重点内容提要VIP专享VIP免费

重点内容提要1、费马原理:光程取极大、极小、或者常数2、临界角和全反射)(90sinsin211212nnnnnnic3、光学系统理想成像的条件：表述1—单心性不变：由物点发出的单心光束通过光具组后应保持其单心性不变。表述2—等光程性：由物点发出的所有光线通过光具组后均应以相等的光程到达像点。宽光束成像：平面反射镜、抛物面反射镜、旋转椭球面、旋转双曲面（1）反射等光程面（2）折射等光程面：非常复杂球面折射与反射实物成虚像:'n物点像点成像光束角度折射面3.3光在球面上的反射和折射许多成像系统是由一系列折射或反射球面组成的，它们的球面中心都在一条直线上，这种成像系统称为共轴球面系统光轴：连接各球心的直线符号规则顶点O曲率中心C曲率半径r主轴CO主截面标注绝对值：线段、角度(入射光从左向右)球面反射对光束单心性的破坏求光线PAP’的光程：''nlnlPAP2/122]cos))((2)()[(srrsrrl2/122]cos)')((2)'()[('rsrrsrl余弦定理由于当A点在镜面上移动时，半径r是常数，而角度才是位置的变量。根据费马原理，对求导，并令其导数等于零，即0ddPAP'物点发出的单心光束经球面反射后，不再保持单心性。正弦定理''CPPCAPPA，直接利用反射定律另一种思路:得到：)''('lslsrll111rss21'1或'11'1fss2'rf近轴光线条件下球面反射的物像公式很小，在一级近似下：1cosssrrl2)]()[(')]'()[('2srsrlToagoodapproxomation1!4!21cos42例题：一个点状物放在凹面镜前0.05m处，凹面镜的曲率半径为0.2m，试确定像的位置和性质。解：若光线自左向右传播，若光线自右向左传播，,1.0105.01'1s,05.0msmr2.0mrf1.022.02'ms1.0',1.0105.01'1s,05.0msmr2.0mrf1.022.02'ms1.0'COnnM-i1）-i2）h-u）u））s-srPP球面折射对光束单心性的破坏ll光线PMP’的光程：''nlnlPMP由费马原理，类似的处理得到：)'''(''lnslsnrlnln1折射球面:(图中标绝对值)COnnM-i1）-i2）h-u）u））s-srPP给定n，n和r，已知入射光线的坐标s和u(物方截距和孔径角）。求出射光线的坐标s和u(像方截距和孔径角）。(轴上物点P)PMC，正弦定理：rusri)sin()sin(1另一种思路：直接利用折射定律COnnM-i1）-i2）h-u）u））s-srPPursrisinsin1又)()('12iuiu,所以MCP'，正弦定理：rursi'sin')sin(2'sinsin'2uirrs以上为光线光路的基本计算公式)sin(')sin(12inni12'iiuu又轴上物点单个折射面宽光束成像，对整个光束而言，失去了同心性近轴光线条件下球面折射的物像公式傍轴近似：所有的角度都很小，以致可认为角的正弦、正切等于角本身，而余弦为1.(一级近似)xxxxxx!5!3sintan531!4!21cos42xxxA'折射面物点像点COnnM-i1）-i2）h-u）u））s-srPP（二）由近轴光的光路计算公式得到：ursri112'inni12'iiuu''2uirrssl''sl（一）由费马原理出发得到：rnnsnsn利用简单关系式：hrusus''导出以下同样的重要公式：rnnsnsnQsrnsrn)'11(')11(傍轴条件下球面折射的物像关系公式不论为何值，s’为定值。表明由轴上物点以细光束成像时，其像是完善的，称之为高斯像。通过高斯像点垂直于光轴的像面，称为高斯像面。阿贝不变量焦点焦距第二焦点（像方焦点）F，焦距f.,limrnnnsfsrnnnsflims-s:物距s’:像距n:物方折射率n’:像方折射率仅与介质的折射率及球面的曲率半径有关，表征球面的光学特性定义光焦度：rnn1m单位：屈光度，记为DCOnnM-i1）-i2）h-u）u））s-srPPffrnnsnsn第一焦点（物方焦点）F，焦距f.焦点焦距:limrnnnsfsrnnnsflims-...