大学光学L4密接薄透镜组课件

6.5 6.5 密接薄透镜组密接薄透镜组 定义：定义：求密接薄透镜组的焦距：求密接薄透镜组的焦距：，;，6.6 6.6 光焦度光焦度 定义：定义：光焦度的单位是屈光度（光焦度的单位是屈光度（diopterdiopter，记为，记为D D）例如：例如：这个眼镜的度数为这个眼镜的度数为200200度度 由：由：得：得：6.7 6.7 焦面焦面 物方焦面物方焦面：像方焦面像方焦面：主光轴与负光轴：主光轴与负光轴：焦面性质：焦面性质：1)1)从物方焦面上一点发出的同心光束经过薄透从物方焦面上一点发出的同心光束经过薄透 镜后出射光束为平行光束镜后出射光束为平行光束 2)2)入射的平行光束经薄透镜后出射光束入射的平行光束经薄透镜后出射光束 会聚在像方焦面上一点会聚在像方焦面上一点 6.8 6.8 特殊光线和任意光线作图法特殊光线和任意光线作图法（1 1）特殊光线作图法：利用三条特殊光线作图）特殊光线作图法：利用三条特殊光线作图 凸凸透透镜镜凹凹透透镜镜（2 2）一般光线作图法：利用一条特殊光线和焦面）一般光线作图法：利用一条特殊光线和焦面 性质，找到任意入射光线的出射共轭线。性质，找到任意入射光线的出射共轭线。作作图图法法求求轴轴上上物物点点的的像像6.96.9薄透镜逐次成像的计算法和作图法薄透镜逐次成像的计算法和作图法1 1）计算法与单球折射面逐次成像的计算方法相同）计算法与单球折射面逐次成像的计算方法相同 2 2）作图法的步骤如下：）作图法的步骤如下：（2 2）第一次利用特殊光线作图法做图）第一次利用特殊光线作图法做图 （3 3）以后各次均利用任意光线作图法做图）以后各次均利用任意光线作图法做图 （4 4）按比例测量成像后的各个待求量的值）按比例测量成像后的各个待求量的值 （5 5）每次均应检验，再进行下一次做图）每次均应检验，再进行下一次做图 （1 1）按比例绘出初始光路图，在图中标出）按比例绘出初始光路图，在图中标出 、等已知点和已知光线等已知点和已知光线 小物放在小物放在 2020厘米和厘米和4040厘米，厘米，6.10 6.10 例题例题 如图，凸透镜如图，凸透镜 和凹透镜和凹透镜 的焦距分别为的焦距分别为 在在 右面右面4040厘米处，傍轴厘米处，傍轴 左面左面3030厘米处，厘米处，求它的像。求它的像。计算法：计算法：第一次成像：第一次成像：倒立、倒立、放大的实像放大的实像第二次成像：第二次成像：正立、正立、放大的实像放大的实像 总放大率：总放大率：最后成像为倒立、放大的实像，最后成像为倒立、放大的实像，右方右方4040厘米处厘米处。位于位于作图法：作图法：第一次利用特殊光线作图第一次利用特殊光线作图第二次利用任意光线作图第二次利用任意光线作图 在制作氦氖激光管的过程中，往往采用内调焦平行光管粘贴凹在制作氦氖激光管的过程中，往往采用内调焦平行光管粘贴凹面反射镜，其光学系统如图所示，图中面反射镜，其光学系统如图所示，图中 是目镜是目镜 的焦点，的焦点，是物镜是物镜 的焦点。已知目镜和物镜的焦距均为的焦点。已知目镜和物镜的焦距均为2cm2cm，凹面镜，凹面镜 的曲率半径为的曲率半径为8cm8cm。（1 1）调节）调节 ，使，使 与与 之间的距离为之间的距离为5cm5cm，与与 之间的距离为之间的距离为10cm10cm，试求位于，试求位于 前前1cm1cm的叉丝的叉丝P P经光学系统后所成像的位置。经光学系统后所成像的位置。（2 2）当）当 与与 之间的距离仍为之间的距离仍为5cm5cm时，若人眼通过目镜能观察到时，若人眼通过目镜能观察到一个清晰的叉丝像，一个清晰的叉丝像，与与 之间的距离应为多少？之间的距离应为多少？(6cm)(-4cm、2cm 可观察到两个像可观察到两个像)例题例题1111【解】【解】（1）P 对对L1直接成像；直接成像；成像于成像于L1前前4cm处处 其次其次P依次对依次对L2、L3、L2、L1成像，最后成像于成像，最后成像于L1后后2cm处处故从目镜中可看到两个像故从目镜中可看到两个像（2）要想观察到一个清晰的像必须满足：）要想观察到一个清晰的像必须满足：上述上述P依次对依次对L2、L3、L2、L1所成的像与所成的像与P 对对L1直接成的像重合，即直接成的像重合，即P依次对依次对L2、L3、L2所成的像与所成的像与P重合重合8 8 光学仪器光学仪器8.1 8.1 投影仪器投影仪器放大率放大率成放大、倒立、实像成放大、倒立、实像 特点：画片在物方焦面外附近，物距特点：画片在物方焦面外附近，物距 像像距距 特点：物在远处，感光底片在像方焦面附近，像距特点：物在远处，感光底片在像方焦面附近，像距8.2 8.2 照相机照相机成缩小、倒立、实像成缩小、倒立、实像景深景深简化眼：简化眼：从几何光学的观点来看，人眼是一个有不同介质构成的共轴从几何光学的观点来看，人眼是一个有不同介质构成的共轴光具组，这一光具组能在视网膜上形成清晰的像。由于这一光具组，这一光具组能在视网膜上形成清晰的像。由于这一共轴光具组结构很复杂，因此在许多情况下，往往将人眼简共轴光具组结构很复杂，因此在许多情况下，往往将人眼简化为只有一个折射球面的简化眼。化为只有一个折射球面的简化眼。正常的眼睛在适当的照明下，观察眼前正常的眼睛在适当的照明下，观察眼前 处的物体是不处的物体是不费力的，而且能看清楚物体的细节，称这个距离为明视距离。费力的，而且能看清楚物体的细节，称这个距离为明视距离。明视距离：明视距离：8.3 8.3 眼睛眼睛（1 1）眼睛的特点：像距基本不变，通过焦距变化眼睛的特点：像距基本不变，通过焦距变化 来实现清楚成像来实现清楚成像 （2 2）远点和近点：远点和近点：眼睛肌肉完全松弛和最紧张时所能清楚看到的点眼睛肌肉完全松弛和最紧张时所能清楚看到的点（3 3）明视距离：明视距离：（4 4）视角：物体对眼睛中心的张角称为视角，视角：物体对眼睛中心的张角称为视角，记为：记为：（5 5）最大视角：最大视角：（6 6）人眼的最小分辨角：人眼的最小分辨角：定义视角的意义：定义视角的意义：能够分辨的最近两点对眼睛所张视角能够分辨的最近两点对眼睛所张视角8.4 8.4 放大镜的视角放大率放大镜的视角放大率 放大镜：放大镜：放大镜的特点：放大镜的特点：*放大镜的焦深：放大镜的焦深：可知：可知：是一个很小的值是一个很小的值 ，放大镜的视角放大率：放大镜的视角放大率：8.5 8.5 显微镜的视角放大率显微镜的视角放大率1 1）定义）定义：2 2）结构和光路：）结构和光路：特点特点：为光学筒长为光学筒长 视角放大率：视角放大率：顺时针取正值，逆时针取负值，均为锐角顺时针取正值，逆时针取负值，均为锐角 视角正负的规定视角正负的规定：，显微镜的放大本领等于物镜的横向放大率和显微镜的放大本领等于物镜的横向放大率和目镜放大本领的乘积。目镜放大本领的乘积。负号表示像是倒立的负号表示像是倒立的 例例8.6 8.6 望远镜望远镜1 1）定义：）定义：2 2）结构和光路：）结构和光路：特点：特点：望远镜的视角放大率：望远镜的视角放大率：负号表示像是倒立的负号表示像是倒立的 开普勒和伽利略望远镜开普勒和伽利略望远镜：若若 ，称为开普勒望远镜；称为开普勒望远镜；若若 ，称为伽利略望远镜。称为伽利略望远镜。开普勒望远镜所成的像为倒像开普勒望远镜所成的像为倒像，伽利略望远镜所成的像为正像伽利略望远镜所成的像为正像。开开普普勒勒望望远远镜镜伽伽利利略略望望远远镜镜8.7 8.7 棱镜光谱仪棱镜光谱仪 1 1）定义：）定义：2 2）结构与光路：）结构与光路：3 3）角色散本领：）角色散本领：白光白光 紫紫 红红，称为色散率，它由棱称为色散率，它由棱镜材料的性质确定镜材料的性质确定。