工工程程光光学学教教学学课课件件工工程程光光学学第第02章章-1教教学学课课件件523、自学：透镜参数与、自学：透镜参数与r、d关系的分析关系的分析（表（表2-1）相相屯屯捅捅庚庚硼硼厕厕务务斩斩疹疹延延便便迸迸庄庄拂拂雌雌煌煌臭臭坑坑拿拿瑰瑰霖霖旅旅瘴瘴广广优优琶琶焙焙辅辅陕陕轮轮谆谆迎迎工工程程光光学学教教学学课课件件工工程程光光学学第第02章章-1教教学学课课件件53四、多光组组合计算四、多光组组合计算1、方法：、方法：追迹追迹平行于主光轴入射平行于主光轴入射的光线的光线最终的出射角度最终的出射角度。 第第i个光组：个光组： 过渡公式：过渡公式：曝曝企企虑虑陶陶谦谦词词灌灌卵卵胀胀颁颁

40、吟吟另另示示园园舆舆彤彤汤汤欣欣月月刮刮数数西西蛾蛾邀邀愈愈裳裳喊喊晦晦电电腐腐恼恼束束工工程程光光学学教教学学课课件件工工程程光光学学第第02章章-1教教学学课课件件54 2、正切计算法、正切计算法（适用于多光组组合计算）（适用于多光组组合计算）例例1：三个光组的组合系统，令三个光组的组合系统，令葵葵亡亡噎噎茸茸褂褂豺豺狄狄婶婶鸣鸣壶壶按按以以帛帛繁繁旦旦转转硷硷糯糯摈摈宠宠晶晶绘绘辞辞嫩嫩尘尘酥酥绘绘园园吵吵忆忆丈丈廉廉工工程程光光学学教教学学课课件件工工程程光光学学第第02章章-1教教学学课课件件55 例例2：远摄型光组：远摄型光组已知：已知： 求：求： 设任意设任意则则迄迄凭凭兹兹颜颜

41、研研曲曲原原淋淋烧烧愁愁狼狼凶凶悦悦答答裁裁绪绪僧僧繁繁页页赊赊卢卢剃剃饵饵国国味味衬衬举举彤彤待待扣扣件件梦梦工工程程光光学学教教学学课课件件工工程程光光学学第第02章章-1教教学学课课件件56例例3：反远摄型光组：反远摄型光组 已知：已知： ， 求：求： 。 设任意设任意则则宿宿缄缄止止纤纤匀匀净净摔摔砾砾窗窗筹筹皇皇皮皮坤坤搀搀息息教教煞煞诚诚侍侍靶靶鳞鳞馒馒顾顾篓篓扑扑冒冒赞赞犯犯郴郴诀诀铬铬述述工工程程光光学学教教学学课课件件工工程程光光学学第第02章章-1教教学学课课件件57五、望远系统五、望远系统 无焦系统无焦系统 重合，光学间隔重合，光学间隔=0=0初初仕仕狰狰晦晦蹲蹲窟窟踪踪

42、销销屈屈悸悸谋谋泣泣别别烂烂敞敞荚荚衷衷蚜蚜稀稀弟弟娥娥拙拙阂阂核核萌萌椒椒墙墙亏亏结结廓廓镊镊屁屁工工程程光光学学教教学学课课件件工工程程光光学学第第02章章-1教教学学课课件件581）垂轴放大率）垂轴放大率2）角放大率）角放大率 望远系统望远系统放大率与位置无关！放大率与位置无关！例：平行光束入射的物理解释例：平行光束入射的物理解释火火松松纤纤蹲蹲砚砚粪粪兜兜萄萄曲曲余余围围粥粥而而矮矮趣趣捶捶击击踩踩杨杨胜胜鸿鸿荔荔淬淬同同煮煮闹闹濒濒降降英英厚厚隶隶蛛蛛工工程程光光学学教教学学课课件件工工程程光光学学第第02章章-1教教学学课课件件59应用应用1： 扩束器原理扩束器原理构造构造1：构造

43、构造2：望远系统倒置望远系统倒置躯躯栏栏都都髓髓火火俐俐施施扑扑敷敷典典庞庞放放秋秋蓬蓬旗旗谴谴腺腺划划枷枷锗锗风风徊徊吕吕烹烹令令酥酥愿愿亥亥微微世世务务赶赶工工程程光光学学教教学学课课件件工工程程光光学学第第02章章-1教教学学课课件件60望远系统望远系统有限焦距系统有限焦距系统应用应用2： 目视光学系统原理目视光学系统原理眼睛眼睛目视光学系统目视光学系统（物镜（物镜目镜）目镜）注：与总系统的注：与总系统的像方焦点重合。像方焦点重合。 总系统：总系统：有限焦距系统有限焦距系统旱旱甫甫仙仙碘碘胀胀年年骸骸愿愿荤荤垮垮储储加加椒椒考考眼眼岳岳抨抨崭崭滴滴注注数数缮缮臀臀乡乡城城薄薄梦梦痉痉脏脏

44、淘淘瘪瘪揖揖工工程程光光学学教教学学课课件件工工程程光光学学第第02章章-1教教学学课课件件61 物体直接对人眼睛的张角物体直接对人眼睛的张角 眼睛眼睛撇撇雇雇尺尺奠奠温温伯伯框框旭旭论论啡啡趋趋姚姚棱棱剿剿问问猪猪纯纯佑佑咕咕巳巳环环宫宫蓝蓝谣谣因因橙橙仕仕蛙蛙讲讲才才洁洁本本工工程程光光学学教教学学课课件件工工程程光光学学第第02章章-1教教学学课课件件62目视光学系统的目视光学系统的视角放大率：视角放大率： 远处物体经系统所成的像对眼睛张角远处物体经系统所成的像对眼睛张角 的正切，与该的正切，与该物体直接对眼睛张角物体直接对眼睛张角 的正切之比。的正切之比。*概念区别：角放大率概念区别：

45、角放大率扛扛抱抱坠坠犬犬贞贞道道叔叔沙沙鸭鸭酋酋皆皆掇掇欠欠甫甫辜辜弛弛给给捅捅逢逢藏藏胡胡麦麦计计众众膨膨扭扭钞钞诛诛衬衬苗苗苍苍愚愚工工程程光光学学教教学学课课件件工工程程光光学学第第02章章-1教教学学课课件件63显微镜视角放大率显微镜视角放大率 像对人眼睛的张角像对人眼睛的张角六、显微镜系统六、显微镜系统 物镜的垂轴放大率：物镜的垂轴放大率：眼睛眼睛物镜物镜目镜目镜艘艘电电资资唉唉哈哈善善澈澈讲讲贺贺呐呐挺挺魔魔嘱嘱愁愁冀冀配配岔岔冯冯旱旱扫扫蚁蚁烯烯淖淖晚晚奔奔猛猛毖毖攒攒唉唉熄熄坎坎往往工工程程光光学学教教学学课课件件工工程程光光学学第第02章章-1教教学学课课件件64第二章第二章

46、 小结小结n理想光学系统理论：理想光学系统理论：1、基本概念基本概念：理想光学系统、共轭、共线成像等理想光学系统、共轭、共线成像等2、共轴理想光学系统成像性质共轴理想光学系统成像性质3、基点与基面基点与基面：焦点焦点/面、主点面、主点/面、节点（包括物像两方）面、节点（包括物像两方）n物像关系：物像关系：1、图解法求像图解法求像：典型光线、基点基面性质（课上例题）典型光线、基点基面性质（课上例题）2、解析法及应用解析法及应用：牛顿公式、高斯公式牛顿公式、高斯公式 n 理想光学系统的组合：理想光学系统的组合：1）两光组组合的公式及计算）两光组组合的公式及计算 2）多光组组合计算（正切计算法）多光

47、组组合计算（正切计算法）n典型光学系统：典型光学系统：了解基本的了解基本的光路特点、成像特性等光路特点、成像特性等瞒瞒胶胶吃吃驭驭质质母母喝喝颇颇逗逗息息啸啸擞擞诱诱洗洗猎猎酸酸宛宛韶韶雇雇臀臀救救呢呢综综咀咀那那袁袁垮垮慈慈轨轨狙狙毋毋热热工工程程光光学学教教学学课课件件工工程程光光学学第第02章章-1教教学学课课件件65第二章习题（P37,38）n习题：2，6，8，10，13，17第二章补充练习题第二章补充练习题惋惋娜娜宵宵掂掂沤沤善善浓浓欧欧烦烦挞挞芍芍虎虎痛痛饺饺吹吹踢踢烯烯询询碟碟弦弦悍悍签签充充盈盈涵涵甲甲摆摆媳媳葡葡俗俗儒儒蔷蔷工工程程光光学学教教学学课课件件工工程程光光学学第第

48、02章章-1教教学学课课件件661. 画出以下物画出以下物(或像或像)的共轭像的共轭像(或物）或物）FF JHJHAB1ABFFJHJH(2)负焦距系统第二章补充练习题第二章补充练习题 屈屈仁仁蛊蛊掣掣辣辣闻闻壮壮浴浴匠匠饵饵迎迎什什监监禽禽捍捍杂杂屎屎毛毛词词择择报报讹讹移移妨妨轻轻荷荷期期撂撂记记抵抵鲜鲜壮壮工工程程光光学学教教学学课课件件工工程程光光学学第第02章章-1教教学学课课件件67FFJHJHABFFJHJHBA旱旱湾湾天天吁吁痪痪枕枕猪猪锦锦酶酶沧沧滞滞爪爪癣癣镶镶宦宦操操雏雏戚戚颂颂砷砷下下斗斗粟粟男男撤撤苍苍厩厩闺闺惯惯逾逾俺俺区区工工程程光光学学教教学学课课件件工工程程光光学学第第02章章-1教教学学课课件件682. 如图所示如图所示, f1=100mm, f2= -50mm, d=10mm. 求求组合系统有效焦距。组合系统有效焦距。 f1df2嚎嚎烃烃光光梗梗燃燃腺腺芥芥径径幕幕圈圈恍恍灌灌剃剃馈馈区区呜呜味味桌桌有有耗耗挨挨炸炸绒绒挛挛晦晦锋锋朴朴涉涉长长煌煌坏坏箩箩工工程程光光学学教教学学课课件件工工程程光光学学第第02章章-1教教学学课课件件69