工程光學(xué)第二章

第二章理想光學(xué)系統(tǒng)第一節(jié)理想光學(xué)系統(tǒng)與共線成像理論第二節(jié)理想光學(xué)系統(tǒng)的基點(diǎn)和基面第三節(jié)理想光學(xué)系統(tǒng)的物像關(guān)系第四節(jié)理想光學(xué)系統(tǒng)的放大率第五節(jié)理想光學(xué)系統(tǒng)的組合第六節(jié)透鏡第一節(jié)理想光學(xué)系統(tǒng)與共線成像理論——任意大的空間、以任意寬的光束都成完善像的光學(xué)系統(tǒng)?！咚构鈱W(xué)（GaussianOptics）一、理想光學(xué)系統(tǒng)2、物像空間皆為均勻介質(zhì)：共線成像——物像變換為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)，線對(duì)線，面對(duì)面的關(guān)系。

1、任意物點(diǎn)經(jīng)理想光學(xué)系統(tǒng)都成完善像點(diǎn)：共軛二、共軸理想光學(xué)系統(tǒng)的成像性質(zhì)過(guò)主光軸的一個(gè)截面1、位于光軸上物點(diǎn)的共軛像點(diǎn)必然在光軸上；

——垂直光軸的平面物與其共軛平面像必然是幾何相似,具有相同的放大率。2、過(guò)主光軸的任意截面成像性質(zhì)相同，并關(guān)于主光軸對(duì)稱(chēng)；3、垂直于主光軸的物平面，其共軛像面必然垂直于光軸；4、齡利暖用聚已屈知爸的模共修軛伯點(diǎn)/面撈求膛物偽像殊關(guān)讀系O1'O2'O1O2OO'（1）飛已劫知述兩蚊對(duì)并共湊軛抹面謎的膀位肯置灑和外放浪大愈率綱：★利浸用味光驅(qū)軸太上賓的隸已畏知鐮共看軛晃點(diǎn)度；★由詳已戲知毅共筆軛飲面蟲(chóng)的共放士大困率石確校定辜出械射題光濕線惕的誦方鼠向句。BAA'B'（2）煤已納知兩一候?qū)W共添軛寺面統(tǒng)的歌位抖置淘和蘆放輸大噴率叨，剪以氏及愁軸氧上寄另槽外術(shù)兩仰對(duì)共股軛迷點(diǎn)絡(luò)的愧位童置OO'O1O2O3O3'O2'O1'★利裹用螺光竊軸刪上貍的熟已捏知球共糕軛枯點(diǎn)趕；★由搜已鏈知語(yǔ)共嚼軛物面限的獻(xiàn)放氧大付率押確感定挎出俱射另光寫(xiě)線隨的前方鋤向近。ABA'B'—閘—基熟點(diǎn)&基希面第索二跡節(jié)儉理精想專(zhuān)光森學(xué)圓系示統(tǒng)意的練基愉點(diǎn)膠和習(xí)基義面1、謀無(wú)大限材遠(yuǎn)聞?shì)S添上柳物漢點(diǎn)絹發(fā)棕出再的君光杏線一逆、姜像部方洋焦賣(mài)點(diǎn)F扣'（t袋h逐e雖s永e著c誕o叔n緒d令/尖i惱m(xù)限a衡g雹e敬f名o六c鳴u倆s）—滾—悅I冬m寄a觀g童e夾i蘆s豪f古o李r井m貪e炒d珍w既h男e你n恐t嫌h刺e恥o耕b哈j沙e憐c效t菌o積f稿a咸x晨i陷a求l兩p范o直i督n坦t越i乞s輩a鞠t書(shū)i泡n宵f頓i鉛n謠i些t庫(kù)y給.理脊想湊光殊學(xué)穿系裙統(tǒng)額的像薄方怪焦杏點(diǎn)或、例焦莫平丹面2、篇理禽想悉光添學(xué)銷(xiāo)系肉統(tǒng)廁的州像鑒方膠參膊數(shù)★像搏方筐焦依點(diǎn)F'像投方表焦惜平恥面澇；★像鴿方浪主虎點(diǎn)H'像研方始主彩平墓面Q'H'；★像布方平焦歷距（t室h搏e壇s奧e濃c輪o時(shí)n雨d朗/捎i螺m停a串g優(yōu)e服f僻o豈c凍a戚l夏l坑e池n壘g境t積h）昌：—棟—以嘴像隨方活主圈點(diǎn)H'為襲起宰算所原婚點(diǎn)3、延無(wú)茅限猴遠(yuǎn)竭軸暫外搶物藝點(diǎn)宰發(fā)苦出青的璃光勒線★共扔軛各像錯(cuò)點(diǎn)綠位鑒于像諸方犬焦殊平腿面蛙上反映軸外物點(diǎn)偏離光軸的角距離。二駐、物志方細(xì)焦漠點(diǎn)F（t戒h挎e猛f浸i線r題s嗚t袋/蘭o么b殃j嶺e尖c導(dǎo)t邊f(xié)堤o慘c青u脆s）★物尸方淺焦尾點(diǎn)F物治方麻焦微平抹面臉；★物敲方睡主帥點(diǎn)H物聽(tīng)方纏主秩平透面Q矛H；★物餐方兼焦如距（t冠h啊e苗f介i午r兆s膏t偽/嚷o窩b毅j至e田c捉t表f脊o贏c迫a困l蓋l昆e萍n釀g脈t春h）編：—潔—蓄I(lǐng)辨t棉i餐s鬼t辯h政e區(qū)o抽b牧j頑e斃c濃t按o俊f種a萍x濟(jì)i織a錯(cuò)l炭p伴o斷i謠n窩t蜂t希h載a拾t旬i練s助i癢m刮a黨g革e腫d腦a撲t拖i皆n饑f離i峽n刑i蒼t布y授.—渡—以容物鏡方糖主址點(diǎn)H為太起勝算焦原碌點(diǎn)—沖—出避射脂光眨線結(jié)在慮像壟方絹主車(chē)平漂面戶的繁投滋射凡高說(shuō)度礙與刊入巧射敞光屢線在嫂物逮方攏主戴平奔面綱的膊投缸射樓高齊度囑相瞞等袋。三留、匪物演方聚主腫平富面肺與幸像益方浪主昨平蓄面驗(yàn)間橡的橋關(guān)眠系1、度主蠶平讓面必的暫物東理抖意嗽義★共侵軛胃面礙：Q岔H，Q'H'★垂屯軸仁放趙大斥率割為+應(yīng)1共軸理想光學(xué)系統(tǒng)的簡(jiǎn)化圖：用基點(diǎn)和基面的位置表征。★一爆對(duì)技主束點(diǎn)州、薄一若對(duì)響主慎平股面譜；★一遙對(duì)遣焦賓點(diǎn)濾、沙一增對(duì)期焦篩平邀面餐；★一沸對(duì)炭節(jié)味點(diǎn)袋、搖一魔對(duì)脅節(jié)針平豬面狂；2、立共維軸省理購(gòu)想跪光良學(xué)乓系而統(tǒng)旁的愿基抱點(diǎn)師和粗基達(dá)面（共軛）（非共軛）四鼠、繡實(shí)拉際殿光擔(dān)學(xué)暗系浮統(tǒng)塵的使基續(xù)點(diǎn)慢位哥置吼和避焦姐距遞計(jì)餅算例遼：錄三繁片敲型滑照市相菌物敘鏡1、惹結(jié)斧構(gòu)咽參唱數(shù)痰：26.67189.67-49.6625.4772.11-35.00

5.207.951.6

6.72.81.61401.64751.6140方護(hù)法盒：旨在啊近替軸腹區(qū)阿追甲跡平痕行虎于未光膝軸雷的皺光姻線畝。2、倆求乞物均鏡薪像鋼方僑焦司距疾、糧像作方梁焦喉點(diǎn)較、墨像嫩方真主剪點(diǎn)★起始坐標(biāo)★用褲六頌次近優(yōu)軸譽(yù)光攀線儉的互光瘋路埋計(jì)鞋算稍公艦式和過(guò)旅渡特公希式求像頭距紫和欲傾部角★像方焦距★像方主點(diǎn)★像距和傾角注據(jù)：l或l'都披是苗以卻球脾面敗頂鋤點(diǎn)故為肯起派算版原宗點(diǎn)伯！趁！3、娛求輛物漁鏡見(jiàn)物當(dāng)方俱焦燥距施、堵物糕方返焦祝點(diǎn)擺、平物逃方濟(jì)主頓點(diǎn)★起劑始佳坐禽標(biāo)★物閑距芝和鳳傾階角★物方焦距★物方主點(diǎn)★物方焦點(diǎn)位置*都計(jì)括算繩結(jié)古果倘的漿有瓜關(guān)帖問(wèn)屆題嫁：1）像方焦距、像方焦點(diǎn)、像方主點(diǎn)：2）物方焦距、物方焦點(diǎn)、物方主點(diǎn)：解激法2：1.67451）兇平慣行跑于源光炮軸獲的扔光曉線矩，傾經(jīng)劣系僵統(tǒng)座后捐必雹經(jīng)櫻過(guò)吹像拜方癢焦敵點(diǎn)幟；2）逢過(guò)謠物惕方與焦裝點(diǎn)環(huán)的鐮入及射鑼光箭線叉，回經(jīng)怠系簽統(tǒng)抹后越平勇行單于廁光默軸緊；3）逼傾疫斜桑于籍光評(píng)軸勿入登射里的射平任行膚光統(tǒng)束魔，盞經(jīng)阿過(guò)插系皂統(tǒng)急后燭出語(yǔ)射嬸光兇束交么于烘像男方貴焦療平磨面獸上釋的靠一真點(diǎn)惰；4）螺自糕物雅方有焦童平木面抗上男一需點(diǎn)很發(fā)歲出父的剝光叼束獵，囑經(jīng)尊系毛統(tǒng)積后辱成拌傾旬斜于炊光惱軸恢的鐵平負(fù)行切光筋束帝出拴射執(zhí)。5）襯共墻軛單光吵線抓在湖一崖對(duì)頁(yè)主兼面茫上關(guān)的鮮投形射夏高談度毫相姜等滿。第轉(zhuǎn)三它節(jié)爛理加想王光抗學(xué)塑系隨統(tǒng)搜的象物倉(cāng)像塔關(guān)燥系一蹈、躲圖羞解滑法技求杰像1、潑典斤型主光塑線亂及呼性咱質(zhì)隙（5條像）焦平面性質(zhì)—政—主禿面旺性網(wǎng)質(zhì)焦點(diǎn)定義（1）辜軸俱外振點(diǎn)震成想像2、糞依侵據(jù)史：理檔想竿的保成促像端情落況授下悲，茅從丹一礎(chǔ)點(diǎn)鉤發(fā)盒出般的向一燥束找光棚線經(jīng)笛光型學(xué)閱系盯統(tǒng)尸作典用補(bǔ)后孩仍戒交奏于有一魂點(diǎn)墓。3、暢方職法要：求代物翠點(diǎn)色發(fā)執(zhí)出夏的珍兩宜條催特瞧定嶄光激線寨在昂像炮方據(jù)空承間進(jìn)的仁共習(xí)軛光覽線憑，深二匯者和的土交躺點(diǎn)夜為碧共鏟軛銷(xiāo)像別點(diǎn)軌?！獑巍笥盟榈淦逍桶饫砭€握、擺主眾面壺性遇質(zhì)（2）憐軸現(xiàn)上食物靠點(diǎn)他成沈像—反—利均用焦脾平憐面息的券性罵質(zhì)解稀法1：解查法2：a)（3）賄軸瞞上深物秤點(diǎn)耽，橫經(jīng)涉兩勸個(gè)牢光鞭具掃組鵝成問(wèn)像b)d)c)例1：蠟作伐圖懶法柿求侵圖絨中A陪B的色像A'B'ABA'B'ABHH毛'A'B'(全a掌)(椒b末)二可、蕩解櫻析徐法兼求跨像由△BAF∽△FHM,△B′A′F′∽△N′H′F′得牛頓公式：★毅依恰據(jù)流：利僑用可已嫂知況的真一備對(duì)毒共太軛鞋面綁、窩兩稼對(duì)轎共寺軛亦點(diǎn)劈燕。1、真沿吉軸亞線恐段書(shū)以瘡光尿?qū)W另系綢統(tǒng)快的焦歐點(diǎn)為冤起震算壁原簽點(diǎn)2、郵沿歇軸勇線違段以填光勸學(xué)輪系長(zhǎng)統(tǒng)脊的主捎點(diǎn)為果起伙算磚原鳳點(diǎn)牛頓公式：高斯公式：★特禽例越：物爸像繩空比間跟介田質(zhì)腔相講同★涼問(wèn)葡題抹：與曠第評(píng)一餃章尺單抵個(gè)順折恥射/反虜射扒球舟面制的您成喇像斗公梳式典有文何茅區(qū)證別諷？三腦、肉理說(shuō)想瞇光每學(xué)范系扯統(tǒng)弄兩膽焦?jié)櫨嗖敝g叉的汪關(guān)光系★共軸球面系統(tǒng)的拉赫公式：近軸區(qū)★近軸小角度:（反射面的個(gè)數(shù)為k)★自測(cè)學(xué)勻：理看想氏光柴學(xué)雄系懷統(tǒng)咸兩陰焦微距乳之材間謙關(guān)妄系桶的富一劑般申形留式疑：當(dāng)時(shí)，1）稠包孔含偶揪數(shù)個(gè)筑反肆射汗面牧的華系位統(tǒng)溜，透物赤方姿焦誓距拍和昌像炕方域焦竄距異御號(hào)；2）爽包成含奇諸數(shù)個(gè)牌反囑射鍬面評(píng)的唱系沙統(tǒng)約，長(zhǎng)物牌方織焦掏距懂和兆像獵方汁焦泰距同使號(hào)?！锢硐牍鈱W(xué)系統(tǒng)的拉赫公式：1、辭圖救解貫法初求砍像2、恩解描析貝法家求辛像四為、尺小浸結(jié)1）彈牛姥頓粘公套式紀(jì)：★物踏像娛空驚間新介打質(zhì)藝相慮同挖：2）蹲高玻斯球公京式熊：★風(fēng)系嫂統(tǒng)應(yīng)兩情焦拆距沙之料間箭的津關(guān)飯系規(guī)：例2：焦屆距2描0遮c聚m的拐薄局凸窩透割鏡鬧，權(quán)一憤物奶體禍在躲其爪頂孟點(diǎn)覆左棵方3僚0蛛c苦m處疾，狡用嗽兩價(jià)種泉方留法鹽求綠像黨的討位贊置惕及宜橫當(dāng)向豆放斥大炮率鎮(zhèn)。解線：1）高斯法：2）牛頓法：SOFF′一斬、軸慚向您放藍(lán)大慶率第田四畢節(jié)野理白想框光總學(xué)妹系含統(tǒng)茅的傭放召大腐率1、沿軸移動(dòng)微量距離★對(duì)高斯公式微分得或：由牛頓公式得2、期沿狹軸涉移暗動(dòng)有御限距尖離★定義（1和2分房誠(chéng)別橋是劫移刪動(dòng)日前餐后奮位拍置霞的訓(xùn)垂殿軸雖放省大傍率）證明：由牛頓公式得二甜、缺角年放洗大躲率1、定義：2、暑理獸想亡光委學(xué)縮慧系善統(tǒng)懇的閃三錢(qián)種面放周大序率取的乞關(guān)集系倒：三葵、速光允學(xué)布系夜統(tǒng)停的披節(jié)輔點(diǎn)（委基御點(diǎn)產(chǎn)）1、辣定沖義好：角打放候大區(qū)率很等肥于+拖1的割一孝對(duì)盲共誦軛渴點(diǎn)蘋(píng)。n廊=肌n'：節(jié)您點(diǎn)要與額主湯點(diǎn)枯重業(yè)合★特叨例屑：n岡=榨n捷'★物堪理穩(wěn)意壯義騙：過(guò)殿節(jié)朋點(diǎn)蘿的球入黨射忌光賣(mài)線巧經(jīng)竟系果統(tǒng)謊后識(shí)出滋射黑方記向塞不得改嚴(yán)變蹦。2、這節(jié)撐點(diǎn)隙的喜位培置★由得過(guò)桃節(jié)礎(chǔ)點(diǎn)洽的攔光言線B′四至、唇用器平裂行揉光壟管瓦測(cè)創(chuàng)定些焦坑距扮的慎依扮據(jù)★光勞學(xué)乘系伸統(tǒng)換在轉(zhuǎn)空禿氣事中盈，再主坐點(diǎn)埋與聰節(jié)癢點(diǎn)晉重其合縱?！锝?jīng)五過(guò)須節(jié)值點(diǎn)虛的光肯線批出處射川后染不技改娃變脫方割向?yàn)E。平當(dāng)行堪光掏管提昨供探平岡行碗光之束平行光管物鏡待測(cè)光學(xué)系統(tǒng)★平擔(dān)行險(xiǎn)光劣管飽測(cè)指定碰焦?jié)L距絨的戰(zhàn)原絕理分冷劃墻板JJ'F'FABA'B'(盼a顆)JJ'F'FABA工'(腔b不)B'例3：同作短圖兇法乒求糖圖經(jīng)中A尚B的窄像A烏'后B鳳'炊.五買(mǎi)、厘小勺結(jié)1、筒軸胃向宜放狡大滔率2）凍移氣動(dòng)有拼限的賊距博離2、角放大率

1）摩移村動(dòng)微雷量距根離3、節(jié)點(diǎn)：

過(guò)節(jié)點(diǎn)的入射光線出射后不改變方向。

1）n=n'：節(jié)點(diǎn)與主點(diǎn)重合2）一戲、瓶由準(zhǔn)多盲個(gè)四光朋組叼組啞成千的鮮理胳想喉光烘學(xué)壘系柄統(tǒng)模的跨成藏像第槍五怒、潑六有節(jié)億理潤(rùn)想躁光產(chǎn)學(xué)兼系生統(tǒng)呼的桌組堵合看透孤鏡1、姜各雞光釋組輔間繼相模對(duì)絲式位獸置科的批表旋示★主面間隔★光學(xué)間隔（焦點(diǎn)間隔）2、看多傘個(gè)稠光滋組狹的傷過(guò)竄渡支關(guān)寸系溜和逝放隔大瓣率★第i個(gè)光組★共k個(gè)光組二沖、必兩歉?jìng)€(gè)膊光諷組揭組無(wú)合復(fù)分染析1、鴨組檔合蛛焦停點(diǎn)積的舊位鬧置★像方焦點(diǎn)：對(duì)于第二個(gè)光組，是共軛點(diǎn)★物方焦點(diǎn)：對(duì)于第一個(gè)光組，是共軛點(diǎn)。2、母組風(fēng)合廊焦鉛距逗的手計(jì)堂算△M'F'H'∽△I2'H2'F'△I2H2F1'∽△I1'H1'F1'★組厭合支系漲統(tǒng)究的陣物戒方步焦懶距其和概像鐘方終焦座距組難合綿焦齒距蟻的起電算拳原巧點(diǎn)：組矛合奪系袖統(tǒng)的蘋(píng)物謎、父像鮮兩亞方刑的主喝點(diǎn)3、邀組散合失系績(jī)統(tǒng)晨主眼平含面稿的澆位屈置（捕以結(jié)系細(xì)統(tǒng)超處各于電同傍一母介許質(zhì)區(qū)中叉為遼例植）★組雷合傲物鴉方特參聞數(shù)鍋以鍋第銳一絮個(gè)融光組組緊物必方先主攤點(diǎn)稿為陜?cè)奎c(diǎn)★組停合設(shè)像辜方味參居數(shù)御以墓第油二尋個(gè)暑光兼組嗽像碌方揀主釣點(diǎn)境為忙原丙點(diǎn)4、魯公臺(tái)式頸小使結(jié)1、各光組間相對(duì)位置的表示2、食兩撤光次組西組枯合淋的棗參失數(shù)栽計(jì)境算稻：★像方焦點(diǎn)：★物方焦點(diǎn)：★像方主點(diǎn)：★物方主點(diǎn)：5、鉛光檢焦家度★交光塵焦畏度扶的蠻定排義★兩光組的組合焦距系統(tǒng)處于同一介質(zhì)中密接薄透鏡組（d=0）★光焦度:

（單位：屈光度）—聾—物鍵理款意核義拾：同反盜映患光攤學(xué)謙系萬(wàn)統(tǒng)建的饑會(huì)批聚槍或股發(fā)瘦散寇本基領(lǐng)株的灑數(shù)困值境。例：——出射光束相對(duì)于入射光束有很大的偏折效應(yīng)。有限焦距系統(tǒng)三寬、貝透輔鏡（L憲e鋸n形s）1、曬透膝鏡臟的手構(gòu)疾成賺與康分餃類(lèi)★訪構(gòu)概成韻：兩稀個(gè)示折調(diào)射純面—矛—兩霉個(gè)適單頌獨(dú)油的閃光痕組★第膝二親個(gè)咱折肉射京面夕的垃虛暈物喉距實(shí)掘際悲的療透埋鏡2、菠透促鏡—符—兩紫個(gè)忠折臺(tái)射垮球叨面遵的慮成壺像紡公臨式★設(shè)透鏡處在空氣中，由阿貝不變式得★第誼一邪個(gè)紹折焰射揀面返的莖焦許距★第怨二攝個(gè)淚折冷射撞面永的儀焦照距★透鏡的光學(xué)間隔★透鏡的焦距公式★透鏡的光焦度★透鏡的焦點(diǎn)位置★透鏡的主點(diǎn)位置★透鏡主點(diǎn)位置的另一種表達(dá)式FFF'F'★

薄透鏡：正透鏡負(fù)透鏡3、閉自迎學(xué)豪：龜透文鏡勞參腐數(shù)超與r、d關(guān)蜜系炸的續(xù)分拉析（擺表2喜-參1）四約、喊多摟光角組證組偏合員計(jì)濟(jì)算1、陰方微法都：追俗跡平年行發(fā)于爐主襯光媽軸醋入輝射的溫光仆線最徑終練的耐出齒射化角還度。★第i個(gè)光組：★過(guò)渡公式：2、捐正呢切起計(jì)壁算淹法（摧適決用替于喇多原光決組類(lèi)組單合封計(jì)弄算?。├?：三個(gè)光組的組合系統(tǒng)，令例2：戀遠(yuǎn)上攝疏型鏡光木組已知：求：★設(shè)任意則例3：柔反色遠(yuǎn)低攝翅型輕光裹組已知：，求：。★設(shè)任意則五針、事望鋼遠(yuǎn)療系復(fù)統(tǒng)★無(wú)姜焦弓系經(jīng)統(tǒng)

——重合，光學(xué)間隔Δ=01）垂軸放大