1、 7理想光具组的基点和基面 引言 理想光具组是一种简化方法 把共轴系统作一个整体处理 以一个等效光具组代替整个共轴光具组的光学系统 不必考虑光在该系统中的实际路径 理想光具组理论建立了点与点 直线与直线 面与面间的共轭关系的纯几何理论 一 理想成像 1 理想光具组 空间每一点都能严格成像 即物方的每个同心光束转化为像方的一个同心光束 满足这种理想成像要求的光具组 共轴球面组在傍轴条件下 近似可以看作是理想光具组 满足理想成像的要求 2 理想光具组成像特点 1 共轭点 2 共轭线 3 共轭面 共轭变换 轴对称理想光具组增加如下特点 4 光轴上任意Q点的共轭点Q 仍在光轴上 5 任何垂直于光轴的平
2、面其共轭面仍与光轴垂直 6 垂直于光轴的同一平面内横向放大率相同 如P1 S1 7 垂直于光轴的不同一平面内 横向放大率一般不相同 如P1 P2 若有两个这样的平面内横向放大率相等 则横向放大率处处相等 望远镜系统 二 共轴理想光具组的基点和基面 1 焦点和焦平面 像方焦点像方焦平面 能表征光学系统特性的点 面称基点 基面 物方焦点物方焦平面 系统焦点和焦面的特性 物方焦点F和像方焦点F 不是一对共轭点 2 主点和主平面 横向放大率为1的一对共轭平面为主平面 主平面与光轴的交点成为主点 3 理想光具组的参数及符号规定 物距和物方焦距以物方主点为原点 像距和像方焦距以像方主点为起点 物点P 焦点
3、F在H左侧 像点P 焦点F 在H 右侧 3 节点和节平面 节点 角放大率 1的一对共轭点 物方节点 像方节点 角放大率 在近轴条件下 任一条光线和主轴的夹角在通过光具组前后的比值 从物方节点入射的光线 将从像方节点出射 且传播方向不变 u u 当光具组两边为同一介质时 节点与主点重合 K与H重合 K 与H 重合 节点的性质 三 理想光具组的简化模型 四 理想光具组的作图求像法 1 对主轴外的物点 取下述三条特殊光线中的两条即可 2 对主轴上的物点 1 利用物方焦平面和节点 2 利用像方焦平面和节点 A A Q Q H H F F R R x x f l l B 3 利用物方焦平面和焦点 4 利
4、用像方焦点作辅助线 五 计算求像 物像关系 1 牛顿公式 2 高斯公式 物像关系与薄透镜完全一样 2 理想光学系统的放大率 1 横向放大率 2 角放大率 单个折射球面 亥姆霍兹公式 带入傍轴条件 拉格朗日 亥姆霍兹公式定理 理想光学系统组合 已知个分光组的基点 基面 焦距以及各光组之间的间隔 求等效光组的基点 基面 基焦距与分光组基点 面 焦距 间隔等的关系 1 作图方法求 六 理想光学系统联合 F 像方主平面 H 同样可以找到F H及主平面 F1 F2 H1 H2 H1 H2 F 主平面 H F1 F2 H1 H2 H1 H2 2 计算法求 F2 1 系统的像方主点和焦点位置 F H F1 F2 H1 H2 H1 H2 F2 2 系统物方的主点和焦点 4 符号规定 见课本P78 3 空气中主点和节点重合 3 例题1 P80 例题2 P81 作业 P82 2 3 10 11 预习第8节光学仪器
