大學(xué)光學(xué)L共軸球面組傍軸成像

會計學(xué)1大學(xué)光學(xué)L共軸球面組傍軸成像2023/1/1825.1單球折射面成像由

推導(dǎo)成像公式

和

，

，

，

第1頁/共26頁2023/1/183利用可得：這就是準(zhǔn)確的物像關(guān)系式或成像公式第2頁/共26頁2023/1/184

后

（2）為了保持出射光束的同心性，必須近似處理討論：令

則有可得：已知時，給定同心光束的

隨變化，出射光束喪失了同心性。（1）第3頁/共26頁2023/1/1855.2單球折射面成像的焦距公式平行于主軸的入射光線折射后與主軸相交的位置稱為球面界面的像方焦點(diǎn)，從球面頂點(diǎn)O到像方焦點(diǎn)的距離稱為像方焦距．像方焦點(diǎn)：，像方焦距：，有第4頁/共26頁2023/1/186，物方焦距：物方焦點(diǎn)：，有物像距公式的另一個表達(dá)式：，像方焦距：像方焦點(diǎn)：，有第5頁/共26頁2023/1/1875.3單球折射面成像的符號法則

入射光從左向右傳播時

1）若

和

點(diǎn)在A點(diǎn)的左方，

則

，則，，3）若入射光由右向左傳播時，符號法則與上述規(guī)定相反4）各個量在繪圖中均用絕對值標(biāo)示注意：物距和像距的取值規(guī)律：實(shí)物（像）距均大于零虛物（像）距均小于零

若

和

點(diǎn)在A點(diǎn)的右方，

則

，、

2）若

和

點(diǎn)在A點(diǎn)的左方，

則，，、

若

和

點(diǎn)在A點(diǎn)的右方，

第6頁/共26頁2023/1/1885.4單球反射面成像的符號法則

入射光從左向右傳播時

1）若

和點(diǎn)在A點(diǎn)的左方，

則，2）其余規(guī)定與單球折射面成像的符號法則相同

若

和點(diǎn)在A點(diǎn)的右方，

則，第7頁/共26頁2023/1/1895.5單球反射面成像公式

用類似推導(dǎo)方法可得成像公式：此時和兩個焦點(diǎn)重合

同學(xué)自己推導(dǎo)！第8頁/共26頁2023/1/18105.6傍軸物點(diǎn)成像

物高和像高的符號法則：或若或點(diǎn)在光軸上方，則

或若或點(diǎn)在光軸下方，則

軸外共軛點(diǎn)的旁軸條件：第9頁/共26頁2023/1/18115.7橫軸放大率公式

定義：

橫向放大率公式的推導(dǎo)：，，用類似方法可以得到反射球面的橫向放大率公式：第10頁/共26頁2023/1/1812討論：（3）若，則為實(shí)像。

若

，則為放大像。（1）若，則為正立像。（2）若

，則為縮小像。若，則為倒立像。若，則為虛像。

第11頁/共26頁2023/1/18135.8逐次成像方法

將推廣可得過渡關(guān)系：

第12頁/共26頁2023/1/1814逐次成像的步驟：1）繪圖，并確定第一次成像的入射光線方向及計算起點(diǎn)；2）確定第一次成像的各個已知量的正負(fù)和大?。?）代入相應(yīng)成像公式計算；4）檢查結(jié)果是否合理；5）利用過渡關(guān)系求出下次成像的物距，重復(fù)上述步驟逐次成像。第13頁/共26頁2023/1/1815注意：（1）光線反向時過渡關(guān)系不變；（2）多次成像的總放大率等于各次放大率的積，證明，以三次成像為例：

第14頁/共26頁2023/1/18165.9例題

如圖所示，玻璃球的曲率半徑為，折射率為觀看此玻璃球時發(fā)現(xiàn)球內(nèi)有一個氣泡位于球心C和頂點(diǎn)A，連線的中點(diǎn)，求氣泡距頂點(diǎn)A的距離？解：入射光線從左向右傳播，計算起點(diǎn)為頂點(diǎn)A

已知：

，，求:

代入公式

得

是實(shí)物成虛像，

實(shí)物位于頂點(diǎn)A左方

處A

C

Q

Q’

?=s第15頁/共26頁2023/1/1817§6薄透鏡6.1薄透鏡的焦距公式

1）薄透鏡定義：2）光心：第16頁/共26頁2023/1/1818

1）焦距公式的推導(dǎo)，消去

和可得：

有：

，，第17頁/共26頁2023/1/1819；

可得：第18頁/共26頁2023/1/1820若

則：

若則：

第19頁/共26頁2023/1/18212）正（會聚）透鏡和負(fù)（發(fā)散）透鏡由的正負(fù)確定3）凸透鏡和凹透鏡由中央和邊緣的厚薄比較確定4）注意：（1）應(yīng)根據(jù)入射光的傳播方向正確選擇

的取值（2）

時：凸即為正（會聚），凹即為負(fù)（發(fā)散）時則相反

第20頁/共26頁2023/1/1822◆判斷透鏡會聚光束還是發(fā)散光束，不能單看透鏡的形狀，還要看透鏡兩側(cè)的介質(zhì)。凸透鏡是會聚透鏡(a)，凹透鏡是發(fā)散透鏡(c)；凹透鏡是會聚透鏡(d)，凸透鏡是發(fā)散透鏡(b)。顯然，當(dāng)透鏡放在空氣中時，薄凸透鏡會聚光束，薄凹透鏡發(fā)散光束。(a)(b)(c)(d)為什么？課下思考(從像方焦距公式考慮)第21頁/共26頁2023/1/18236.2薄透鏡成像的高斯公式

由焦距公式可得：

時，第22頁/共26頁2023/1/1824在之左，物點(diǎn)

在之左，6.3薄透鏡成像的符號法則

1）計算起點(diǎn)是光心O時，符號法則與單球折射面的相同2）計算起點(diǎn)分別是

，且當(dāng)入射光從左向右傳播時，則

；3）其它方面與單球折射面的符號法則相同在之右，則

；像點(diǎn)

則

；在之右，則

；第23頁/共26頁2023/1/18256