应用光学习题解析 期中复习

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应

用

光

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期 中 复 习

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第一章 小结

几何光学的基础： 1、基本概念：可见光、单/复色光、光线、光束、波面、法线等 2、基本定律：直线传播、折射与反射 、独立传播、可逆性原理 3、费马原理、马吕斯定律（了解内容） 成像： 1、完善像的定义及完善成像条件 2、光路中的基本概念与符号规则 光路计算及公式

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1、光路计算的思路：

a. 球面——平面 (r )

sin i tgi i

b.宽光束实际光线——————近轴光线 （球差） L ( L,U ) （高斯像、物像共轭）

近轴条件 阿贝不变量 拉赫不变量

c. 折射————反射 （反射-折射定律；成像公式、放大率公式、拉赫不变量）

n n

d. 单个球面——共轴系统：

过渡公式（近轴——宽光束）、成像放大率

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c. 近轴区域：单个球面成像

折射球面镜

阿贝 不变式

近轴条件： l u lu h 反射球面

1 1 2 l l r

y l y l

n n

n n n n l l r y nl y n l

dl nl 2 n 2 2 0 dl n l n u l n 1 u l n

拉赫 不变量

dl l 2 2 2 0 dl l

u 1 u

nuy n u y J

J uy u y

★ 利用三种放大率分析成像特性： 如 。

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d. 共轴球面系统的过渡公式

ui 1 ui yi 1 yi ni 1 ni li 1 li di hi 1 hi di ui (i 1,2, , k 1)

★ 对整个系统，拉赫不变量始终是恒定值

n1u1 y1 n2u2 y2 ... nk uk yk nk uk yk J

★ 共轴系统的反射成像放大率（近轴区）

yk y y y 1 2 ... k 1 2 ... k y1 y1 y2 yk

n1 l1l2 lk nk l1l2 lk

dlk dl1 dl2 dlk ... 1 2 ... k dl1 dl1 dl2 dlk uk u1 u2 uk ... 1 2 ... k u1 u1 u2 uk

n1u1 nk uk

nk 2 n1

n1 1 nk

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第二章 小结

理想光学系统理论： 1、基本概念：理想光学系统、共轭、共线成像等 2、共轴理想光学系统成像性质 3、基点与基面：焦点/面、主点/面、节点（包括物像两方） 物像关系： 1、图解法求像：典型光线、基点基面性质（课上例题） 2、解析法及应用：牛顿公式、高斯公式 理想光学系统的组合（两光组）

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解析法公式

1）牛顿公式： xx ff 2）高斯公式：

f f 1 l l

y f x y x f

n 2 n

n 1 n

y f l y f l

f n ★ 系统两焦距之间的关系： f n

n n

★ 物像空

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