理想光學系統(tǒng)

第5章理想光學系統(tǒng)Chapter5PerfectOpticalSystem25.4理想光學系統(tǒng)的圖解方法5.4GraphingMethodofPerfectOpticalSystem——作圖法求光學系統(tǒng)的理想像※已知一個理想光學系統(tǒng)的主點和焦點的位置，利用光線通過它們后的性質，對物空間給定的點、線、面通過畫圖追蹤典型光線求像，稱為圖解法求像。這可是重點呦！圖解方法是應用光學系統(tǒng)基點或基面的性質，對適當的光線或輔助光線畫出其共軛光線的方法。Thegraphicmethodistousethepropertiesofthecardinalpointorcardinalplaneofanopticalsystemtodrawtheconjugatedlightfortheappropriatelightorauxiliarylight.可供選擇的典型光線和可供利用的性質有：3（1）平行于光軸入射的光線，經過系統(tǒng)后過像方焦點。F’HH’Theincidentrayparalleltotheopticalaxiswillpassthroughtheimagefocusaftergoingthroughtheopticalsystem.（2）過物方焦點的光線，經過系統(tǒng)后平行于光軸。FH’HTheraypassingthroughtheobjectfocuswillhavetheraygoingoutparalleltotheopticalaxis4（3）傾斜于光軸的平行光線，經過系統(tǒng)后交于像方焦平面上某一點。5-wF'H’HAbeamofparallelrayswithcertaintiltrelativetoopticalaxismustgothroughapointontheimagefocalplaneafterpassingthroughtheopticalsystem.（4）自物方焦平面上一點發(fā)出的光束經系統(tǒng)后成傾斜于光軸的平行光束。6Theraysemittedfromapointontheobjectfocalplanemustbecomeabeamofparallelrayswithcertaintiltrelativeopticalaxisaftergoingthroughtheopticalsystem.FH’H（5）共軛光線在主平面上的投射高度相等，即一對主平面的橫向放大率為＋1。Theprojectionheightoftheconjugatelightontheprincipalplaneisthesame,thatisthelateralmagnificationoftheprincipalplanepairis+1.（6）光軸上的物點其像必在光軸上。7Theconjugateimagemustbeonaxisfortheon-axisobjectpoint.（7）過節(jié)點的光線方向不變。ThedirectionoftheraygoingthroughthenodalpointwillremainunchangedHH’此外，任意一對已知的共軛點或共軛光線都可以利用。Inaddition,anypairofknownconjugatepointsorconjugaterayscanbeused再次強調：作圖時先注意光組的正負，看物方焦點F和像方焦點F’的位置。已知F和F’，求軸上點A的像8AA’FF’方法1：過F作物方焦平面，與A點發(fā)出的光線交于N，以N為輔助物，從N點作平行與光軸的直線，經過光組后交于像方焦點F’，則AN光線過光組后與輔助光線平行，與光軸的交點既是A’。N（一）正光組軸上點作圖HH’已知F和F’，求軸上點A的像9（一）正光組軸上點作圖方法2：過F作輔助線，過光組后與光軸平行，交像方焦平面于N’，則A點射出的與輔助光線平行的光線過光組后過N’點，與光軸交點即是A’。AA’FF’N’HH’已知F和F’，求軸上點A的像方法３：

過A作垂直于光軸的輔助物AB，按照前面的方法求出B’，由B’作光軸的垂線，則交點A’就是A的像。10（一）正光組軸上點作圖AA’FF’HH’BB’已知F和F’，求軸上點A的像11（一）正光組軸上點作圖方法4：

利用過主點光線方向不變，作過主點的輔助光線。利用像方焦平面上發(fā)出的光線過光組后平行射出的性質。然后作平行輔助光線的出射光線。AA’FF’NHH’已知F和F’，求軸上點A的像12（一）正光組軸上點作圖也可以利用像方焦平面。作和入射光線平行的輔助光線，利用與光軸成一定角度的光束過光組后交于像方焦平面。AA’FF’N’HH’（二）負光組軸上點作圖★13Q’FF’HH’A’AN方法1：（1）AQQ（4）NR（3）延長AQ到NR（2）輔助焦平面（5）RR’（主面上投射高度相等）R’（6）R’F’（7）QQ’（8）Q’A’//R’F’（物方焦平面一點發(fā)出的光線過光組后平行射出）（二）負光組軸上點作圖★14方法2：（1）AQ（5）H’R’//RH（3）RH//AQ（4）輔助面F’（6）反向延長H’R’交輔助面F’于N（2）QQ’（7）NQ’于光軸交點既是A’（物方平行光線出射后反向延長線會聚于像方焦平面上一點）FF’HH’A’ANQRR’Q’（二）負光組軸上點作圖★15方法3：（3）QQ’（4）由Q’作直線過F’（5）BH（2）由B作BQ//光軸（8）由B’作直線垂線于光軸交點即是A’（1）輔助物AB（6）H’N（7）反向延長H’N，于Q’