1-7-理想光具组

f2'
2）系统物方的主点和焦点
xH
H百度文库H
f1d
f HF f1f2
3）空气中主点和节点重合。 4）符号规定 见课本P78 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
H'
①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’)。
②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）
三、理想光具组的简化模型
F
HK
H' K'
F'
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.
Q
P
① ③
F②
K H
K'
④
K'
F'
H K H'
图4
⑤
F
图5
K'
H K H'
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F在H左侧， s0, f 0
像点P’、焦点F’在 H‘右侧，
头看了看她
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 。
1、牛顿公式：
B
Q Q’
y
A
F
H H’
F’
A’
-y’
R R’
B’
x
f
f’
x’
s
s’
y'f x' xx'ff' y x f'
（2）高斯公式：
B
Q Q’
y
A
F
H H’
F’
A’
-y’
R R’
B’
x
f
f’
x’
s
s’
xsf x's'f'代入牛顿公式：
f ' f 1 物像关系与薄透镜完全一样 s' s
2、理想光学系统的放大率。
2、计算法求：
主
1)系统的像方主点和焦点位置：
平
面
F2 H2 H2’ F2’ H1 H1’ F1’
F’ H’
f'
F1F2
dH 1H 2f1x H 'f2
xH '
F2 H2 H2’ F2’ H1 H1’ F1’
F’ H’
f'
xH ' d f2'
xH'H2H
f2d
f f1 fHFf1f2
s'0, f'0
3、节点和节平面
节点：角放大率γ=+1的一对共轭点。 （物方节点，像方节点）
HK u
K ' u'
H'
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。
u' 描述了光束的会聚比
u
在近轴条件下: u' tg u'
u tg u
节点的性质
HK u
K ' u'
§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。
H'
F' P'
Q'
2、对主轴上的物点
（1）利用物方焦平面和节点
②B P ①F
M
K H
M'
K'
H'
P'
F'
（2）利用像方焦平面和节点
② P ①F
M
K H
M'
K'
H'
B P'
F'
（3）利用物方焦平面和焦点
R R’ B
Q Q’
F
A
H H’
-x
-f
-l
F’ A’
x’ l’
（4）利用像方焦点作辅助线
五、计算求像（物像关系）
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：
有 时 候 ， 梦里 会浮现 出一双 朦胧的 眼睛， 静静的 望着我 ，就那 么一直 注视着 我 ， 胸 口 像 被谁淹 没，难 以呼吸 。我总 觉得那 双眼睛 里里面 浮动着 什么难 以释怀 的 忧 伤 ， 像 被夜雾 蒙着的 月亮。 这时， 我会突 然感到 心疼， 像很多 蚂蚁啃 食的感 觉 ， 酸 麻 的 涩感瞬 间从心 中涌出 。 是 的 ， 那 是她 的眼睛 。 那 年 夏 天 ，我 考 上 了 我 们 市最好 的高中 ，可我 没有觉 得非常 高兴， 而是害 怕，原 因是我 不想遇
W tan u' s tan u s'
M'
u' Q ' H'
s'
VW( fs' )( s) f
f 's
s' f '
当f f '时，VW1
单个折射球面： f n f ' n'
ytnaun y'n'taun '
----亥姆霍兹公式
带入傍轴条件：
taun u;tau'n u' yn uy'n'u'
拉格朗日-亥姆霍兹公式定理
六、理想光学系统联合
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：
F2’ H2 H2’ H1 H1’ F1’
同样可以找到 F、H及主平面
F’ H’
像 方 主 平 面
见 任 何 陌 生 的人。 也许你 猜到了 ，我有 一个缺 陷，一 个让我 非常自 卑的缺 陷。 报 名 那 天 ， 我跟着 妈妈一 起来到 学校在 报名处 排队， 我站在 角落里 低着头 ，绞着 手 指 ， 静 静 等待妈 妈交好 钱带我 回家。 可是人 太多了 ，脚被 几个人 踩到， 索性去 外 面 站 着 。 我站在 柱子后 面，看 着地面 ，一双 双鞋子 从面前 走过， 我觉得 心里空 空 的 。 这 时 ， 肩 膀上 被拍了 一下， 我以为 是妈妈 ，松了 口气， 却又皱 着眉头 想 要 抱 怨 ， 转过头 竟发现 是一个 不认识 的学生 ，我迅 速低下 头，刘 海一瞬 间遮住 了 眼 睛 ， 心 里七上 八下的 。 “ 同 学 ， 可以 问问是 在这儿 交学费 吗？” 是个女 生 ，声音 却又有 些低沉 ，不像 是刻意 压低的 。 我点了 点头， 低声说 ：“嗯 。” 她 似 乎 笑 了 笑，可 能是觉 得我低 着头是 因为害 羞，只 回答谢 谢便走 了。 我 抬
（1）横向放大率：
B
Q Q’
y
A
F
H H’
F’
A-y’’
R R’
B’
x
f
f’
x’
s
s’
V y' f x' (牛顿公式） y x f'
联立：f ' f 1 得：V fs'
s' s
f 's
（2）角放大率γ： M
W tan u' , tan u
Qu H
s
图中： s tan u s' tan(u') h
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 能表征光学系统特性的点、面称基点、基面 1、焦点和焦平面
•物方焦点 •物方焦平面
•像方焦点 •像方焦平面
❖系统焦点和焦面的特性：
①
H
H' F '
图1
②
F
H H'
图2
③物方焦点F和像方焦点F’ 不是一对共轭点；