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应用光学课件-PPT

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4)若视阑为长方形或正方形,其线视场按对角线计算。
5)入射窗、出射窗、视阑之间得相互共轭关系。
大家应该也有点累了,稍作休息
大家有疑问得,可以询问与交流
10
例:有一光学系统,透镜O1、O2得口径D1=D2=50mm,焦距 f1′= f2′=150mm,两透镜间隔为300mm,并在中间置一光 孔O3,口径D3=20mm,透镜O2右侧150mm处再置一光孔O4,口 径D4=40mm,平面物体处于透镜O1左侧150mm处。求该系统 得孔径光阑、入瞳、出瞳、视场光阑、入窗、出窗得位 置与大小。
两正薄透镜组L1与L2得焦距分别为100mm与50mm,通光口径 分别为60mm与30mm,两透镜之间得间隔为50mm,在透镜L2之 前30mm处放置直径为40mm得光阑,问 1)当物体在无穷远处时,孔径光阑为哪个? 2)当物体在L1前方300mm处时,孔径光阑为哪个?
4、说明: 1)物体位置改变,原孔阑可能失去控制轴上点孔径角得作用,要重复上述 三个步骤确定孔阑。
工具显微镜中(β 准确)被测物得像与刻度尺相比较,可测物之长度。
物体不论处于何位 置,发出得主光线 都不随物体位置得 移动而变化;读出 刻尺面上光斑得中 心示值,即可求出 准确得象高。
三、 象方远心光路
1、 概念: 某些大地测量仪器或投影仪器中,为了消除像平面与标尺分划刻
线面不重合而引起得测量误差,在物镜得物方焦平面上加入一个光 阑作为孔径光阑,出瞳则位于像方无穷远,称为“像方远心光路”。 2、 应用:
3)物点在无限远时,各光孔像中,直径最小者即为入瞳。入瞳对应得实际 光孔即为孔径光阑。
例:有两个薄透镜L1与L2 ,焦距分别为90mm与30mm,孔径分 别为60mm与40mm,相隔50mm,在两透镜之间,离L2为 20mm处放置一直径为10mm得圆光阑,试对L1前120mm处 得轴上物点求孔阑、入瞳、出瞳得位置与大小。

应用光学-总结

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《应用光学》总结
• 第一章 几何光学的基本定律
• 概念:研究光的传播规律和传播现象— —称为“几何光学” • 四个基本定律:光的直线传播定律;光的独
立传播定律;光的反射定律和折射定律
两大推论:马吕斯定律;费马原理(极值)
全反射现象
• 第二章
共轴球面系统
• 符号规则:与入射光线传播方向比较, 正向光路(作图),反向光路 • 完善成像的概念和条件 • 近轴光的成像及光路计算 • 近轴光线的光路追迹公式,也称小l计算公式
• 共线成像理论 • 物、像空间的共轭点; • 物、像两空间的共轭线 • 物空间的任意一点位于直线上,在像空 间内的共轭点必在该直线的共轭线上。 • 面对面
理想光学系统的基点、基面(求基点、面; • 节点的含义 性质、定义)
• 理想光学系统的图解法(正、负光组) • 理想光学系统的解析法 • 物像位置公式
小l公式 lr i u r n i' i n' u' u i i'
i' l ' r( 1 ) u'
物象位置公式
n' n n' n l' l r
l2 l'1 d1 ,l3 l'2 d2 ......lk l'k 1 dk 1
u2 u'1 ,u3 u'2 , u'k 1 l2 l'1 d1 ,l3 l'2 d 2 ......lk l'k 1 d k 1
• 轴向放大率
• 角放大率
dl' dl n' l 2
nl' 2
u' u

应用光学 ppt课件

应用光学  ppt课件
当光线遇到障碍物时会发生光的衍射现象,从而偏离光线的直线 传播。
衍射
双折射
梯度折射率
2.2 光的独立传播定律
在光相交的区域可能发生叠加,甚至发生干涉。不管是哪一种情 况,在光离开相交区域后,光波继续沿着既定的方向向前传播,该 光波身上找不到其他光波对其产生的任何影响,此现象称为光的独 立传播定律。
1.1.2 电磁波谱
400~760nm
380~760nm 390~780nm
1nm 103 μm 106 mm 109 m
1.1.2 电磁波谱
在电磁波谱里,可见光大约在380~760nm之间,按波长从长到 短依次分别呈现红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等七种颜色。这七种 色光其实分界并不完全准确,因为两种色光之间的界限本身就不明 显,过渡是一种渐进的过程。
色光 红 橙 黄 绿
范围/nm 640-760 600-640 550-600 480-550
色光 蓝 靛 紫
范围/nm 450-480 430-450 380-430
1.1.3 可见光
可见光(Visible light)是波 长大约在380~760nm之间的波 段范围,由于人眼对此波段的 光线敏感,可以引起视网膜的 感光,传递到大脑后,经过大 脑处理后可以分辨出光线的颜 色及与光线相关的物体。
则光的折射定律(Snell law, refraction law of light)可以表示为
1.折射光线也在入射面内; 2.入射角和折射角正弦之比为一个常数,与入射角大小无关。
sin I sin I ' n12
其中为 n12 比例常数
2.4 光的折射定律
海市蜃楼的形成
2.5 光路可逆
光的反射定律和折射定律一个直接的应用就是光路可逆。光在空 间传播时,在光学系统中行进,无外乎有三种情况:

《应用光学》全套PPT48页

《应用光学》全套PPT48页

《应用光学》全套
66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做,明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生,以及整个命运 的,只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
6、律的基础有两个,而且只有两个……公平和实用。——伯克 7、有两种和平的暴力,那就是法律和礼节。——歌德
8、法律就是秩序,有好的法律才有好的秩序。——亚里士多德 9、上帝把法律和公平凑合在一起,可是人类却把它拆开。——查·科尔顿 10、一切法律都是无用的,因为好人用不着它们,而坏人又不会因为它们而变得规矩起来。——德谟耶克斯

《应用光学》总结

《应用光学》总结
2 Applied Optics
1 1 1 1 n( - ) = n' ( - ) = Q r l r l'
阿贝不变量,用Q表示.说明一折射球面的物空间 和像空间的Q值是相等的
n' - n n' u' - nu = h r
近轴光经球面折射前,后的u和u′ 角的关系
3
Applied Optics
折射球面物,像位置l和l′ 之间的关系,称为单个☆ 折射球面的物像位置公式.
自备铅笔,作图题一律用铅笔作答! 自备铅笔,作图题一律用铅笔作答! 试卷用黑色钢笔或签字笔作答! 试卷用黑色钢笔或签字笔作答
18
Applied Optics
《应用光学》答疑时间安排
时间:1月14日晚上 日晚上7:00-9:00 时间: 月 日晚上 地点:科研楼313信息光学教研室 地点:科研楼 信息光学教研室
16
Applied Optics
第八章 像差 七种像差的形成原因,表现形式,对成像的影响. 如何减小像差(球差,慧差等) 系统分辨率
17
Applied Optics
考试类型
填空( 填空(约38分) 分 简答题( 简答题(约16分) 分 作图题( 理想光学系统成像,平面镜棱 作图题(约18分,理想光学系统成像 平面镜棱 分 理想光学系统成像 镜系统成像方向,棱镜的选择 棱镜的选择) 镜系统成像方向,棱镜的选择) 折射球面焦距, 证明或计算题 (约28分,折射球面焦距,成像 约 分 折射球面焦距 成像; 双光组组合的焦点位置,焦距 主点位置;望远镜 焦距,主点位置 双光组组合的焦点位置 焦距 主点位置 望远镜 视放大率,显微镜 孔径光阑,视场光阑的确定 显微镜;孔径光阑 视放大率 显微镜 孔径光阑 视场光阑的确定)

应用光学课件

应用光学课件

O1 O2
I2
θ
M β
N B
θ
应用: 应用:测距机中用双平面镜代替单个平面镜 角镜, 角镜,棱镜
应用光学讲稿
§4 - 4
棱镜和棱镜的展开
一、用棱镜代替平面镜的优缺点
棱镜: 棱镜:利用光线在介质内部的反射来改变光线方向的光学零件 优点:光能损失少 优点: 坚固耐久, 坚固耐久,不易损坏 易于安装固定 缺点: 缺点:体积重量较大 对材料要求高 受环境影响较大
y P o z 物像大小相等, 物像大小相等,形状不同 物空间右手坐标对应像空间左手坐标 x x’ z’
y’ o’
分别迎着z 坐标面时, 分别迎着 、 z ’看xy、x’y’坐标面时,当x按逆时针方向转到 看 坐标面时 按逆时针方向转到 y,x’按顺时针方向转到 ;物像这种对应关系称为“镜像” 按顺时针方向转到y’ 物像这种对应关系称为“镜像” , 按顺时针方向转到
应用光学讲稿
三、对棱镜的要求 1、棱镜展开后应该是一块平行玻璃板 、 2、如果棱镜位于会聚光束中,光轴必须和棱 、如果棱镜位于会聚光束中, 镜的入射及出射表面相垂直。 镜的入射及出射表面相垂直。
应用光学讲稿
四、典型棱镜展开举例
B 1、直角棱镜 、 在平行光路中使用
在平行光路中只需满平第一个条件: 展开开后成平行玻璃板即 AB//AC′ 则∠ ABC = ∠ A′CB Q ∠ A′CB 是∠ ACB 折过过去的,二者相等 ∴ ∠ ABC = ∠ ACB 只要两要两角相等就能 AB//AC′,不一定 为45°, ∠ A 也不一定为直角。
应用光学讲稿
结论: 结论:
A
物像位置相对平面镜对称, 物像位置相对平面镜对称,物像 大小相等 实物成虚像,虚物成实像。 实物成虚像,虚物成实像。 D 单个平面镜对物点能成理想像, 单个平面镜对物点能成理想像, O O’

应用光学总结复习1

应用光学总结复习1

R 2
1 r 0.5m R
1 f 0.5m 2
1 1 1 (n 1)( ) f r1 r2
r 750m m 1 r2 187.5m m
一个人的近视程度是-2D,调节范围是8D, 求:远点距离,近点距离,配戴 100度的近 视镜求该镜的焦距及戴上后看清的远点距离 和近点距离。
设h1=10
h1 tanu1 0.2857143 f1
h2 h1 d tanu1 14.28571
h2 tanu2 tanu1 0.2857143 f2
h1 h2 f 35 lF 50 tanu2 tanu2
7 理想光学系统的组合
250 200 250 8 10 200
f 望远镜 f 显微镜
§3-4 眼睛缺陷和目视光学仪器的视度调节
objective eyepiece Fe’
f ’o
-f e
Fe’
Fe’
2.有一放映机,使用一个凹面反光镜进行聚光照明,光
源经过反光镜反射以后成像在投影物平面上。光源长为
10 mm,投影物高为40 mm,要求光源像等于投影物高; 反光镜离投影物平面距离为600 mm,求该反光镜r ?
10 -600
-40
y ' l 'r nl ' n n y l r n' l
(2.10)
h2 h1 d1u1
(2.14)
3 近轴单球面物象基本公式
n' n n'n 位置关系式: ( 2.12 ) l' l r
h lu l u
h n' u' nu n'n ( 2.11) r

应用光学第二,三章ppt课件

应用光学第二,三章ppt课件

r d 2 2
r d 1 3
14. 假定显微镜物镜由相隔20mm的两个薄透镜组 构成,物平面和像平面之间的距离为180mm, 放大率β=-10×,要求近轴光线通过二透镜组时 的偏角Δu1和Δu2相等,求二透镜 组的焦距。 解:
' u u u 1 1 1
' u u u 2 2 2
应用视度公式就可以了
1 1 SD 1 l 1
注意符号,这里是-1
3、假定用眼睛直接观察敌人的坦克时,可以在400m的距离上看清
坦克上的编号,如果要求距离2km也能看清,问应使用几倍的望远镜 ?
l ' 36 . 12 m
若 l'50 m
l ' 1 1 1 300 l l ' l f '
3 50 10 f' 166 . 11 mm 301
16. 一个投影仪用5×的投影物镜,当像平面与投影屏不重合而
外伸10mm时,则须移动物镜使其重合,试问物镜此时应向 物平面移动还是向像平面移动?移动距离多少?
x 8 m x ' 0 . 703 mm
x 6 m x ' 0 . 9375 mm
x 4 m x ' 1 . 406 mm
x 2 m x ' 2 . 813 mm
7. 设一物体对正透镜成像,其垂轴放大率等于-1,
试求物平面与像平面的位置,并用作图法验证。
ห้องสมุดไป่ตู้
解:
2 2 dx 5 25
dx ' 25 dx
dx ' 10 dx ' 10
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Applied Optics
理想光学系统的放大率
β
=-
f
= - x'
=
f ' x' =
l' =
x f' x f l
理想光学系统的组合与光路计算
双光组组合(组合系统主平面,焦点位置计算)
焦点位置公式
x'F
f2
f
' 2
xF
f1 f1'
பைடு நூலகம்
9
Applied Optics
焦距公式
f ' f1' f2'
d f1' f2
透镜与薄透镜
f f1 f2
f ' f1' f 2' f1' f 2 d
10
Applied Optics
第三章 眼睛和目视光学系统
人眼调节:视度调节和瞳孔调节
视度
SD 1 l
视度调节范围:A R P
非正常眼:近视眼和远视眼(参见习题1,9)
人眼视角分辨率 60’’
棱镜成像方向的判断(平面,屋脊面)
根据给定的物、像坐标方向选择棱镜(P80)
平行平板的成像性质
相当空气层厚度 e L n
14
Applied Optics
第五章 光束选择
光阑及其作用、分类 孔径光阑、视场光阑 、渐晕光阑 、消杂光光阑 孔径光阑、入射光瞳、出射光瞳,确定方法 视场光阑、入射窗、出射窗,确定方法 (以相机为例) 共轭关系、主光线、渐晕现象
自备铅笔,作图题一律用铅笔作答!
试卷用黑色钢笔或签字笔作答!
18
Applied Optics
《应用光学》答疑时间安排
❖时间:1月14日晚上7:00-9:00 ❖地点:科研楼313信息光学教研室
19
Applied Optics
轴向放大率 角放大率
dl' nl' 2
dl n' l 2
u' n 1
u
n'
n' 2 n 1 n n'
nuy n' u' y' J
5
拉赫公式
Applied Optics
将n′ = - n代入公式中,可得到球面反射镜的物、 像位置公式:
112 +=
球面反射镜焦距:f ’=r/2
《应用光学》课程总结
第一章 几何光学的基本定律
概念:研究光的传播规律和传播现象——称为 “几何光学”,
四个基本定律:光的直线传播定律;光的独立 传播定律; 光的反射定律和折射定律。
光路可逆,全反射,临界角
光线,同心光束,实物,虚物,实像,虚像
理想光学系统成像特性
1
Applied Optics
第二章 共轴球面系统
l' l r
共轴球面系统(理解转面公式)
理想光学系统的基点、基面(求出基点、面;性质、 定义,共轭关系,节点特性)
6
Applied Optics
理想光学系统的图解法(特别注意确定虚物成像时 的物光线,参见习题4、5)
理想光学系统的解析法 物像位置公式
牛顿公式 xx' = ff '
高斯公式
f' f + =1
仪器视放大率 tg仪
tg眼
对目视系统的共同要求:
1、Γ>1
11
2、平行光出射
Applied Optics
放大镜工作原理,视放大率
tg仪 250 tg眼 f '
显微镜工作原理,视放大率
tg仪 tg眼
物目
f '物
250 f '目
:光学筒长
望远镜工作原理,视放大率(参见习题3,5)
tg仪 f '物 D tg眼 f '目 D'
12
Applied Optics
第四章 平面镜和棱镜
平面镜成像性质
单平面镜的成像性质 镜像、一致像(相似像) 双平面镜的成像性质(屋脊面作为夹90度角的双 平面镜处理) 角度放大,两次反射改变光的方向 成像方向的判断
13
Applied Optics
棱镜的作用,常见棱镜
反射棱镜展开的要求(P70) 1、展开后两表面必须平行(共轴性) 2、入射和出射表面必须与光轴垂直(对称性)
rl
r l'
阿贝不变量,用Q表示。说明一折射球面的物空间 和像空间的Q值是相等的
n' u'-nu n'-n h r
近轴光经球面折射前、后的u和u′ 角的关系
3
Applied Optics
折射球面物、像位置l和l′ 之间的关系,称为单个☆ 折射球面的物像位置公式。
n' - n n'-n l' l r
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Applied Optics
光学系统的景深
景深与哪些因素有关?对成像的影响是什么? 物距,孔径有关(相对孔径,焦距。。。) 点物成像为圆斑,像变模糊 ❖ 远心光路(光路结构及分类、作用)
16
Applied Optics
第八章 像差 七种像差的形成原因、表现形式,对成像的影响。 如何减小像差(球差、慧差等) 系统分辨率
l' l
光学系统两焦距之 f ' - n'
间的关系
fn
7
Applied Optics
空气中 牛顿公式写成
xx' - f ' 2
高斯公式写成 光学系统的光焦度
1 -1 1 l' l f '
n' f'
n -f
空气中
1 1
f' - f
理想光学系统的拉赫公式 nytgu = n' y' tgu'
8
17
Applied Optics
考试类型
❖ 填空(约38分) ❖ 简答题(约16分)
❖ 作图题(约18分,理想光学系统成像,平面镜棱 镜系统成像方向,棱镜的选择)
❖证明或计算题 (约28分,折射球面焦距、成像; 双光组组合的焦点位置,焦距,主点位置;望远镜
视放大率,显微镜;孔径光阑,视场光阑的确定)
符号规则,完善成像的概念和条件,近轴区成像的 实际意义。
近轴光的成像及光路计算
近轴光线的光路追迹公式,也称小l计算公式(参见习
题1) l' r(1 i' ) u' =u +i -i'
u'
i l-r u r
i' n i n'
lu=l' u'=h
2
Applied Optics
n( 1 -1 ) n' ( 1 - 1 ) Q
三个重要的放大率αβγ 垂轴放大率(也称横向放大率) y' nl'
y n' l
β < 0表示成倒像,β > 0时,成正像。
β < 0时, l和l′ 异号,物和像处于球面的两侧,像的 虚、实必与物一致。
4
Applied Optics
当β > 0时, l和l′ 同号,物和像处于折射面的同 一侧,像的虚、实与物相反。
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