双筒棱镜望远镜_课程设计
望远镜教学设计
《望远镜》教学设计
活动目标：
1.初步了解望远镜的发展历史，学习望远镜的基本原理。
2.制作望远镜，提升孩子的动手能力。
3.通过讨论和交流，提高孩子们的问题意识，激发探索天文的兴趣。
器材说明：
配套器材：大小镜片各1片，纸卡1张
自备器材：双面胶，剪刀，尺子
活动要点：
在制作望远镜之前，一定要让学生进行充分思考和讨论，提出自己有关望远镜的问题和想法。
还可以准备2个放大镜，让学生尝试组合望远镜，进行初步体验。
如果能利用学校的天文望远镜进行教学，一定能极大地激发学生探索天文的兴趣。
活动过程：
一、谈话导入
1.出示加勒比海盗电影的剧照，提问：仔细看图，你有什么发现？
学生自由发言，适时引出课题《望远镜》。
2.出示多种望远镜的图片和名称，激发学生探究望远镜的兴趣。
二、了解望远镜
1.提问：关于望远镜，你有什么问题？
学生自由发言，教师不必作过多的解答。
2.组织学生学习望远镜的发展历史。
3.提问：现在，你有什么想法？
学生自由发言，引出制作望远镜活动。
三、制作和使用望远镜
1.提供配套器材，学生自行制作望远镜，教师巡回指点。
2.实践使用望远镜，用尺子记录镜筒合适的长度，并进行展示和交流。
光学课程设计望远镜系统结构设计
光学课程设计——望远镜系统结构设计姓名：学号：班级：指导老师：一、设计题目：光学课程设计二、设计目的：运用应用光学知识，了解望远镜工作原理的基础上，完成望远镜的外形尺寸、物镜组、目镜组及转像系统的简易或原理设计。
了解光学设计中的PW法基本原理。
三、设计原理：光学望远镜是最常用的助视光学仪器，常被组合在其它光学仪器中。
为了观察远处的物体,所用的光学仪器就是望远镜,望远镜的光学系统简称望远系统. 望远镜是一种用于观察远距离物体的目视光学仪器，能把远物很小的张角按一定倍率放大，使之在像空间具有较大的张角，使本来无法用肉眼看清或分辨的物体变清晰可辨。
所以，望远镜是天文和地面观测中不可缺少的工具。
它是一种通过物镜和目镜使入射的平行光束仍保持平行射出的光学系统.其系统由物镜和目镜组成,当观察远处物体时,物镜的像方焦距和目镜的物方焦距重合,光学间距为零.在观察有限远的物体时,其光学间距是一个不为零的小数量,一般情况下,可以认为望远镜是由光学间距为零的物镜和目镜组成的无焦系统.常见望远镜按结构可简单分为伽利略望远镜，开普勒望远镜，和牛顿式望远镜。
常见的望远镜大多是开普勒结构，既目镜和物镜都是凸透镜（组），这种望远镜结构导致成像是倒立的，所以在中间还有正像系统。
物镜组（入瞳）目镜组视场光阑出瞳1'1ω2'2'ω3 'f物—f目'l z'3上图为开普勒式望远镜，折射式望远镜的一种。
物镜组也为凸透镜形式，但目镜组是凸透镜形式。
为了成正立的像，采用这种设计的某些折射式望远镜，特别是多数双筒望远镜在光路中增加了转像稜镜系统。
此外，几乎所有的折射式天文望远镜的光学系统为开普勒式。
伽利略望远镜是以会聚透镜作为物镜、发散透镜作为目镜的望远镜（会聚透镜的焦距要大于发散透镜的焦距），当远处的物体通远物镜(u>2f ）在物镜后面成一个倒立缩小的实像，而这个象一个要让它成现在发散透镜（目镜）的后面即靠近眼睛这一边，当光线通过发散透镜时，人就能看到一个正立缩小的虚象。
双筒棱镜望远镜设计
双筒棱镜望远镜设计
首先是目镜。
目镜是用于观察天体的光学组件。
它通常由一组透镜组成，可以放大通过物镜收集到的光线。
目镜的放大倍数可以通过更改透镜的焦距来调节。
较高的放大倍数可以提供更详细的天体图像，但对望远镜的稳定性和视野大小要求更高。
接下来是物镜。
物镜是双筒棱镜望远镜的主要光学组件之一、它由两个凸透镜组成，负责收集和聚焦天体的光线。
物镜的焦距确定了望远镜的放大倍数。
较长的焦距提供更大的放大倍数，但也会导致视野更狭窄。
同样，较短的焦距提供更大的视野，但放大倍数较低。
然后是眼镜。
眼镜是用于观察物体的光学组件。
它由一组透镜组成，放置在目镜的后方。
眼镜的作用是调整视野和放大倍数，以提供更舒适的观察体验。
它还可以调节光线的对焦，使图像更清晰。
最后是支撑结构。
支撑结构是望远镜的骨架，用于支撑和固定各个光学组件。
它通常由金属材料制成，以提供良好的稳定性和耐用性。
支撑结构还包括一个可调节的三脚架，以便将望远镜固定在适当的高度上。
除了上述主要组件外，双筒棱镜望远镜还可能包括其他附件，如经纬仪、红点指示器和相机适配器等。
这些附件可以提供更准确的观察定位和更多的应用选择。
总结起来，双筒棱镜望远镜设计非常简单，但其原理和功能强大。
通过优化各个光学组件的参数和选择合适的材料，可以获得高质量的观察体验。
尽管双筒棱镜望远镜在放大倍数和视野之间存在一定的取舍，但它仍是一种广泛使用的望远镜类型，适用于观察各种天体和地面景象。
《光路设计课程设计》安排-2013
课题2：双筒棱镜望远镜设计(望远镜的物镜选型和设计(用州法)、目镜的选型和设计);
课题3：对《应用光学》P211的题1和题2，P246例题进行光学计算，像差分析。
2012-2013(1)光路设计课程设计安排
2013-1-14
20周安排
序号
时间安排
内容
备注
1
周一
动员、TCOS软件的使用讲解、训练。
J-601
2
周二
双筒棱镜望远镜的外形尺寸计算。
J-601
3
周三
双筒棱镜望远镜的目镜初始结构设计
J-601
4
周四
双筒棱镜望远镜的转像系统设计
J-601
5
周五
双筒棱镜望远镜的物镜初始结构设计
601
21周安排
序号
时间安排
内容
1
周一
双筒棱镜望远镜的目镜像差校正
J-601
2
周二
双筒棱镜望远镜的物镜像差校正
J-601
3
周三
双筒棱镜望远镜的全系统综合像差考虑及校正
J-601
4
周四
双筒棱镜望远镜的全系统综合像差考虑及校正，撰写课程设计设计报告
J-601
5
周五
撰写课程设计设计报告，按时上交。
图书馆、教室
望远镜系统课设
1.引言1.1 设计背景现代科学技术中，以典型精密透镜、反射镜、棱镜等及其组合为关键部件的大口径光电系统的应用越来越广泛。
光学系统设计就是了解光学现象产生的条件，观察实验现象，将理论知识形象化、具体化，启迪思维，激发创造的过程。
在不考虑衍射效应的情况下，通过测量光学参数，掌握基本光学实验技术和技巧，根据使用条件，来决定满足使用要求的各种数据，决定光学系统的性能参数、外形尺寸和各光组的结构参数等。
即根据高斯公式、牛顿公式等对望远镜的外形尺寸等参数的基本计算、像差的设计以及转像系统的设计。
设计符合课程要求的开普勒式望远镜。
光学课程设计过程分为四个阶段：外形尺寸的计算、初始结构计算、像差的校正和平衡以及成像质量评价。
了解光学系统的光学特性、光学系统的设计过程。
初级像差理论与像差的校正和平衡方法，像质评价与像差公差，光学系统结构参数的求解方法。
望远镜物镜的设计特点、常常用目镜的形式和相差分析。
望远镜是一种用于观察远距离物体的目视光学器件，能把远处的物体很小的张角按一定倍率放大，使之在像空间具有较大的张角，使本来无法用肉眼看清或分辨的物体变得清晰可辨。
所以，望远镜是天文和地面观测不可或缺的工具。
它是一种通过物镜和目镜使入射的平行光束仍保持平行出射的光学系统。
1.2 设计目的设计目的及意义：运用应用光学知识，了解望远镜工作原理的基础上，完成望远镜的外形尺寸、物镜组、目镜组及转向系统的简易或设计原理。
了解光学设计中的PW法基本原理2.望远镜介绍2.1 望远镜种类广义上的望远镜不仅仅包括工作在可见光波段的光学望远镜，还包括射电，红外，紫外，X射线，甚至γ射线望远镜。
我们探讨的只限于光学望远镜。
根据物镜的种类可以分为三种：①折射望远镜折射望远镜的物镜由透镜或透镜组组成。
早期物镜为单片结构，色差和球差严重，使得观看到的天体带有彩色的光斑。
为了减少色差，人们拼命增大物镜的焦距。
直到19世纪末，人们发明了由两块折射率不同的玻璃分别制成凸透镜和凹透镜，再组合起来的复合消色差物镜，才使得这场长度竞赛得到终止。
关于双筒棱镜望远镜设计
关于双筒棱镜望远镜设计双筒棱镜望远镜是一种常见的望远镜设计，在观测天体和观察远处的物体时很常用。
它的设计原理是利用两个平行放置的棱镜将光线反射并聚焦到观察者的眼睛上，提供清晰的放大视野。
双筒棱镜望远镜的核心部件包括目镜、物镜、二次反光镜和棱镜。
物镜是最重要的部件，它主要负责将远处物体的光线聚焦到二次反光镜上。
二次反光镜将光线反射到平行的棱镜上，通过棱镜的反射和折射，光线最终汇集到观察者的眼睛上。
进入观察者的眼睛的光线会在视网膜上形成一个清晰的图像。
由于双筒棱镜望远镜的设计基于双目观察，观察者可以同时观察到两个独立但相互平行的图像。
这种设计的优势是可以提供更真实的立体感和更广阔的视野。
双筒棱镜望远镜的物镜和目镜有不同的焦距，这样可以将物体的光线聚焦到观察者的眼睛上，并放大物体的图像。
不同的物镜可以提供不同的放大倍数和视场角。
通过更换物镜和目镜，观察者可以根据目标的大小和距离选择合适的配件，以获得最佳的观测效果。
在双筒棱镜望远镜中，二次反光镜和棱镜的质量和精确度非常重要。
二次反光镜需要具有高反射率，并且需要被镀上特殊的金属镀层以增强反射效果。
棱镜则需要具有高折射率和准确的角度，以确保光线的正常传输和聚焦。
双筒棱镜望远镜采用双目观察的设计，除了提供更真实的立体感之外，还可以减轻观察者的眼睛疲劳。
当观察者用一个眼睛观察时，另一个眼睛可以放松，这样可以避免长时间的眼睛疲劳和不适。
双筒棱镜望远镜还有一些额外的设计特点，以提高观测体验。
例如，它可以配备调焦机构来调整焦距和清晰度。
此外，还可以安装红点指示器、手机适配器等附件，以便更轻松地找到并记录观测目标。
总的来说，双筒棱镜望远镜是一种广泛应用于天文学、野外观测等领域的望远镜设计。
它通过利用双目观察和精确的光学元件，可以为观察者提供清晰、真实的视野，较少眼睛疲劳的同时也方便使用和操作。
在选择和使用双筒棱镜望远镜时，应着重考虑光学元件的质量和精确度，以确保最佳的观测效果和体验。
棱镜望远镜教案设计意图
棱镜望远镜教案设计意图一、教案设计意图。
本教案旨在通过设计和实施有关棱镜望远镜的教学活动，帮助学生了解和掌握棱镜望远镜的原理、结构和应用，并培养学生的观察、实验和分析能力，激发学生对科学的兴趣和热爱。
二、教学目标。
1. 知识与技能目标。
a. 了解棱镜望远镜的原理和结构。
b. 掌握棱镜望远镜的使用方法和注意事项。
c. 能够进行简单的棱镜望远镜的组装和调试。
d. 掌握使用棱镜望远镜进行天文观测的基本技能。
2. 过程与方法目标。
a. 培养学生的观察、实验和分析能力。
b. 培养学生的合作意识和团队精神。
c. 激发学生对科学的兴趣和热爱。
d. 培养学生的动手能力和实践能力。
3. 情感态度价值观目标。
a. 培养学生对科学的好奇心和求知欲。
b. 培养学生的科学精神和科学态度。
c. 培养学生的创新意识和实践能力。
d. 培养学生的对自然的敬畏和热爱。
三、教学重点和难点。
1. 教学重点。
a. 棱镜望远镜的原理和结构。
b. 棱镜望远镜的使用方法和注意事项。
c. 棱镜望远镜的组装和调试。
d. 使用棱镜望远镜进行天文观测的基本技能。
2. 教学难点。
a. 棱镜望远镜的原理和结构的讲解和理解。
b. 棱镜望远镜的组装和调试的操作技能。
c. 使用棱镜望远镜进行天文观测的技能和方法。
四、教学内容和教学步骤。
1. 教学内容。
a. 棱镜望远镜的原理和结构。
b. 棱镜望远镜的使用方法和注意事项。
c. 棱镜望远镜的组装和调试。
d. 使用棱镜望远镜进行天文观测的基本技能。
2. 教学步骤。
a. 引入。
在教学开始前，教师可以通过展示一些有关天文观测的图片或视频，引起学生对天文观测的兴趣，激发学生的好奇心和求知欲。
b. 理论讲解。
教师通过讲解和演示，向学生介绍棱镜望远镜的原理和结构，让学生了解棱镜望远镜的工作原理和组成结构。
c. 操作演示。
教师向学生演示如何使用棱镜望远镜进行天文观测，包括组装和调试棱镜望远镜、观测天体的方法和注意事项等。
d. 学生实践。
光学课程设计望远镜系统结构参数设计说明
——望远镜系统结构参数设计设计背景：在现在科学技术中,以典型精密仪器透镜、反射镜、棱镜等及其组合为关键部分的大口径光电系统的应用越来越广泛。
如：天文、空间望远镜；地基空间目标探测与识别；激光大气传输、惯性约束聚变装置等等……二设计目的及意义〔1、熟悉光学系统的设计原理及方法；〔2、综合应用所学的光学知识,对基本外形尺寸计算,主要考虑像质或者相差；〔3、了解和熟悉开普勒望远镜和伽利略望远镜的基本结构及原理,根据所学的光学知识〔高斯公式、牛顿公式等对望远镜的外型尺寸进行基本计算；〔4、通过本次光学课程设计,认识和学习各种光学仪器〔显微镜、潜望镜等的基本测试步骤；三设计任务在运用光学知识,了解望远镜工作原理的基础上,完成望远镜的外形尺寸、物镜组、目镜组及转像系统的简易或者原理设计。
并介绍光学设计中的PW 法基本原理。
同时对光学系统中存在的像差进行分析。
四望远镜的介绍1．望远镜系统：望远镜是一种利用凹透镜和凸透镜观测遥远物体的光学仪器。
利用通过透镜的光线折射或者光线被凹镜反射使之进入小孔并会聚成像,再经过一个放大目镜而被看到。
又称"千里镜"。
望远镜的第一个作用是放大远处物体的张角,使人眼能看清角距更小的细节。
望远镜第二个作用是把物镜采集到的比瞳孔直径〔最大 8 毫米粗得多的光束,送入人眼,使观测者能看到原来看不到的暗弱物体。
2．望远镜的普通特性望远镜的光学系统简称望远系统,是由物镜和目镜组成。
当用在观测无限远物体时,物镜的像方焦点和目镜的物方焦点重合,光学间隔 d＝o。
当月在观测有限距离的物体时,两系统的光学问隔是一个不为零的小数量。
作为普通的研究,可以认为望远镜是由光学问隔为零的物镜和目镜组成的无焦系统。
这样平行光射入望远系统后,仍以平行光射出。
图9—9 表示了一种常见的望远系统的光路图。
为了方便,图中的物镜和目镜均用单透镜表示。
这种望远系统没有专门设置孔径光阑,物镜框就是孔径光阑,也是入射光瞳,出射光瞳位于目镜像方焦点之外,观察者就在此处观察物体的成伤情况。
双筒棱镜望远镜设计
双筒棱镜望远镜设计双筒棱镜望远镜（binocular prism telescope）是一种常见且受欢迎的望远镜设计，它具有两个独立的光路系统，可以同时观测物体，并提供具有立体效应和广阔视野的观测体验。
以下是一个关于双筒棱镜望远镜的设计方案，包括其结构组成、原理、性能优势和应用领域等。
1.结构组成：双筒棱镜望远镜由两个相同的光路系统组成，每个光路系统包括目镜、物镜、棱镜和准直器等组件。
两个光路系统通常通过主轴连接在一起，并可以通过调节机构进行调焦。
双筒望远镜通常具有可调节的眼距，以适应不同的眼睛间距。
2.原理：双筒望远镜的工作原理与单筒折射望远镜相似，但由于其两个独立的光路系统，可以同时观测物体，从而提供更好的观测体验。
在光路系统中，目标通过物镜聚焦到棱镜上，棱镜将光线折射，使其通过目镜进入观察者的眼睛。
由于双目同时观察，观察者可以获得立体感，并提供更广阔的观测视野。
3.性能优势：a.立体感：双筒望远镜可以同时观察目标，观察者能够获得更好的物体立体感和深度感。
b.视野广阔：由于两个独立的光路系统，双筒望远镜具有更广阔的视野，使观察者能够观察更大范围的物体。
c.稳定性：双筒望远镜相比于单筒望远镜更稳定，由于重量分散在两个光路系统上，减少了镜身抖动的可能性。
d.眼睛舒适度：双筒望远镜通常具有可调节的眼距，以适应观察者的眼睛间距，提供更舒适的观测体验。
4.应用领域：双筒望远镜广泛应用于天文观测、自然观察、旅游观光、体育赛事观看等领域。
在天文观测中，双筒望远镜可以帮助观察者同时观测到更多的天体，并提供更好的观测体验。
自然观察中，双筒望远镜可以帮助观察者观测野生动物、鸟类等，并提供更好的立体感。
在旅游观光和体育赛事观看中，双筒望远镜可以提供更广阔的视野，并使观察者更好地观察到目标。
总结：双筒棱镜望远镜是一种非常实用且广泛应用的望远镜设计。
它有助于提供立体观测体验、广阔的视野、稳定性和眼睛舒适度等优势。
应用于天文观测、自然观察、旅游观光及体育赛事观看等领域。
应用光学课程设计---双筒棱镜望远镜设计
应用光学课程设计一、设计题目双筒棱镜望远镜设计（望远镜的物镜和目镜的选型和设计）二、本课程设计的目的和要求1、综合运用课程的基本理论知识，进一步培养理论联系实际的能力和独立工作的能力。
2、初步掌握简单的、典型的、与新型系统设计的基本技能，熟练掌握光线光路计算技能，了解并熟悉光学设计中所有例行工作，如数据结果处理、像差曲线绘制、光学零件技术要求等。
3、巩固和消化课程中所学的知识，初步了解新型光学系统的特点，为学习专业课与进行毕业设计打下好的基础。
三、设计技术要求双筒棱镜望远镜设计，采用普罗I型棱镜转像，系统要求为：1、望远镜的放大率Γ＝6倍；2、物镜的相对孔径D/f′＝1：4（D为入瞳直径，D＝30mm）；3、望远镜的视场角2ω＝8°；4、仪器总长度在110mm左右，视场边缘允许50%的渐晕；5、棱镜最后一面到分划板的距离 14mm，棱镜采用K9玻璃，两棱镜间隔为2～5mm。
6、lz′=8～10mm四、设计报告撰写内容本课程设计要求以设计报告形式完成以下工作：1、认真学习相关像差理论和光学设计知识，做好笔记，完成例题作业并上交；2、根据所讲内容进行本设计具体参数以及结构形式的选择，说明选择理论依据；3、进行本设计的外形尺寸计算，要求写明计算过程；4、使用PW法进行初始结构参数r、d、n的求解，要求写明计算过程；5、计算本设计的像差容限，使用Tcos软件完成设计的模拟和计算，手工修改结构参数进行像差的校正；6、绘制相应的像差曲线图和计算数据报表；7、写出本次课程设计的心得体会。
第5章 望远系统设计范例题目：双筒棱镜望远镜设计（望远镜的物镜和目镜的选型和设计） 要求：双筒棱镜望远镜设计，采用普罗I 型棱镜转像，系统要求为： 1、望远镜的放大率Γ＝6倍；2、物镜的相对孔径D/f′＝1：4（D 为入瞳直径，D ＝30mm ）；3、望远镜的视场角2ω＝8°；4、仪器总长度在110mm 左右，视场边缘允许50%的渐晕；5、棱镜最后一面到分划板的距离≥14mm ，棱镜采用K9玻璃，两棱镜间隔为2～5mm 。
双目望远镜课程设计
双目望远镜课程设计一、课程目标知识目标：1. 了解双目望远镜的基本构造、工作原理及其在科学研究中的应用。
2. 掌握使用双目望远镜进行观察的基本步骤与方法。
3. 掌握天体的基本分类，如恒星、行星、星系等，并能运用双目望远镜进行观察。
技能目标：1. 学会正确使用双目望远镜，进行安全、有效的观察。
2. 能够通过观察，描述天体的外观特征，如颜色、亮度、大小等。
3. 能够运用所学知识，分析观察结果，进行简单的天体研究。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对天文学的兴趣，激发他们探索宇宙奥秘的欲望。
2. 培养学生的观察能力、思考能力和合作精神，使他们能够在团队中共同进步。
3. 增强学生的科学素养，使他们认识到科学对人类社会发展的重要性。
分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程将目标分解为以下具体学习成果：1. 学生能够独立完成双目望远镜的组装、使用和保养。
2. 学生能够通过观察，描述至少三种不同类型的天体，并对其进行简单分类。
3. 学生能够运用双目望远镜进行观察，撰写观察报告，分享观察心得。
4. 学生在课程学习过程中，展现出积极的态度、良好的合作精神和较高的科学素养。
二、教学内容1. 双目望远镜的基本原理与构造- 望远镜发展史- 双目望远镜的工作原理- 双目望远镜的构造及各部分功能2. 双目望远镜的使用方法与操作技巧- 双目望远镜的组装与调整- 观察前的准备工作- 观察时的操作技巧及注意事项3. 天体的基本分类与观察- 恒星、行星、星系等天体的基本特点- 天体的观察方法与技巧- 实际观察活动：观察太阳、月球、行星等天体4. 观察结果的记录与分析- 观察报告的撰写方法- 观察数据的整理与分析- 观察成果的分享与讨论5. 双目望远镜在天文学研究中的应用- 双目望远镜在探索宇宙奥秘中的作用- 我国天文学家利用双目望远镜取得的成就- 双目望远镜未来发展趋势教学内容按照教学大纲安排如下：第一课时：双目望远镜的基本原理与构造第二课时：双目望远镜的使用方法与操作技巧第三课时：天体的基本分类与观察（一）第四课时：天体的基本分类与观察（二）第五课时：观察结果的记录与分析第六课时：双目望远镜在天文学研究中的应用教学内容与课本紧密关联，确保科学性和系统性，以满足学生的学习需求。
双筒棱镜望远镜简介
物镜口径即望远镜的通光口径，是外界光线进入望远镜的通道。一 般而言，在倍数、棱镜材质、镀膜、加工装配精度等条件相同的前提 下，望远镜的物镜口径越大，成像亮度就越高，分辨率也越高，光学 性能越好。
视场。望远镜的视场一般用***/****或度表示，如“114M/1000M”表示在
出瞳距离(适眼距)是指能看清整个视场时眼睛离目镜的最远距离，如 果出瞳距离太短，则眼睛必须贴近目镜才能看见整个视场，眼睛会非 常累，而如果出瞳距离过长且目镜罩太短，则观测时容易出现黑影。 长出瞳距离的望远镜适合戴眼睛的人使用。有的长出瞳望远镜目镜罩 设计成可伸缩型，这样既适用于视力正常的人，也适用于戴眼睛的人。
1000米远的地方，通过这个望远镜可以看见的范围是一个直径114米的圆， 换算成角度就是 6.5 度。还有的望远镜是用 xx ft at 1000yds 来表示视场的 大小，ft代表英尺，yds代表码，都是英制单位。一般情况下，大视场的望远 镜边缘成像都不如视场小的望远镜，这基本上是无法调和的矛盾。
镜身标识的含义
LOGO
以10X40望远镜镜为例：在镜肩上印有“10X40”字样，10表示通 过望远镜观测目标，比肉眼直接观测放大了10倍，距离1000米远的 物体，相当于距离只有100米；
40表示物镜的直径是40毫米。 物镜口径越大，通光量越大，成像 越明亮，观测效果越好，放大倍率也能提高一点。一般来说，50 mm用7－10倍比较好。
镜的像方焦面之后，距离为x1
。由牛顿公式，位移量
x1
f12 x1
望远系统的调焦方式
LOGO
物体距望远镜越近，则像面的位移量 x1 越大，在保持望 远系统和正常眼调节于无限远的条件下，自目镜出射的不 再是平行光束，而是发散光束，因此在正常的视网膜上不 能成清晰像。
望远镜设计报告
12
-------计算结果--------
1.高斯参数
有效焦距(f') 后截距(L') 前截距(L)
像距(l')
119.99218
14.92124
-118.90262 14.92124
入瞳距离(lz) 出瞳距离(lz') 近轴像高(y') 放大率(?)
0.00000
-106.17038 8.39067
应用光学课程设计
应用物理：
----------班 级 ---林-爽--
1250731010
---------
1
目录
一、望远镜系统外形尺寸计算
二、物镜
1. 物镜的选型及像差容限的计算 2. PW 法求解初始结构参数 3. 象差校正及玻璃配对 4. 像差曲线图
三、目镜
1. 目镜选型 2. 像差容限的计算 3. PW 法求解初始结构参数 4. 象差校正及玻璃配对 5. 像差曲线图
轴向色差 腖FC' 0.0987 0.0435 0.0018 -0.0424 -0.0694 -0.0842
***D光各视场像差***
相对视场 Lz1
Lz2
Yz'
Xt'
Xs'
Xts&# -8.3855 -0.8593 -0.4245 -0.4349
.85 0.0000 -106.1223 -7.1289 -0.6222 -0.3071 -0.3151
Q = QO
W −
∞ − W0 K
= −4.208478 −
− 0.2077 − (−0.073668) 1.702479
≈ −4.29750
− 4.208478− 4.129750
棱镜望远镜幼儿中班科学教案
棱镜望远镜幼儿中班科学教案1. 教学目标通过本节课的学习，幼儿能够：- 了解望远镜的基本原理和功能。
- 探索棱镜望远镜的构造与使用方法。
- 观察并描述望远镜能够带来的改变。
- 培养幼儿的观察能力和动手实践能力。
2. 教学准备- 棱镜望远镜模型（教具）。
- 各种不同的物体，如鸟、花、叶子等。
- 一块白纸和彩色笔。
- 平板或投影仪（用于示范）。
3. 教学过程(1) 导入老师可以先向幼儿展示一幅美丽的风景图片，并问他们是否经常欣赏到这样的美景。
引导幼儿思考如何才能更清晰地观察到这些美景。
(2) 引入老师拿出一个小望远镜模型，引导幼儿观察和揣测其用途。
然后，教师向幼儿介绍望远镜的基本原理和功能。
(3) 实践探究- 老师给每个幼儿发放一个棱镜望远镜模型，并示范如何通过望远镜观察远处的事物。
- 让幼儿找一个合适的位置，选择一个远处的目标，尝试使用望远镜观察，并向其他同学分享自己观察到的内容。
- 在观察中，老师引导幼儿思考观察到的事物与未使用望远镜时的差异和改变。
例如，看得更近了、更清楚了等。
- 幼儿将自己观察到的事物描述在白纸上，并用彩色笔画出来。
(4) 讨论与总结- 老师组织幼儿分享自己的观察结果，并引导幼儿讨论望远镜的作用和好处。
- 老师结合幼儿的描述和作图，总结望远镜能够让我们观察远处的事物更加清晰和详细。
4. 拓展活动为了进一步培养幼儿的观察能力和动手实践能力，老师可以组织以下活动：- 小组合作：让幼儿分成小组，在户外观察不同的事物，并用望远镜进行观察。
每个小组选择一个事物进行共同观察和讨论，然后呈现给其他小组。
- 制作观察记录册：幼儿使用望远镜观察各种不同的事物，并记录在自己的观察记录册中。
他们可以用文字描述、贴图或者画图的方式记录观察结果。
- 制作望远镜模型：引导幼儿用纸管、透明塑料薄膜等材料制作简易望远镜模型，以加深对望远镜构造原理的理解。
5. 总结与延伸通过本节课的学习，幼儿不仅了解到望远镜的基本原理和功能，还能够通过观察和实践体会到望远镜带来的改变和便利。
应用光学课程设计---双筒棱镜望远镜设计
应用光学课程设计一、设计题目双筒棱镜望远镜设计（望远镜的物镜和目镜的选型和设计）二、本课程设计的目的和要求1、综合运用课程的基本理论知识，进一步培养理论联系实际的能力和独立工作的能力。
2、初步掌握简单的、典型的、与新型系统设计的基本技能，熟练掌握光线光路计算技能，了解并熟悉光学设计中所有例行工作，如数据结果处理、像差曲线绘制、光学零件技术要求等。
3、巩固和消化课程中所学的知识，初步了解新型光学系统的特点，为学习专业课与进行毕业设计打下好的基础。
三、设计技术要求双筒棱镜望远镜设计，采用普罗I 型棱镜转像，系统要求为：1、望远镜的放大率r= 6倍；2、物镜的相对孔径D/f丄1: 4（D为入瞳直径，D = 30mm）;3、望远镜的视场角2宀=8°4、仪器总长度在110mm 左右，视场边缘允许50%的渐晕；5、棱镜最后一面到分划板的距离14mm,棱镜采用K9玻璃，两棱镜间隔为2〜5mm。
& lz '〜810mm四、设计报告撰写内容本课程设计要求以设计报告形式完成以下工作：1 、认真学习相关像差理论和光学设计知识，做好笔记，完成例题作业并上交；2、根据所讲内容进行本设计具体参数以及结构形式的选择，说明选择理论依据；3、进行本设计的外形尺寸计算，要求写明计算过程；4、使用PW 法进行初始结构参数r、d、n 的求解，要求写明计算过程；5、计算本设计的像差容限，使用Tcos软件完成设计的模拟和计算，手工修改结构参数进行像差的校正；6、绘制相应的像差曲线图和计算数据报表；7、写出本次课程设计的心得体会。
第5章望远系统设计范例题目：双筒棱镜望远镜设计（望远镜的物镜和目镜的选型和设计）要求：双筒棱镜望远镜设计，采用普罗I型棱镜转像，系统要求为：1、望远镜的放大率6倍；2、物镜的相对孔径D/f丄1: 4 （D为入瞳直径，D = 30mm）;3、望远镜的视场角2宀=8°4、仪器总长度在110mm左右，视场边缘允许50%的渐晕；5、棱镜最后一面到分划板的距离14mm,棱镜采用K9玻璃，两棱镜间隔为2〜5mm。
5.5 跨学科实践：制作望远镜(教学设计)八年级物理上册(人教版2024)
5.5 跨学科实践：制作望远镜（教学设计）学习新课一、制作望远镜望远镜种类很多，其中一种是由两组凸透镜（开普勒望远镜）组成。
1. 探究望远镜的原理【实验器材】两个焦距不同的凸透镜。
【实验步骤】①先用一个凸透镜（焦距大的）观察窗外远处的物体，注意成像情况。
②再用另一个凸透镜（焦距小的）观察上面得到的物体的像，注意成像情况。
③将两凸透镜的位置对调，再观察远处的物体，对比两次成像的大小。
【分析论证，归纳结论】①将焦距较大的透镜放在焦距较小的透镜前面，观察物体，物体成倒立、放大的像，远处的物体看上去放大了。
②将两凸透镜的位置对调，将焦距较小的透镜放在焦距较大的透镜前面，再观察远处的物体，物体成倒立、缩小的像。
【演示实验】——《模拟望远镜》2. 望远镜的构造【播放ppt进行讲解】望远镜由两组透镜组成，每组透镜相当于一个凸透镜。
靠近被观察物体的凸透镜，焦距比较长，叫物镜。
靠近眼睛的凸透镜，焦距比较短，叫做目镜。
望远镜示意图双筒望远镜我们见到的普通望远镜和军事望远镜都是双筒的，是双筒望远镜。
它的两个镜筒都是拐了弯的，在拐弯处分别安装了两个“全反射棱镜”。
这种设计一方面缩短了镜筒的长度，另一方面经过那两块棱镜的两次反射也能使本来倒立的像正立过来。
3. 望远镜的原理【边画光路图边讲解】（1）物镜与目镜物镜相当于照相机的镜头，使远处的物体在焦点附近成倒立、缩小的实像。
目镜相当于一个放大镜，成正立、放大的虚像。
两次成像，先缩小，后放大。
（2）望远镜的成像光路图注意：①目镜把物镜所成的像进行放大。
目镜所成的像正倒和大小是相对于物镜所成的像而言的。
最后成像与物体本身比，是倒立、缩小的虚像。
②物镜和目镜的距离等于两个透镜的焦距之和。
（由于物体距望远镜的距离很大，第一次成像在物镜的焦点附近且无限靠近焦点，可以近似地认为在焦点处，要使目镜的放大倍数尽可能最大，则这个像要在目镜的一倍焦距以内且尽可能靠近焦点）。
（3）视角【提出问题，引出视角的概念】物体距离物镜很远，它的像却离物镜很近，这样的像应该是缩小的，为什么用望远镜观察物体时会感到像被放大了？原来，我们能不能看清一个物体，它对我们的眼睛所成“视角”的大小十分重要，视角越大，对物体观察越清楚。
学术论文：【毕业论文】双筒棱镜望远镜的物镜和目镜的选型和设计
【毕业论文】双筒棱镜望远镜的物镜和目镜的选型和设计毕业论文(设计)课题名称：双筒棱镜望远镜的物镜和目镜的选型和设计题目类型：毕业设计学生姓名：院(系)：物理科学与技术学院专业班级：指导教师：辅导教师：时间：目录毕业设计〔论文〕任务书I毕业设计〔论文〕开题报告Ⅳ毕业设计〔论文〕指导教师审查意见Ⅺ毕业设计〔论文〕评阅教师评语Ⅻ毕业设计〔论文〕辩论会议记录ⅩⅢ中文摘要ⅩⅣAbstract ⅩⅤ1 引言12 目视光学系统成像原理12.1 目视光学系统的特点12.2 望远镜系统成像原理12.3 显微镜系统成像原理23 光学自动设计方法33.1光学设计根本步骤33.2光学自动设计概述44 望远镜系统的选型与设计54.1 设计技术要求54.2 系统外型结构参数的理论计算64.3 望远镜结构元件的选型94.3.1 望远镜物镜的选型94.3.2 望远镜目镜的选型94.3.3 转向棱镜的选型104.4 应用TCOS光学设计软件对结构元件进行设计12 4.4.1 物镜设计过程124.4.2 目镜设计过程154.5 设计图纸184.5.1 系统结构图纸184.5.2 系统元件设计图纸185 显微镜系统的选型和设计185.1 设计技术要求185.2 系统外型结构参数的理论计算195.3 显微镜结构元件的选型205.3.1 显微镜物镜的选型205.3.2 显微镜目镜的选型205.4 应用TCOS光学设计软件对结构元件进行设计215.4.1 物镜设计过程215.4.2 目镜设计过程245.5 设计图纸285.5.1 系统结构图纸285.5.2 系统元件设计图纸286 设计体会28参考文献30致谢31附录32XIVXIII长江大学毕业设计〔论文〕任务书学院〔系〕物理科学与技术学院专业应用物理学班级应物2042学生姓名指导教师/职称 /教授⒈毕业设计(论文)题目双筒棱镜望远镜的物镜和目镜的选型和设计⒉毕业设计(论文)起止时间：2021年1月～2021年6月⒊毕业设计(论文)所需资料及原始数据〔指定教师选定局部〕参考文献：康玉思, 刘伟奇, 冯睿. Cook 结构补偿镜的球面折反型望远系统[J]. 光学精密工程, 2021,3(15)：303~307杨荣仙. 变倍目镜的设计[J] . 光学技术 , 1992,6:19～30常军, 翁志成, 姜会林等. 长焦距空间三反光学系统设计[J]. 光学精密工程, 2001,9(4)：315~318潘君骅. 成像光学工程面临的光学问题[J]. 中国工程科学. 2000,2(3):32～35姜守信,郭霞, 闫惠民.非共轴反光镜程序的设计[J]. 黑龙江电子技术, 1996,2:7～8赵延仲,宋丰华,孙华燕.高斯光束的激光变焦扩束光学系统设计[J]. 装备指挥技术学院学报, 2021,18(5):85～89涂德华. 共轴光学系统镜框结构设计[J]. 光学仪器, 2021,29(1):52～56袁旭沧. 光学设计[M]. 北京: 科学出版社,1980张楠, 卢振武, 李凤有. 衍射望远镜光学系统设计[J]. 红外与激光工程, 2021.2 36〔1〕：106-108尚华, 刘钧, 高明等. 头盔式单目微光夜视仪中的光学系统设计[J]. 应用光学, 2021.5 28〔3〕：292-296安连生. 应用光学[M]. 北京: 北京理工大学出版社, 1998姚多舜, 梁宏君. 一个可完全自动绘图的光学设计软件——OCAD光学设计软件包[J]. 应用光学, 2004.3 25〔2〕：28-35石顺祥, 张海兴, 刘劲松. 物理光学与应用光学[M]. 西安: 西安电子科技大学出版社,1999杨近松. 光学镜头机械结构参数化设计系统的开发[J] . 光学精密工程, 1999，127〔6〕：6-9高晓斌, 余晓芬. 一种并行共焦显微镜的设计与研制[J]. 光学仪器, 2021.12 27〔6〕：72-76赵丽萍, 赵子英, 邬敏贤等. 折射混合望远镜的设计制作及实验[J]. 光学技术, 1999.5 3：28-31郁道银, 谈恒英. 工程光学[M]. 北京: 机械工业出版社, 1999魏英智, 张琳. 光圈性能测试系统的总体设计[N]. 科技导报, 2021.5 25[5]：53-55姚启钧. 光学教程[M]. 北京: 高等教育出版社, 2002刘钧, 高明. 光学设计[M]. 西安: 西安电子科技大学出版社,2021⒋毕业设计(论文)应完成的主要内容望远镜是重要的光学仪器之一，随着科学技术的飞速开展，望远镜逐步由简单的单筒望远镜开展到双筒望远镜、天文望远镜、射电望远镜。
应用光学课程设计---双筒棱镜望远镜设计
应用光学课程设计一、设计题目双筒棱镜望远镜设计（望远镜的物镜和目镜的选型和设计）二、本课程设计的目的和要求1、综合运用课程的基本理论知识，进一步培养理论联系实际的能力和独立工作的能力。
2、初步掌握简单的、典型的、与新型系统设计的基本技能，熟练掌握光线光路计算技能，了解并熟悉光学设计中所有例行工作，如数据结果处理、像差曲线绘制、光学零件技术要求等。
3、巩固和消化课程中所学的知识，初步了解新型光学系统的特点，为学习专业课与进行毕业设计打下好的基础。
三、设计技术要求双筒棱镜望远镜设计，采用普罗I 型棱镜转像，系统要求为：1、望远镜的放大率r= 6倍；2、物镜的相对孔径D/f丄1: 4（D为入瞳直径，D = 30mm）;3、望远镜的视场角2宀=8°4、仪器总长度在110mm 左右，视场边缘允许50%的渐晕；5、棱镜最后一面到分划板的距离14mm,棱镜采用K9玻璃，两棱镜间隔为2〜5mm。
& lz '〜810mm四、设计报告撰写内容本课程设计要求以设计报告形式完成以下工作：1 、认真学习相关像差理论和光学设计知识，做好笔记，完成例题作业并上交；2、根据所讲内容进行本设计具体参数以及结构形式的选择，说明选择理论依据；3、进行本设计的外形尺寸计算，要求写明计算过程；4、使用PW 法进行初始结构参数r、d、n 的求解，要求写明计算过程；5、计算本设计的像差容限，使用Tcos软件完成设计的模拟和计算，手工修改结构参数进行像差的校正；6、绘制相应的像差曲线图和计算数据报表；7、写出本次课程设计的心得体会。
第5章望远系统设计范例题目：双筒棱镜望远镜设计（望远镜的物镜和目镜的选型和设计）要求：双筒棱镜望远镜设计，采用普罗I型棱镜转像，系统要求为：1、望远镜的放大率6倍；2、物镜的相对孔径D/f丄1: 4 （D为入瞳直径，D = 30mm）;3、望远镜的视场角2宀=8°4、仪器总长度在110mm左右，视场边缘允许50%的渐晕；5、棱镜最后一面到分划板的距离14mm,棱镜采用K9玻璃，两棱镜间隔为2〜5mm。
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双筒棱镜望远镜设计班级：学号：姓名：指导老师：目录一、设计任务二、外形尺寸计算三、像差容限计算和选型四、P、W法计算初始结构五、像差像差数据和曲线六、像质评价和光瞳衔接七、学习体会八、光学零件图和系统图一、设计任务双筒棱镜望远镜设计，采用普罗I 型棱镜转像，系统要求为： 1、望远镜的放大率Γ＝6倍；2、物镜的相对孔径D/f ′＝1：4（D 为入瞳直径，D ＝30mm ）；3、望远镜的视场角2ω＝8°；4、仪器总长度在110mm 左右，视场边缘允许50%的渐晕；5、棱镜最后一面到分划板的距离>＝14mm ，棱镜采用K9玻璃，两棱镜间隔为2～5mm 。
6、lz ′>8～10mm二、外形尺寸计算已知望远镜为参数：Γ＝6 ，D/f ′＝1：4，D ＝30mm ，2ω＝8°，L=110mm 视场边缘允许50%的渐晕；棱镜最后一面到分划板的距离>＝14mm 1．求1f ，'2fmmf f mm D f 20/1204'1'2'1=Γ==⨯=2．求出瞳 DD/D Γ=5mm3．求视场16.7824mm=tan4f 2=D '1⨯⨯视 4. 求2ω5.452tan =tan ''=⇒Γωωω5．计算棱镜由棱镜几何关系知K=L/D=2 设棱镜高h ，则120151205.73912.85.7-=--h 2798.8=⇒h mm D=2h=16.574mm L=2D=33.15mm 取d=33.5mm6.计算目镜到棱镜距离设物镜与棱镜的距离为d,则d 需满足2120120D hd =- 7616.53≥⇒d mm三、相差容限计算和选型1.象差容限（1）物镜像差容限 ①球差10H 球差容限0377.0sin '2''=≤mm U n L λδ0.707H 球差容限2263.0sin 6'2''707.0=≤mh U n L λδ②正弦差02.0sin 2'''=≤ms U n K λ③色差 在0.5OH 接近0 （2）目镜像差容限目镜需要校正的有正慧差、像散、场曲、畸变、倍率色差06.003.002.0%12%7%54.26.18.04.26.18.0014.0014.0014.06060~3030''''FCt ts T y q x x K ∆︒︒︒︒<2.选型（1）物镜选型望远镜物镜视场较小，需要校正球差、色差和正弦差等轴上色差。
根据物镜特点和要求选择：双胶合物镜。
双胶合物镜结构简单，制造装配方便，光能损失小，玻璃选择得当，可以同时校正球差、色差和正弦差，适用于小孔径的使用场合，视场角小于︒10。
对于有棱镜转向系统的望远镜，采用物镜和棱镜互补的方案校正像差。
（2）目镜选型目镜特点：小孔径，大视场，短焦距，光阑远离透镜组的光学系统，轴上像差较小，轴外色差难校正。
根据目镜特点和设计要求选择：凯涅尔目镜。
凯涅尔目镜特点:增加一个胶合面用来校正倍率色差，同时把场镜和接远目镜的间隔进一步减小，结构减小，场曲减小。
成像质量优于冉斯登目镜，视场大于冉斯登目镜，视场约为︒40到︒50之间。
四、P 、W 法计算初始结构1、物镜计算（1）选取双胶合物镜D=30mm ，h=15mm,h Z =0,J=n ’u ’y ’=1.0489,其中125.0''==f hu （2）计算平板象差u=0.125，u Z =︒-4=-0.0698，675.332=⨯=d ,5163.1=n ,1.64=ν⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧-=--=∑==∑-=--=∑∏003667.0)1(003404.0)(006096.01222432u n n d C u u S S u n n d S IP Z IP P IP ν (2)物镜象差由物镜和棱镜互补得；⎪⎩⎪⎨⎧=-==∏003667.0003404.0006096.0IP I C S S ①求001956.02==ϕn C C II②求P 、W0004046.0==hS P I0032453.0-==∏JS W ③求P 、W20808.0)(3==ϕh PP 2077.0)(2-==ϕh WW ④求∞∞W P ,WWP P==∞∞⑤求0P取冕牌在前，则19822.0)1.0(85.020=+-=∞∞W P P002.0=I C根据0P 及I C 查阅《光学仪器设计手册》，选取玻璃BaK2（5399.11=n ）和ZF2（6725.12=n ）另查表得031102.21=ϕ，260234.00=P ，208478.40-=Q ,40.2=A ，073668.00-=W ，70.1=K 求形状参数Q ：AP P Q Q 00-±=∞（1） KW WQ Q 00-+=∞（2）从式（1）求得的两个Q 值和式（2）求得的Q 值进行比较，取其接近(2)式的值与（2）式值求平均值，得247899.40-=Q ⑤计算透镜各面半径双胶合薄透镜组的结构参数包括三个折射球面的曲率半径（321,,r r r ），两种玻璃材料的折射率（21,n n ）和平均色散（21,νν）。
在规化条件下，双胶合薄透镜的1'=f ，则有：121=+=Φφφ式中，21,φφ分别为两个透镜的光焦度，由上式得：121φφ-=若玻璃材料已选定，光焦度也确定的条件下，只要确定三个折射球面曲率半径之一，其余两个也就确定了。
因此，三个半径也只有一个独立变数，故双胶合薄透镜组以2r 或22/1r =ρ为独立变数，并以阿贝不变量Q 来表示之：1212/1φρφ-=-=r Q透镜弯曲的形状由Q 决定，所以Q 称为形状系数。
综上所述，用以表示双胶合薄透镜的全部独立结构参数为：Q n n ,,,,,12211φνν。
至于球面半径或其曲率，可由下式求得：由⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧-+-+-=---==+-=+-==+==11111111212221233'11121111'122'n Q n n n r r f Q n n n r f Q r f φφρφρφρφρ由上式计算得：⇒⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧-=-+-+-=-=+==+-=;683550.0111,137955.2,545199.1121223121111n Q n n Q Q n n φρφρφρ ⇒⎪⎩⎪⎨⎧-=-==m m r m m r m m r 55156.175132156.54,889730.77321 ⑥求两个透镜的中心厚度21,d d ： 求各个折射面的矢高321,,x x x ：22)2(外D r r x -±= 当⎩⎨⎧>取“＋”号＜取“－”号00r r 代入数据得：⎩⎪⎨⎧-=-==m m x m m x m m x 7306417.0328797.2666085.1321 凸透镜的边缘最小厚度1t 的计算：m m x x D t 974598.11033121=-+=外凹透镜的边缘最小厚度2t 的计算：m m x x D t 550397.41088232=-+=外求第一块透镜的中心厚度1d ：mm x x t d 057334.61211=+-=求第二块透镜的中心厚度2d ：mm x x t d 862405.22322=+-=2、目镜计算 （1）选取凯涅耳物镜出瞳mm D 5'=，mm f 20'=，︒=5.452'ω，mm l Z 10'= （2）求结构参数接目镜mm 242.1==‘目‘眼f f⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧++==∆++⋅==+⋅=∞∞∞∞∏∞∞2022)15.0(85.0020W P P n u J W h J P h S W J P h S ZZ ZI⇒⎪⎩⎪⎨⎧±==∞06.2.4.0P W P h Z由物镜出瞳与目镜入瞳相对于物镜成共轭关系可得mm l Z 101-=，mm 24=‘眼f’眼f l l Z Z 1111'1=-⇒mm l Z 2.17'1-= ,2.35'12mm d l l Z Z -=-=其中d 取18mm ，可取mm l Z 422-=mm l Z 1255120'2=+=‘场f l l Z Z 1112'2=-⇒mm 4.31=场f场场f n 1))(1(54=--=ρρϕ其中场镜取K9玻璃，则n=1.5163 ⇒mm r 2.164=，∞=5r ，取mm d 5.44=（3）选取玻璃，计算半径①根据计算结果选取火石在前，选取ZF3玻璃（7172.11=n ）和ZK3玻璃（5891.12=n ）查阅设计手册的：5.291=ν，2.612=ν，345945.2=A ，672972.1=K ，930599.01-=ϕ，948205.00=P ，096345.40=Q ，196994.00-=W ②计算∞W 、Q ：06.2P W =∞=±2.531771 700759.200=-+=∞K W W Q Q ③计算r 1、r 2、r 3： 由⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧-+-+-=---==+-=+-==+==11111111212221233'11121111'122'n Q n n n r r f Q n n n r f Qr f φφρφρφρφρ计算得：⇒⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧-=+--==+==+-=507041.11177016.1472615.011223121111Q n n Q Q n n φρφρφρ ⇒⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧-======m mf r m m f r m mf r 92549.1555810.1378130.503'32'21'1ρρρ④目镜取mm d 5.11=，mm d 5.42=五、像差数据和曲线(1)、物镜像差数据1.初始参数物距 半视场角(°) 入瞳半径0 4 15系统面数 色光数 实际入瞳上光渐晕下光渐晕7 3 0 1 -1 理想面焦距 理想面距离0 0面序号 半径 厚度玻璃 STO 73.4500 6.100 12 -56.7500 2.900 BAK23 -199.0700 54.900 ZF24 0.0000 33.500 15 0.0000 2.000 K96 0.0000 33.500 17 0.0000 14.379 K9☆定义了下列玻璃:BAK2 1.5399 1.546276 1.537226ZF2 1.6725 1.687472 1.666602K9 1.5163 1.521955 1.513895-------计算结果--------1.高斯参数有效焦距(f') 后截距(L') 前截距(L) 像距(l')120.01741 14.37867 -118.81267 14.37867入瞳距离(lz) 出瞳距离(lz') 近轴像高(y') 放大率(_)0.00000 -106.85559 8.39243 0.00000入瞳直径(D) 出瞳直径(D') 拉赫不变量(J) 像方孔径角(U') 30.00000 30.30417 -0.31467 0.124982.像差***零视场像差***1H 0.85H 0.707H 0.5H 0.3H 0H球差'L -0.0331 -0.0619 -0.0624 -0.0415-0.0172 0.0000弥散园'δ -0.0042 -0.0066 -0.0055 -0.0026L R-0.0006 0.0000F光球差'δ 0.0859 0.0170 -0.0138 -0.0251L F-0.0204 -0.0140C光球差L Cδ -0.0115 -0.0256 -0.0150 0.0176 0.0492 0.0703轴向色差'∆ 0.0974 0.0426 0.0012 -0.0427LFC-0.0696 -0.0843***D光各视场像差***相对视场 Lz1 Lz2 Yz' Xt' Xs' Xts'1 0.0000 -106.7882 -8.3871 -0.8556 -0.4234 -0.4322.85 0.0000 -106.8069 -7.1303 -0.6195 -0.3064 -0.3131.7071 0.0000 -106.8219 -5.9324 -0.4295 -0.2123 -0.2172.5 0.0000 -106.8388 -4.1956 -0.2152 -0.1063 -0.1089.3 0.0000 -106.8496 -2.5176 -0.0776 -0.0383 -0.0393'Y z δ 'Yz F δ 'Yz C δ 'yF C δ 'L T δ 'L S δ1 0.0053 0.0169 0.0002 0.0167 -0.0340 -0.0355.85 0.0033 0.0131 -0.0010 0.0142 -0.0337 -0.0348.7071 0.0019 0.0101 -0.0017 0.0118 -0.0335 -0.0343.5 0.0007 0.0065 -0.0019 0.0083 -0.0333 -0.0337.3 0.0001 0.0036 -0.0014 0.0050 -0.0332 -0.0333KT'1.0H KT'.7H KT'.3H KS'1.0H KS'.707H KS'.3H1 0.0541 0.0235 0.0038 0.0167 0.0076 0.0013.85 0.0461 0.0201 0.0032 0.0141 0.0065 0.0011.7071 0.0384 0.0167 0.0027 0.0117 0.0054 0.0009.5 0.0272 0.0119 0.0019 0.0082 0.0038 0.0006.3 0.0163 0.0071 0.0011 0.0049 0.00230.0004***高级像差***'L sn δ 'LT y δ 'K T snh 'KT sny-0.04588 -0.00084 -0.00351 0.00014'Xt sn 'Xs sn 'LFC δ 'yF C sn ∆-0.00169 -0.00055 0.18168 0.00000***垂轴像差***☆没有考虑实际渐晕系数 （即认为渐晕系数都为1） -------子午垂轴像差（'Y t δ） （像面位移： 0）1.0H 0.85H 0.7071H 0.5H 0.3H 0H1 -0.05921 -0.06299 -0.05881 -0.04576 -0.02927 0.00000.85 -0.03692 -0.04264 -0.04096 -0.03235 -0.02083 0.00000.7071 -0.02032 -0.02718 -0.02721 -0.02185 -0.01415 0.00000.5 -0.00424 -0.01154 -0.01288 -0.01059 -0.00684 0.00000.3 0.00234 -0.00401 -0.00533 -0.00414 -0.00241 0.000000 -0.00418 -0.00663 -0.00555 -0.00260 -0.00065 0.00000-1.0H -0.85H -0.7071H -0.5H -0.3H -0H1 0.16742 0.13536 0.10590 0.06772 0.03684 0.00000.85 0.12909 0.10431 0.08109 0.05107 0.02728 0.00000.7071 0.09712 0.07857 0.06066 0.03747 0.01953 0.00000.5 0.05865 0.04796 0.03659 0.02166 0.01065 0.00000.3 0.03033 0.02589 0.01958 0.01080 0.00471 0.000000 0.00418 0.00663 0.00555 0.00260 0.00065 0.00000-------子午光线对弥散圆直径±1.0H ±0.85H ±0.7071H ±0.5H ±0.3H ±0H1 0.22663 0.19835 0.16471 0.11348 0.06611 0.00000.85 0.16602 0.14695 0.12205 0.08342 0.04811 0.00000.7071 0.11744 0.10575 0.08786 0.05932 0.03368 0.00000.5 0.06289 0.05949 0.04947 0.03226 0.01748 0.00000.3 0.02799 0.02989 0.02491 0.01494 0.00712 0.000000 0.00837 0.01325 0.01110 0.00521 0.00129 0.00000-------弧矢垂轴像差分量（'Y sδ）δ'Z s1.0H 0.85H0.7071H 0.5H 0.3H1 0.01667 -0.05818 0.01148 -0.052340.00765 -0.04344 0.00367 -0.02929 0.00129-0.01661.85 0.01410 -0.04321 0.00971 -0.039660.00647 -0.03293 0.00310 -0.02189 0.00109-0.01219.7071 0.01169 -0.03119 0.00804 -0.029490.00536 -0.02451 0.00257 -0.01595 0.00090-0.00863.5 0.00823 -0.01769 0.00566 -0.01806 0.00377 -0.01503 0.00181 -0.00928 0.00063 -0.00464.3 0.00492 -0.00905 0.00339 -0.01074 0.00226 -0.00896 0.00108 -0.00501 0.00038 -0.002080 0.00000 -0.00418 0.00000 -0.00663 0.00000 -0.00555 0.00000 -0.00260 0.00000 -0.00065物镜曲线：（2）、目镜像差数据和曲线像差数据：1.初始参数物距半视场角(°) 入瞳半径0 22.75 2.5系统面数色光数实际入瞳上光渐晕下光渐晕5 3 -10 0.5 -0.5理想面焦距理想面距离0 0面序号半径厚度玻璃STO 28.5800 1.500 12 11.5610 4.500 ZF33 -19.7240 15.600 ZK34 16.5200 4.500 15 0.0000 2.495 K9☆定义了下列玻璃:ZF3 1.7172 1.734681 1.710371ZK3 1.5891 1.595862 1.586242K9 1.5163 1.521955 1.513895-------计算结果--------1.高斯参数有效焦距(f') 后截距(L') 前截距(L) 像距(l')19.62158 2.49478 -6.74243 2.49478入瞳距离(lz) 出瞳距离(lz') 近轴像高(y') 放大率(_) -10.00000 120.68283 8.22801 0.00000入瞳直径(D) 出瞳直径(D') 拉赫不变量(J) 像方孔径角(U') 5.00000 -30.11686 -0.31450 0.127412.像差***零视场像差***1H 0.85H 0.707H 0.5H 0.3H 0H球差'Lδ -0.3095 -0.2225 -0.1534 -0.0764 -0.0274 0.0000弥散园'δ -0.0397 -0.0242 -0.0139 -0.0049L R-0.0010 0.0000F 光球差 'L F δ -0.3129 -0.2268 -0.1583 -0.0820 -0.0335 -0.0063C 光球差 L C δ -0.2975 -0.2102 -0.1409 -0.0636 -0.0146 0.0129轴向色差 'LFC ∆' -0.0154 -0.0165 -0.0174 -0.0183 -0.0189 -0.0192***D 光各视场像差***相对视场 Lz1 Lz2 Yz' Xt' Xs' Xts'1 -10.0000 57.2223 -7.9847 0.3537 -1.15611.5098.85 -10.0000 67.2066 -6.8146 0.0724 -0.8395 0.9119.7071 -10.0000 77.8940 -5.7024 -0.0122 -0.5839 0.5717.5 -10.0000 94.6861 -4.0684 -0.0289 -0.2940 0.2650.3 -10.0000 109.8206 -2.4579 -0.0142 -0.1064 0.0922'Y z δ 'Yz F δ 'Yz C δ 'yF C δ 'L T δ'L S δ1 0.2433 0.2470 0.2377 0.0093 0.3847 -0.3082.85 0.1792 0.1882 0.1724 0.0158 -0.0522 -0.3116.7071 0.1157 0.1264 0.1089 0.0175 -0.2038 -0.3120.5 0.0456 0.0554 0.0400 0.0153 -0.2802 -0.3112.3 0.0105 0.0171 0.0069 0.0102 -0.3024 -0.3102KT'1.0H KT'.7H KT'.3H KS'1.0H KS'.707H KS'.3H1 -0.0931 -0.0355 -0.0051 0.0011 0.0008 0.0002.85 -0.0212 -0.0066 -0.0007 0.0061 0.0031 0.0006.7071 0.0039 0.0035 0.0008 0.0071 0.0035 0.0006.5 0.0129 0.0068 0.0013 0.0060 0.0029 0.0005.3 0.0101 0.0051 0.0009 0.0038 0.0019 0.0003***高级像差***'L sn δ 'LT y δ 'K T snh 'KT sny0.00137 0.69418 0.01111 0.06979'Xt sn 'Xs sn 'LFC δ 'yF C sn ∆-0.18903 -0.00584 0.00380 0.01092***垂轴像差***☆没有考虑实际渐晕系数 （即认为渐晕系数都为1） -------子午垂轴像差（'Y t δ） （像面位移： 0）1.0H 0.85H 0.7071H 0.5H 0.3H 0H1 -0.01314 -0.00322 0.00299 0.00734 0.00722 0.00000.85 -0.01891 -0.00971 -0.00396 0.00040 0.00149 0.00000.7071 -0.02178 -0.01233 -0.00641 -0.00182 -0.00030 0.00000.5 -0.02545 -0.01475 -0.00799 -0.00264 -0.00074 0.00000.3 -0.03003 -0.01759 -0.00958 -0.00305 -0.00063 0.000000 -0.03971 -0.02422 -0.01387 -0.00487 -0.00105 0.00000-1.0H -0.85H -0.7071H -0.5H-0.3H -0H1 -0.17315 -0.11263 -0.07392 -0.03814 -0.01733 0.00000.85 -0.02352 -0.01432 -0.00932 -0.00532 -0.00289 0.00000.7071 0.02964 0.02060 0.01346 0.00603 0.00196 0.00000.5 0.05122 0.03397 0.02159 0.00960 0.00328 0.00000.3 0.05027 0.03230 0.01980 0.00818 0.00248 0.000000 0.03971 0.02422 0.01387 0.00487 0.00105 0.00000-------子午光线对弥散圆直径±1.0H ±0.85H ±0.7071H ±0.5H ±0.3H ±0H1 0.16001 0.10941 0.07691 0.04548 0.02454 0.00000.85 0.00461 0.00460 0.00536 0.00572 0.00439 0.00000.7071 0.05142 0.03293 0.01987 0.00785 0.00227 0.00000.5 0.07667 0.04873 0.02958 0.01224 0.00401 0.00000.3 0.08030 0.04990 0.02938 0.01123 0.00311 0.000000 0.07943 0.04844 0.02774 0.00975 0.00210 0.00000-------弧矢垂轴像差分量（'Y sδ）δ'Z s1.0H 0.85H0.7071H 0.5H 0.31 0.00115 -0.17574 0.00102 -0.140520.00080 -0.11103 0.00045 -0.07387 0.00017-0.04255.85 0.00609 -0.14122 0.00443 -0.110820.00307 -0.08610 0.00154 -0.05608 0.00056-0.03182.7071 0.00712 -0.11163 0.00510 -0.085500.00351 -0.06493 0.00174 -0.04103 0.00062-0.02276.5 0.00600 -0.07659 0.00428 -0.055600.00293 -0.03999 0.00145 -0.02336 0.00052-0.01214.3 0.00382 -0.05320 0.00271 -0.035690.00185 -0.02341 0.00091 -0.01162 0.00033 -0.005100 0.00000 -0.03971 0.00000 -0.02422 0.00000 -0.01387 0.00000 -0.00487 0.00000 -0.00105目镜曲线：六、像质评价和光瞳衔接像质评价：调试中对物镜的球差、正弦差和倍率色差等轴上色差进行了校正。