几何光学学习感想

几何光学学习感想

经过了几何光学部分的学习，收获良多。几何光学是以光线作为基础概念,用几何的方法研究光在介质中的传播规律和光学系统的成像特

性的一门学科。

物理光学: 研究光的电磁特性,并由此来研究各种相关光学现象。

几何光学: 研究光的传播规律和成像特性

第一章几何光学的基本定律与成像概念

通过对本章的学习，掌握了几何光学的基本定律（光的直线传播定律、独立传播定律、反射定律和折射定律），光的全反射性质，费马原理、马吕斯定理以及二者与几何光学基本定律之间的关系；明确完善成像概念及相关表述；能熟练应用符号规则进行单个折射球面的光线光路计算（小l公式和大L公式），掌握单个折射球面和反射球面的成像公式，包括物像位置、垂轴放大率、轴向放大率、角放大率、拉赫不变量等公式及其各量的物理意义，并推广到共轴球面系统的成像计算。重点内容：

1、完善成像的三个等价条件：

第一种表述:

入射波面为球面波时,出射波面也为球面波。

第二种表述:

入射光为同心光束时,出射光束也为同心光束。

第三种表述:

物点及其像点之间任意两条光路的光程相等。

2、几何光学中的符号规则：

3、近轴光线的光路计算：

大L计算公式：

sin I=L−r

r

sin U

sinI′=n

′

sin I

U′=U+I−I′

L′=r(1+sin I′sin U′

)

小L计算公式：

i=l−r r

u

i′=n n′i

u′=u+i−i′

l′=r(1+i′u′)

4、单个折射球面的物像位置公式：

n′l′−

n

l

=

n′−n

r

5、垂轴放大率：

β＝y′

y

=

nl′

n′l

轴向放大率：

α＝n′

n

β2

角放大率：

γ=

n n′β

第二章理想光学系统

通过对本章的学习，掌握理想光学系统的概念、成像性质、基点基面及其系统的表示；会用图解法和解析法求像，重点掌握高斯公式和牛顿公式及其理想光学系统的放大率公式；会灵活运用理想光学系统的组合公式求组合系统的焦距、基点基面；掌握两种典型的光组组合及其性质；会求透镜的焦距、基点和基面位置，并了解透镜的分类和性质。

重点内容：

1、基点和基面：焦点和焦平面；主点和主平面

可供选择的典型光线和可以利用的性质:

平行于光轴入射的光线,经过系统后过像方的焦点;

过物方焦点的光线,经过系统后平行于光轴;

倾斜于光轴入射的平行光束经过系统后,交于像方焦平面上的一点; 自物方焦平面上一点发出的光束经系统后成倾斜于光轴的平行光束;

共轭光线在主面上的投射高度相等。

轴外点：

轴上点：

牛顿公式（以焦点为原点）：xx′=ff′;β=y′

y =−f

x

=−x′

f′

高斯公式（以主点为原点）：f′

l′+f

l

=1;β=y′

y

=−f

f′

l′

l

第三章平面与平面系统

通过对本章的学习，掌握平面系统的基本作用和种类，掌握平面反射镜、平行平板、反射棱镜和折射棱镜等典型平面系统等性质和作用。了解有关光学材料等基本知识。

重点内容：

1、平面镜成像及旋转

2、平行平板

3、反射棱镜分类及性质

4、折射棱镜和光楔

第四章光学系统中的光阑与光束限制

通过对本章的学习，掌握孔径光阑、入射光瞳、出射光瞳、视场光阑、

入射窗、出射窗、孔径角、视场角、渐晕和渐晕系数等基本概念；明确孔径光阑、视场光阑和渐晕光阑等作用和关系；掌握照相系统、望远系统和显微系统中光束限制情况；明确物方远心光路和场镜的定义和作用；明确光学系统中景深的概念、公式和影响因素。

重点内容：

1、限制轴上物点孔径角u的大小;限制轴上物点成像光束宽度、并有选择轴外物点成像光束位置作用的光阑称为孔径光阑。孔径光阑经前面的光学系统所成的像称为入射光瞳。孔径光阑经后面的光学系统所成的像称为出射光瞳。

2、限制物平面或物空间范围的光阑称视场光阑。视场光阑经其前面的光学系统所称的像称为入射窗, 视场光阑经其后面的光学系统所称的像称为出射窗。

第五章光度学和色度学基础

通过对本章的学习，掌握光度学中辐射量和光学量的定义、单位及两者之间的关系；明确光传播过程中光学量的变化规律；掌握成像系统像面的光照度及光通过光学系统时的能量损失计算；掌握颜色的分类及其表现特征；了解颜色混合、颜色匹配的定义及相关定律和方法；了解色度学中的基本概念及CIE标准色度学系统相关知识。

第六章光线的光路计算及像差理论

通过对本章的学习，掌握像差的定义、分类和消像差原则；了解用于计算像差的光线光路计算公式；了解单个折射球面的不晕点及其性质；全面了解各种像差的定义、影响因素、性质、危害和消除方法；了解像差的级数表达式以及各种初级像差的分布式和分布系数；掌握显微物镜、望远物镜、照相物镜的像差校正原则。

重点内容：

1、发光强度：描述电光源的发光特性，单位立体角内发出的光通量。

2、光照度：光源发出的光投射到某表面，该表面上的亮暗程度，单位面积上得到的光通量。

3、光亮度：描述有限大小光源的发光特性，不同方向单位面积上的发光强度。

4、颜色的表观特征：明度、色调和饱和度

第七章典型光学系统

通过对本章的学习，掌握人眼的成像特性及各种典型光学系统（放大镜、显微镜、望远镜、摄影系统和投影系统）的光学参数、结构形式、光束限制和成像特性；明确视觉放大率、数值孔径、视度调节、分辨率等基本概念；掌握相关公式。

第八章现代光学系统

通过对本章的学习，掌握激光光学系统、傅立叶光学系统、扫描光学系统、光纤光学系统、红外光学系统等各种需要特殊面型或实现特殊