2-1理想光学系统的基点和基面

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,2.1,理想光学系统的基点和基面,2.1.1,理想光学系统及其基本特点,1,理想光学系统：,空间任意大的物体以任意宽的光束通过光学系统均能成完善像。,2,理想光学系统成像特点：,(1),点物成点像。,(2),线物成线像。,(3),平面物成平面像。,3,意义,(1),可以研究可以视为理想光学系统的光学系统的成像；,(2),可以作为非理想光学系统成像质量的衡量标准，来指导非理想光学系统的设计。,2.1.2,基点和基面的概念,基点和基面,(1),主点和主平面,(2),焦点和焦平面,(3),节点和节平面,(1),主点和主平面,基点和基面的概念,物方和像方主平面,垂轴放大率,b,1,的一对共轭面中，物平面称为物方主平面，像平面称为像方主平面。,光学系统,y,y,H,H,物方主点,H,：,物方主平面和光轴的交点。,像方主点,H,：,像方主平面和光轴的交点。,(2),焦点和焦平面,基点和基面的概念,像方焦点,F,：,光轴上位于负无穷远的物对应的像点。,像方焦平面,：,过,F,并且和光轴垂直的平面。,光学系统,F,光学系统,F,物方焦点,F,：,光轴上位于正无穷远的像对应的物点。,物方焦平面,：,过,F,并且和光轴垂直的平面。,(3),节点和节平面,基点和基面的概念,物方节点,J,和像方节点,J,：,g,1,的一对共轭光线中，物方光线和光轴的交点称为物方节点,J,，,像方光线和光轴的交点称为像方节点,J,。,光学系统,物方节平面,：,过,J,并且和光轴垂直的平面。,像方节平面,：,过,J,并且和光轴垂直的平面。,J,J,2,、,理想,光学系统的基点和基面表示,3,、,焦距,物方焦距,:,F,相对,H,的,轴向线度,即,f,。,H,H,F,F,-,f,f,像方焦距,:,F,相对,H,的轴向线度,即,f,。,薄透镜,的基点和基面,薄透镜物方主点和像方主点,物方节点和像方节点都位于光心,2.1.3,基本几何元件的基点和基面,2,单个折射球面的基点和基面,单个折射球面可看作单独的理想光具组,也具有基点和基面,.,主平面轴向放大率,上式两边同乘以 得,:,因,上式左边为零,对单球面折射物方主点,像方主点和球面顶点相重合,物方主平面和像方主平面相切与球面顶点,.,由于主点已知焦距由,确定,焦点和焦平面的位置也就确定了,.,n,n,O,C,f,r,f,i,i,F,n,n,O,C,-f,r,i,F,H,H,J,J,由节点的定义和角放大率公式有,代入单个球面折射公式,得,:,即单球面折射的一对节点均位于球心处,过节点垂直于光轴的平面即节平面,由于单球面折射的物方和象方折射率不相等因此两焦距大小不等,主点和节点也不重合,.,球面反射镜的等效光组,球面反射镜物方主点和像方主点重合位于顶点,物方节点和像方节点重合位于球心。,