应用光学各章知识点归纳复习整理

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应用光学总结

• 放大率特性曲线 • 共轴多光组组合光路计算
• 透镜与薄透镜
第四章
• 平面镜成像性质
单平面镜的成像性质
• 镜像、一致像镜像、
双平面镜的成像性质反射棱镜及其展开 • 平面镜与棱镜成像方向的方法 • 棱镜展开外形尺寸计算
第五章
• 光阑及其作用 • 孔径光阑、视场光阑、渐晕光阑、消杂光光阑孔径光阑、渐晕光阑消杂光光阑
• 理想光学系统的组合与光路计算
• 双光组组合 • 焦点位置公式
f 2 f 2' x 'F = − ∆
f 1 f 1' xF = ∆
焦距公式
f 1' f 2 ' f' = − ∆
f1 f 2 f = ∆
f 1' f 2 ' f' = f 1' − f 2 − d
∆ = d − f 1' + f 2
M 250 Γ = = f' f'
显微系统
• 放大率公式
Γ = β × Γe
0.61λ 0.61λ σ= = n sin U max NA
• 最小分辨距 • 数值孔径数值孔径NA • 有效放大率 • 线视场
500 NA < Γ < 1000 NA
照明系统：照明系统：
• 照明系统的设计原则 • 临界、柯勒照明（远心光路）临界、柯勒照明（远心光路）
• 可以得到下列三个重要公式
1 1 1 1 n( - ) = n' ( - ) = Q r l r l'
• 阿贝不变量，用Q表示。说明一折射球面阿贝不变量，表示。表示的物空间和像空间的Q值是相等的的物空间和像空间的值是相等的

初中光学知识点总结内容

初中光学知识点总结内容一、光的性质1. 光的传播方式：光可以通过真空、气体、液体和固体传播，光的传播速度在真空中最快，约为3×10^8 m/s，而在其他介质中速度会减慢。

2. 光的直线传播：光沿着直线传播，这一性质被称为光的直线传播定律。

3. 光的波动性质：光具有波动性质，它能够产生干涉、衍射和偏振现象。

4. 光的能量：光具有能量，它的能量与频率成正比，高频率的光具有更高的能量。

二、光的反射1. 反射定律：入射角等于反射角。

当光线从一种介质射向另一种介质时，会发生反射现象，根据反射定律可以计算反射角度。

2. 镜面反射和漫反射：镜面反射是指光线遇到平整的表面并进行反射，而漫反射是指光线遇到粗糙表面并进行反射。

3. 反射成像：平面镜可以产生虚像，凸面镜可以产生实像，凹面镜可以产生虚像。

三、光的折射1. 折射定律：入射角、折射角和折射率之间存在一定的关系，称为折射定律。

2. 折射率的定义和计算：不同介质的折射率不同，折射率越大，光在介质中传播速度越慢。

折射率的计算公式为n=C/V，其中C为光在真空中的速度，V为光在介质中的速度。

3. 折射成像：当光线通过凸透镜或凹透镜时，会产生折射成像，凸透镜可以产生实像和虚像，而凹透镜只能产生虚像。

四、色散1. 色散现象：不同颜色的光在折射过程中会呈现出不同的折射角，这种现象称为色散。

2. 色散成因：色散的主要成因是光的频率不同导致的折射率差异。

3. 色散对光的分解：当光线通过三棱镜或水晶等材料时，会发生色散，将白光分解成七彩光谱。

五、光学仪器1. 望远镜：望远镜是利用透镜或镜面的成像原理来放大远处物体的一种光学仪器。

2. 显微镜：显微镜是用来观察微小物体的光学仪器，由物镜和目镜组成。

3. 摄影机：摄影机是一种利用透镜成像的光学仪器，可以将物体的成像记录到感光胶片或传感器上。

4. 投影仪：投影仪是将图像通过光学方法放大并投射到屏幕或墙壁上的光学仪器。

通过对光学知识点的总结，我们可以清晰地了解光的性质、传播规律以及光学仪器的工作原理。

第4—6章知识点总结

第4—6章知识点总结第四章光的折射学问归纳光的折射：光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向一般发生变化的现象。

光的折射规律：光从空气斜射入水或其他介质，折射光线与入射光线、法线在同一平面上；折射光线和入射光线分居法线两侧，折射角小于入射角；入射角增大时，折射角也随着增大；当光线垂直射向介质表面时，传播方向不转变。

（折射光路也是可逆的）凸透镜：中间厚边缘薄的透镜，它对光线有会聚作用，所以也叫会聚透镜。

凸透镜成像：(1)物体在二倍焦距以外(u2f)，成倒立、缩小的实像(像距：fv2f)，如照相机；(2)物体在焦距和二倍焦距之间(fu2f),成倒立、放大的实像(像距：v2f)。

如幻灯机。

(3)物体在焦距之内（uf）,成正立、放大的虚像。

光路图：6.作光路图留意事项：(1).要借助工具作图；(2)是实际光线画实线，不是实际光线画虚线；(3)光线要带箭头，光线与光线之间要连接好，不要断开；(4)作光的反射或折射光路图时，应先在入射点作出法线(虚线)，然后依据反射角与入射角或折射角与入射角的关系作出光线；(5)光发生折射时，处于空气中的那个角较大；(6)平行主光轴的光线经凹透镜发散后的光线的反向延长线肯定相交在虚焦点上；(7)平面镜成像时，反射光线的反向延长线肯定经过镜后的像；(8)画透镜时，肯定要在透镜内画上斜线作阴影表示实心。

7.人的眼睛像一架奇妙的照相机，晶状体相当于照相机的镜头（凸透镜），视网膜相当于照相机内的胶片。

8.近视眼看不清远处的景物，需要配戴凹透镜；远视眼看不清近处的景物，需要配戴凸透镜。

9.望远镜能使远处的物体在近处成像，其中伽利略望远镜目镜是凹透镜，物镜是凸透镜；开普勒望远镜目镜物镜都是凸透镜（物镜焦距长，目镜焦距短）。

10.显微镜的目镜物镜也都是凸透镜（物镜焦距短，目镜焦距长）。

第五章物体的运动1.长度的测量是最基本的测量，最常用的工具是刻度尺。

2.长度的主单位是米，用符号：m表示，我们走两步的距离约是1米，课桌的高度约0.75米。

应用光学重点个人整理版

与另一个爱里斑的第一级暗环重合时，刚好能分辨出是两个像。
23：掌握透射照明的方式
透射式照明法分中心照明和斜射照明两种形式：（1）中心照明：这是最常用的透射式照明法，其特点是照明光束的中轴与显微镜的光轴同在一条直线上。它又分为“临界照明”和“柯勒照明”两种。 A．临界照明（Critical illumination）:这是普通的照明法。这种照明的特点是光源经聚光镜后成像在被检物体上，光束狭而强，这是它的优点。但是光源的灯丝像与被检物体的平面重合，这样就造成被检物体的照明呈现出不均匀性，在有灯丝的部分则明亮；无灯丝的部分则暗淡，不仅影响成像的质量，更不适合显微照相，这是临界照明的主要缺陷。其补救的方法是在光源的前方放置乳白和吸热滤色片，使照明变得较为均匀和避免光源的长时间的照射而损伤被检物体。 B．柯勒照明：柯勒是十九世纪末蔡司厂的工程师,为了纪念他在光学领域的突出贡献,后人把他发明的二次成像叫做柯勒照明. 柯勒照明克服了临界照明的缺点，是研究用显微镜中的理想照明法。这中照明法不仅观察效果佳，而且是成功地进行显微照相所必须的一种照明法。光源的灯丝经聚光镜及可变视场光阑后，灯丝像第一次落在聚光镜孔径的平面处，聚光镜又将该处的后焦点平面处形成第二次的灯丝像。这样在被检物体的平面处没有灯丝像的形成，不影响观察。此外照明变得均匀。观察时，可改变聚光镜孔径光阑的大小，使光源充满不同物镜的入射光瞳，而使聚光镜的数值孔径与物镜的数值孔径匹配。同时聚光镜又将视场光阑成像在被检物体的平面处，改变视场光阑的大小可控制照明范围。此外，这种照明的热焦点不在被检物体的平面处，即使长时间的照明，也不致损伤被检物体。2004 年蔡司公司又在传统柯勒式照明基础上推出了带有反光碗的全系统复消色差照明技术，消除照明色差，增强光的还原性，进而提高分辨率，同时照明均匀而光效高。

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第一章几何光学基本定律与成像概念1、波面：某一时刻其振动位相相同的点所构成的等相位面成为波阵面，简称波面。

光的传播即为光波波阵面的传播。

2、光束：与波面对应的所有光线的集合。

3、波面分类：a)平面波：对应相互平行的光线束（平行光束）b)球面波：对应相较于球面波球心的光束（同心光束）c)非球面波4、全反射发生条件：a)光线从光密介质向光疏介质入射b)入射角大于临界角5、光程：光在介质中传播的几何路程l与所在介质的折射率n的乘积s。

光程等于同一时间内光在真空中所走的几何路程。

6、费马原理：光从一点传播到另一点，期间无论经过多少次折射和反射，其光程为极值。

7、马吕斯定律：光线束在各向同性的均匀介质中传播时，始终保持着与波面的正交性，并且入射波面与出射波面对应点之间的光程均为定值。

8、完善像：a)一个被照明物体每个物点发出一个球面波，如果该球面波经过光学系统后仍为一球面波，那么对应光束仍为同心光束，则称该同心光束的中心为物点经过光学系统后的完善像点。

b)每个物点的完善像点的集合就是完善像。

c)物体所在空间称为物空间，像所在空间称为像空间。

10、完善成像条件：a)入射波面为球面波时，出射波面也为球面波。

b)或入射光为同心光束时，出射光也为同心光束。

c)或物点A1及其像点之间任意两条光路的光程相等。

11、物像虚实：几个光学系统组合在一起时，前一系统形成的虚像应看成当前系统的实物。

12、子午面：物点和光轴的截面。

13、决定光线位置的两个参量：a)物方截距：曲面顶点到光线与光轴交点A的距离，用L表示。

b)物方孔径角：入射光线与光轴的夹角，用U表示。

14、符号规则a)沿轴线段：以折射面顶点为原点，由顶点到光线与光轴交点或球心的方向于光线传播方向相同时取证，相反取负b)垂轴线段：以光轴为基准，在光轴上方为正，下方为负。

c)夹角：i.优先级：光轴》光线》法线。

ii.由优先级高的以锐角方向转向优先级低的。

iii.顺时针为正，逆时针为负。

应用光学各章知识点归纳

应用光学各章知识点归纳第一章几何光学基本定律与成像概念波面：某一时刻其振动位相相同的点所构成的等相位面称为波阵面，简称波面。

光的传播即为光波波阵面的传播，与波面对应的法线束就是光束。

波前：某一瞬间波动所到达的位置。

光线的四个传播定律：1）直线传播定律：在各向同性的均匀透明介质中，光沿直线传播，相关自然现象有：日月食，小孔成像等。

2）独立传播定律：从不同的光源发出的互相独立的光线以不同方向相交于空间介质中的某点时彼此不影响，各光线独立传播。

3）反射定律：入射光线、法线和反射光线在同一平面内，入射光线和反射光线在法线的两侧，反射角等于入射角。

4）折射定律：入射光线、法线和折射光线在同一平面内；入射光线和折射光线在法线的两侧，入射角和折射角正弦之比等于折射光线所在的介质与入射光线所在的介质的折射率之比，即nn I I ''sin sin = 光路可逆：光沿着原来的反射（折射）光线的方向射到媒质表面，必定会逆着原来的入射方向反射（折射）出媒质的性质。

光程：光在介质中传播的几何路程S 和介质折射率n 的乘积。

各向同性介质：光学介质的光学性质不随方向而改变。

各向异性介质：单晶体（双折射现象）马吕斯定律：光束在各向同性的均匀介质中传播时，始终保持着与波面的正交性，并且入射波面与出射波面对应点之间的光程均为定值。

费马原理：光总是沿光程为极小，极大，或常量的路径传播。

全反射临界角：12arcsinn n C = 全反射条件：1）光线从光密介质向光疏介质入射。

2）入射角大于临界角。

共轴光学系统：光学系统中各个光学元件表面曲率中心在一条直线上。

物点/像点：物/像光束的交点。

实物/实像点：实际光线的汇聚点。

虚物/虚像点：由光线延长线构成的成像点。

共轭：物经过光学系统后与像的对应关系。

（A ，A ’的对称性）完善成像：任何一个物点发出的全部光线，通过光学系统后，仍然聚交于同一点。

每一个物点都对应唯一的像点。

中北大学应用光学知识点汇总

中北大学应用光学知识点汇总第一章几何光学基本定律第一节几何光学的基本概念1、研究光的意义: 90%信息由视觉获得,光波是视觉的载体2、光是什么？弹性粒子（牛顿）－弹性波（惠更斯）－电磁波（麦克斯韦）－波粒二象性 1905年：爱因斯坦提出光子假设3、光的本质是电磁波光的传播实际上是波动的传播4、物理光学：研究光的本性，并由此来研究各种光学现象（干涉、衍射等）几何光学：研究光的传播规律和传播现象，把光当做光线。

5、可见光：波长在400-760nm 范围红外波段：波长比可见光长紫外波段：波长比可见光短6、单色光：同一种波长复色光：由不同波长的光波混合而成7、频率和光速，波长的关系在透明介质中，波长和光速同时改变，频率不变8、实际被成像物体都是由无数发光点组成。

包括线光源和面光源。

9、在某一时刻，同一光源辐射场的位相相同的点构成的曲面。

波面的法线即为几何光学中所指的光线。

10、同心光束：由一点发出或交于一点的光束；对应的波面为球面第二节几何光学的基本定律1、光的直线传播定律：光在各项同性的均匀介质中沿着直线传播。

两个条件：均匀介质，无阻拦。

2、光的独立传播定律：以不同路径传播的两条光线同时在空间某点相遇时，彼此互不影响，独立传播。

相遇处的光强度只是简单的相加，总是增强的。

（对不同发光点的发出的光）3、反射定律：入射光线、反射光线和投射点法线三者在同一平面内。

入射角= —反射角（光线转向法线，顺时针方向旋转形成的角度为正，反之为负。

）4、折射定律：入射光线、折射光线和投射点法线三者在同一平面内。

入射角与折射角的正弦之比（一定压力和温度条件下为定值）与入射角无关，而与两个介质的性质有关。

sinθ1 * n1 =sinθ2 * n2 5、相对折射率：一种介质对另一种介质的折射率绝对折射率：介质对真空或空气的折射率6、全反射：光从光密介质射入到光疏介质n1>n2，并且当入射角大于全反射角I 0时，在二种介质的分界面上光全部返回到原介质中的现象。

应用光学总复习

匹兹凡和：以正负光焦度分离来校正
★像质评价几何像差（像差曲线）、波像差(最大剩余波像差为最小的离焦原则)、点列图、分辨率、光学传递函数
1. 做完题检查结果是否有可能性例如，摄影系统景深若干mm不可能，显微系统景深过大不可能放映系统像面照度零点几勒克斯不可能，摄影光圈数0.08不可能玻璃折射率低于1.4或高于2不可能 2. 注意公式的适用范围摄影系统景深与显微镜系统景深公式不同； 2 f ' 1 适用于孔阑在 L (2 ) f ' 适用于接触薄系统 xp ' e 物镜后焦面上望远镜正常放大率和显微镜有效放大率勿混淆 3. 利用物像关系熟悉经典光学系统的一些特点显微镜：物镜满足齐焦条件，当L一定，高倍时，l 小，l’大，低倍反之分辨率、出瞳、数值孔径、景深与倍率的关系（理解）望远镜：若筒长一定，Γ大，则 fo’大，fe’小，D大当D一定，Γ大，则D’小相对主观亮度：当D一定时 (t / e ) 到 D’ De时，为定值若D’ De，则 2
主光线下光线辅轴子午轴外球差
T
弧矢轴外球差
宽光束像散△X’ 宽光束弧矢场曲Xs’ 1 2 3 1’ 2’ 3’ C
细光束子午场曲xt’ 宽光束子午场曲Xt’ T T0 B’(B3’ B)0’ D B2’ (S0)
A B
S B1’
A0 ’
五、光束限制——本部分应与经典光学系统相结合复习
★孔阑，入瞳，出瞳；视阑，入窗，出窗；孔径角、视场角及其作用 ★拦光，渐晕，渐晕光阑，渐晕区，无渐晕条件 ★系统可能存在二个渐晕光阑，一个拦下光线，一个拦上光线 ★对准平面，景像平面，远景平面，近景平面，景深 ★物方（像方）远心光路——物方（像方）主光线平行于光轴

应用光学总复习与习题解答

总复习第一章几何光学的基本定律返回内容提要有关光传播路径的定律是本章的主要问题。

折射定律(光学不变量)及其矢量形式反射定律(是折射定律当时的特殊情况)费马原理(极端光程定律)，由费马原理导出折射定律和反射定律(实、虚)物空间、像空间概念完善成像条件(等光程条件)及特例第二章球面与球面系统返回内容提要球面系统仅对细小平面以细光束成完善像基本公式：阿贝不变量放大率及其关系：拉氏不变量反射球面的有关公式由可得。

第三章平面与平面系统返回内容提要平面镜成镜像夹角为 α 的双平面镜的二次像特征平行平板引起的轴向位移反射棱镜的展开，结构常数，棱镜转像系统折射棱镜的最小偏角，光楔与双光楔关键问题：坐标系判断，奇次反射成像像，偶次反射成一致像，并考虑屋脊的作用。

第四章理想光学系统返回内容提要主点、主平面，焦点、焦平面，节点、节平面的概念高斯公式与牛顿公式：当时化为，并有三种放大率，，拉氏不变量，，厚透镜：看成两光组组合。

＋＋组合：间隔小时为正光焦度，增大后可变成望远镜，间隔更大时为负光焦度。

－－组合：总是负光焦度＋－组合：可得到长焦距短工作距离、短焦距长工作距离系统，其中负弯月形透镜可在间隔增大时变成望远镜，间隔更大时为正光焦度。

第五章光学系统中的光束限制返回内容提要本部分应与典型光学系统部分相结合进行复习。

孔阑，入瞳，出瞳；视阑，入窗，出窗；孔径角、视场角及其作用拦光，渐晕，渐晕光阑系统可能存在二个渐晕光阑，一个拦下光线，一个拦上光线对准平面，景像平面，远景平面，近景平面，景深物方（像方）远心光路——物方（像方）主光线平行于光轴第六章光能及其计算返回内容提要本章重点在于光能有关概念、单位和像面照度计算。

辐射能通量，光通量，光谱光视效率，发光效率发光强度，光照度，光出射度，光亮度的概念、单位及其关系光束经反射、折射后亮度的变化，经光学系统的光能损失，通过光学系统的光通量，像面照度总之,第七章典型光学系统返回内容提要本章需要熟练掌握各类典型光学系统的成像原理、放大倍率、光束限制、分辨本领以及显微镜与照明系统、望远镜与转像系统的光瞳匹配关系，光学系统的外形尺寸计算。

应用光学【第二章】复习

第二章共轴球面系统的物像关系本章内容：共轴球面系统求像。

由物的位置和大小求像的位置和大小。

φ U ˊ - UO C A A ˊ n n ˊ P- LrL’II’Q1. 符号规则反射情形看成是折射的一种特殊情形：n’= －n把反射看成是n’= －n 时的折射。

往后推导公式时，只讲折射的公式；对于反射情形，只需将n’用－n代入即可，无需另行推导。

（1）物像位置关系式rn n l n l n -=-'''2. 近轴光学的基本公式（2）物像大小关系式这就是物像大小的关系式。

利用公式就可以由任意位置和大小的物体，求得单个折射球面所成的近轴像的大小和位置。

对由若干个透镜组成的共轴球面系统，逐面应用公式就可以求得任意共轴系统所成的近轴像的位置和大小。

l n nl y y '''==β3. 共轴理想光学系统的基点——主平面和焦点近轴光学基本公式的缺点：物面位置改变时，需重新计算，若要求知道整个空间的物像对应关系，势必要计算许多不同的物平面。

已知两对共轭面的位置和放大率，或者一对共轭面的位置和放大率，以及轴上的两对共轭点的位置，则其任意物点的像点就可以根据这些已知的共轭面和共轭点来求得。

光学系统的成像性质可用这些基面和基点求得最常用的是一对共轭面和轴上的两对共轭点。

（1）放大率β=1的一对共轭面——主平面rn n l n l n -=-'''l n nl y y '''==β不同位置的共轭面对应着不同的放大率。

放大率β=1的一对共轭面称为主平面。

物平面称为物方主平面，像平面称为像方主平面。

两主平面和光轴的交点分别称为物方主点和像方主点，用H 、H’表示，H 和H’显然也是一对共轭点。

主平面性质：任意一条入射光线与物方主平面的交点高度和出射光线与像方主平面的交点高度相同（2）无限远轴上物点和它所对应的像点F’——像方焦点rn n l n l n -=-''' 当轴上物点位于无限远时，它的像点位于F’处。

初中物理学习要点笔记——光学知识点归纳

第二章光学知识点归纳第一节光的直线传播1、光源：定义：能够发光的物体叫光源。

（注：月亮不是光源，它是反射的太阳光进入人的眼睛）。

分类：自然光源，如太阳、萤火虫；人造光源，如篝火、蜡烛、油灯、电灯。

月亮本身不会发光，它不是光源。

2、规律：光在同一种均匀介质中是沿直线传播的。

3、光线是由一小束光抽象而建立的理想物理模型，建立理想物理模型是研究物理的常用方法之一。

早晨，看到刚从地平线升起的太阳的位置比实际位置高，该现象说明：光在非均匀介质中不是沿直线传播的。

（如图1-1所示）图1-14、应用及现象（1）激光准直。

（2）影子的形成：光在传播过程中，遇到不透明的物体，在物体的后面形成黑色区域即影子。

（3）日食月食的形成：当地球在中间时可形成月食。

如图1-2：在月球后1的位置可看到日全食，在2的位置看到日偏食，在3的位置看到日环食。

（4）小孔成像：小孔成像实验早在《墨经》中就有记载小孔成像成倒立的实像，其像的形状与孔的形状无关。

图1-25、光速10m/s＝3×510km/s；光在空气中速度约为3×光在真空中速度C＝3×8810m/s。

光在水中速度为真空中光速的3/4，在玻璃中速度为真空中速度的2/3。

第二节光的反射1、光的反射定义：光从一种介质射向另一种介质表面时，一部分光被反射回原来介质的现象叫光的反射。

2、光的反射定律：三线同面，法线居中，两角相等，光路可逆.即：反射光线与入射光线、法线在同一平面上，反射光线和入射光线分居于法线的两侧，反射角等于入射角。

光的反射过程中光路是可逆的。

不发光物体把照在它上面的光反射进入我们的眼睛。

3.分类（1）镜面反射定义：射到物面上的平行光反射后仍然平行条件：反射面平滑。

应用：迎着太阳看平静的水面，特别亮。

黑板“反光”等，都是因为发生了镜面反射。

（2）漫反射定义：射到物面上的平行光反射后向着不同的方向，每条光线遵守光的反射定律。

条件：反射面凹凸不平。

应用光学

第一章几何光学的基本定律§ 1-1 发光点、波面、光线、光束返回本章要点发光点 ---- 本身发光或被照明的物点。

既无大小又无体积但能辐射能量的几何点。

对于光学系统来说，把一个物体看成由许多物点组成，把这些物点都看成几何点 ( 发光点 ) 。

把不论多大的物体均看作许多几何点组成。

研究每一个几何点的成像。

进而得到物体的成像规律。

当然这种点是不存在的，是简化了的概念。

一个实际的光源总有一定大小才能携带能量，但在计算时，一个光源按其大小与作用距离相比很小便可认为是几何点。

今后如需回到光的本质的讨论将特别指出。

波面 --- 发光点在某一时刻发出的光形成波面如果周围是各向同性均匀介质，将形成以发光点为中心的球面波或平面波第二章球面和球面系统§ 2-1 什么是球面系统？由球面组成的系统称为球面系统。

包括折射球面和反射球面反射面：n ' =-n.平面是半径为无穷大的球面，故讨论球面系统具有普遍意义折射系统折反系统§ 2-2 概念与符号规则•概念① 子午平面 —— 包含光轴的平面② 截距：物方截距 —— 物方光线与光轴的交点到顶点的距离像方截距 —— 像方光线与光轴的交点到顶点的距离③ 倾斜角：物方倾斜角 —— 物方光线与光轴的夹角像方倾斜角 —— 像方光线与光轴的夹角返回本章要点•符号规则返回本章要点因为分界面有左右、球面有凹凸、交点可能在光轴上或下，为使推导的公式具有普遍性，参量具有确切意义，规定下列规则：a. 光线传播方向：从左向右b. 线段：沿轴线段 ( L,L',r ) 以顶点 O 为基准，左“ - ”右“ + ” 垂轴线段 ( h ) 以光轴为准，上“ + ”下“ - ” 间隔 d(O1O2) 以前一个面为基准，左“ - ”右“ + ” c. 角度：光轴与光线组成角度 ( U,U' ) 以光轴为起始边，以锐角方向转到光线，顺时针“ + ”逆时针“ - ”光线与法线组成角度 ( I,I' ) 以光线为起始边，以锐角方向转到法线，顺“ + ”逆“ - ”光轴与法线组成角度 ( φ ) 以光轴为起始边，以锐角方向转到法线，顺“ + ”逆“ - ”§ 2-3 折射球面返回本章要点•由折射球面的入射光线求出射光线已知： r, n, n',L, U 求： L', U'，由以上几个公式可得出 L' 是 U 的函数这一结论，不同 U 的光线经折射后不能相交于一点点－》斑，不完善成像•近轴光线经折射球面折射并成像.1 ．近轴光线：与光轴很靠近的光线，即 -U 很小， sin(-U) ≈ -U ，此时用小写：sin(-U)= - usinI=iL=l 返回本章要点近轴光线所在的区域叫近轴区2 ．对近轴光，已知入射光线求折射球面的出射光线：即由 l , u —> l ',u' , 以上公式组变为：当 u 改变时， l ' 不变！点 —— 》点，完善成像此时 A ， A' 互为物像，称共轭点近轴光所成像称为高斯像，仅考虑近轴光的光学叫高斯光学返回本章要点近轴光线经折射球面计算的其他形式（为计算方便，根据不同情况可使用不同公式）利用：可导出返回本章要点4 ．（近轴区）折射球面的光焦度，焦点和焦距可见，当（ n'-n )/r 一定时， l ' 仅与 l 有关。

应用光学第二章总结

第二章总结宗旨：由物的位置和大小求像的位置和大小。

物的位置（L ，U ）+系统参数：n 、n ’、r →像的位置（L ’，U ’）物像关系式，公式（2-1）~（2-5）→近轴物像关系式（2-6）~（2-10）：2121sin sin sin 'sin '''sin ''sin '','L rI U r nI In U U I I r I L r U L L d U U -===+-=+=-= →2121'''''''','l r i ur n i in u u i i ri l r u l l d u u -===+-=+=-=近轴光路的另一种表示形式（2-11）：(')''n n h n u nu r--=物像位置关系式（2-12）、（2-13）：''1111'()()''n n n n n n l l r l r l r--=⇔-=- 转面公式（2-14）：212111','u u h h d u ==-物像大小关系式（2-15）：'''y nl y n l β==基平面与基点：主平面：放大率β=1的一对共轭面。

物方主平面、像方主平面，物方主点H 、像方主点H ’。

主平面的性质：任意一条入射光线和物方主平面的交点高度与其出射光线和像方主平面的交点高度相等。

像方焦点：无限远的轴上物点通过系统以后的像点F ’。

像方焦平面像方焦点和像方焦平面的性质：平行于光轴的任意光线，其共轭光线必通过像方焦点F ’；和光轴成一定夹角的平行光线，通过光学系统后，必成像于像方焦平面上一点。

物方焦点：无限远的轴上像点所对应的物点F ，物方焦平面物方焦点和物方焦平面的性质：过物方焦点F 的任意光线通过光学系统后，平行于光轴出射；物方焦平面上轴外任意一点发出的所有光线，通过光学系统后，对应一束和光轴成一定夹角的平行光束。

应用光学复习总结

应⽤光学复习总结2009《应⽤光学》复习题⼀、名词解释（每题2分，共20分）1．光线；2. 光束；光线：没有直径、没有体积却携有能量并具有⽅向性的⼏何线。

其能量密度⽆限⼤。

（可见实际是不存在的）与波⾯对应的法线（光线）的集合，称为光束。

3．光轴；光束(光柱)的中⼼线，或光学系统的对称轴。

光束绕此轴转动，不应有任何光学特性的变化。

4 光源；从物理学⾓度来看，能够辐射能量的物体成为发光体，也就是光源。

5光学系统；光学系统是由透镜、反射镜、棱镜及光阑等多种光学元件按⼀定次序组合成的整体。

6 全反射；全反射：从光密介质射⼊到光疏介质，并且当⼊射⾓⼤于某值时，在⼆种介质的分界⾯上光全部返回到原介质中的现象。

7 光程；光在媒质中通过的路程和该媒质折射率的乘积。

8 虚物点；9 虚像点；⼀同⼼光束⼊射到理想光学系统后，出射光束必定也是同⼼光束（见理想光学系统），⼊射同⼼光束的交点称为物点，出射同⼼光束的交点称为像点。

若⼊射光束为发散的同⼼光束，则物点为实物点；若⼊射光束为会聚的同⼼光束，则物点为虚物点。

出射光束为会聚的同⼼光束时，像点为实像点；出射光束为发散的同⼼光束时，像点为虚像点。

根据不同的成像系统，可有实物实像、实物虚像、虚物实像和虚物虚像等各种情形。

10 光焦度；光焦度（⽤?表⽰）：折合焦距的倒数n’/f'= ? ,光焦度体现的是系统对光束的会聚或发散的本领。

11 共轭点；物空间中的每⼀点都对应于像空间中相应的点，且只对应⼀点，我们称为共轭点；光学系统物⽅⼀个点（物点）对应像⽅⼀个点（像点）。

即从物点发出的所有⼊射光线经光学系统后，出射光线均交于像点。

由光的可逆性原理，从原来像点发出的所有光线⼊射到光学系统后，所有出射光线均交于原来的物点，这⼀对物、像可互换的点称为共轭点。

某条⼊射光线与对应的出射光线称为共轭光线.12 透镜；13 镜像；14 孔径光阑；孔径光阑（有效光阑）：指限制进⼊系统的成像光束⼝径的光阑。

应用光学复习提纲-超详细

《应用光学》总复习提纲第一章★1、光的反射定律、折射定律I1 = R1；n1sinI1=n2sinI22、绝对折射率介质对真空的折射率。

通常把空气的绝对折射率取作1，而把介质对空气的折射率作为“绝对折射率”。

★3、光路可逆定理假定某一条光线，沿着一定的路线，由A传播到B。

反过来，如果在B点沿着相反的方向投射一条光线，则此反向光线仍沿原路返回，从B传播到A。

★4、全反射光线入射到两种介质的分界面时，通常都会发生折射与反射。

但在一定条件下，入射到介质上的光会全部反射回原来的介质中，没有折射光产生，这种现象称为光的全反射现象。

发生全反射的条件可归结为:（1）光线从光密介质射向光疏介质；（2）入射角大于临界角。

(什么是临界角？)★5、正、负透镜的形状及其作用正透镜：中心比边缘厚度大，起会聚作用。

负透镜：中心比边缘厚度小，起发散作用。

★7、物、像共轭对于某一光学系统来说，某一位置上的物会在一个相应的位置成一个清晰的像，物与像是一一对应的，这种关系称为物与像的共轭。

例1：一束光由玻璃（n=1.5）进入水中(n=l.33)，若以45°角入射，试求折射角。

解：n1sinI1=n2sinI2n1=1.5; n2=l.33; I1=45°代入上式得I2=52.6°折射角为52.6°第二章★1、符号规则；2、大L公式和小l公式★3、单个折射球面物像位置公式例：一凹球面反射镜浸没在水中，物在镜前300mm 处，像在镜前90mm 处，求球面反射镜的曲率半径。

n ′l ′－n l=n ′－n r l =-300mm ，l ′=-90mm求得r=-138.46mm由公式解：由于凹球镜浸没在水中，因此有n ′=-n=n 水★4、单个球面物像大小关系例：已知一个光学系统的结构参数：r = 36.48mm ；n=1；n ′=1.5163；l = -240mm ；y=20mm ；可求出：l ′=151.838mm ，求垂轴放大率β与像的大小y ′。

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

光学知识要点总结

光学知识要点总结一、光的的直线传播条件：光在同种均匀介质（或真空）中沿直线传播。

例证：影的形成、小孔成像、日食、月食。

光速：s m C /1038⨯=真，在其它介质中，C V <，随介质而不同。

二、光的反射1、定律：反射光线、入射光线、法线在同一平面，反射光线、入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角。

2、两种反射：（1）镜面反射：反射面很平滑，入射平行光，反射后仍平行。

（2）漫反射：反射面不平，入射平行光，反射后射向各方向。

3、光在反射中光路可逆。

4、平面镜对光的作用：平行光反射后仍平行。

成像规律：成虚像，物、像相对镜面对称——正立、等大、等远。

平面镜应用：控制光路、成像。

5、凸面镜和凹面镜凸面镜对光有会聚作用，凹面镜对光有发散作用。

三、光的折射1. 光的折射规律；折射光线、入射光线和法线在同一平面上；折射光线和入射光线分居法线两侧；光从空气斜射入某透明介质时，折射角小于入射角，光从某透明介质斜射入空气中时，折射角大于入射角，当光线垂直射向介质表面时，传播方向不变。

生活中由岸边向水中看，虚像比实际池底线高，由水中向岸上看虚像比实际物体高等成同都是光的折射现象。

2. 透镜：① 焦点是凸透镜成实像和虚像的分界点，f u =时不成像，f u >成实像，f u <成虚像。

② 二倍焦距处是像大小的分界点，f u 2=时，成等大实像，f u 2>时，成缩小的实像，f u 2<时，成放大实像或放大虚像。

③ 成实像特点：成实像时，物、像在镜的两侧且倒立，同时↑u ↓v 像变小，↑↓v u 像变大，物像移动方向一致。

④ 成虚像的特点：成虚像时，物、像在镜同侧，且正立、放大，同时，↑↑v u ，像变大，↓↓v u 像变小，像物移动方向也一致。

⑤ 成实像时，物、像距离最小值为4倍焦距（即f 4）。

口诀：一焦分虚实，分正倒；二焦分大小；物近（与焦点的距离）像远大，物远（与焦点的距离）像近小；实像异侧倒，虚像同侧正；像距大（于物距）像放大，像距小（于物距）像缩小。

眼应用光学基础

第二节球面和共轴球面系统的理想成像一、单折射球面的成像
单球面近轴区的物像关系
引言
由第七章的内容可知，当物体通过折射球面成像时，除位于近轴区内的物体外，均不能成完善像。但近轴区的成像范围和光束宽度均很小，实用意义不大。即空间任意大的物体以任意宽的光束通过光学系统时均能成完善像，则这样的光学系统成为理想光学系统。
h -u u'
h f ' , tan u '
h f tan u
8.1 基本特性、基点和基面
8.1.2 理想光学系统的基点和基面
物方焦平面
像方焦平面
通过物方焦点F且垂直于光轴的平面。通过像方焦点F'且垂直于光轴的平面。
物方焦平面像方焦平面
光轴
8.1 基本特性、基点和基面
8.1.2 理想光学系统的基点和基面
A
F
E1 Q Q'
G1EkGkB F'样的高度，且位于光轴
的同侧（上侧），故这两面的垂轴放大率β ＝
H H'
+1，称这对垂轴放大率
为+1共轭面为主平面。
光轴
物方焦距：物方主点到物方焦点F的距离，以 f 表示。像方焦距：像方主点到像方焦点F‘的距离，以 f’ 表示。
焦距的正负是以相应的主点为原点来确定，如果由主点到相应焦点的方向与光线传播方向一致，则焦距为正，反之为负。如图，f < 0， f‘> 0，且：
影子
由于光沿直线传播，在光的传播过程中，遇到不透明的物体时，在物体后面就形成一个光不能到达的区域，从而形成一块阴影，这个阴影就是物体的影子。
日食、月食的形成