應(yīng)用光學(xué)第三章

第三章

平面與平面系統(tǒng)5/24/20231平面鏡棱鏡在光學(xué)系統(tǒng)中的作用改變共軸系統(tǒng)的光軸方向（減少體積和減輕重量）改變像的方向利用平面鏡轉(zhuǎn)動作用擴大儀器的放大率改變觀察方向擴大儀器的觀測范圍實現(xiàn)分光、合像和微位移平面鏡棱鏡系統(tǒng)在光學(xué)儀器中的應(yīng)用5/24/20232一、單平面鏡的成像特性APO

QBA’第一節(jié)平面鏡的成像5/24/20233一、單平面鏡的成像特性APQA’5/24/20234一、單平面鏡的成像特性PQx

y

zy'x'z'采用右手坐標(biāo)法則O

中指代表Z軸O’大拇指代表X軸食指代表Y軸5一、單平面鏡的成像特性平面鏡能使整個空間任意物點理想成像；物點和像點對平面鏡而言是對稱的；物和像大小相等，但形狀不同；凡一次鏡面反射或奇次鏡面反射像被稱為鏡像；6二、雙平面鏡的成像特性PPP1O1A2'O2qAA1'(A2)∠APA2’=

2θ7

凡一次鏡面反射或奇次鏡面反射像被稱為鏡像；凡二次鏡面反射或偶次鏡面反射像被稱為一致像8平面鏡的旋轉(zhuǎn)與平移效應(yīng)P'Q'PQOANN'A'A"αα2α∠A’OA”=2∠POP’三、平面鏡的旋轉(zhuǎn)及其應(yīng)用9平面鏡的旋轉(zhuǎn)與平移效應(yīng)QPA’ABA”h2hA′A″=2h10平面鏡旋轉(zhuǎn)特性的應(yīng)用：光學(xué)比較儀中的光學(xué)杠桿MM為分劃板PP為反射鏡1112O2O1qqbPPPAMNI1I1I2I2β≤90β=2θ13β角與I角的大小無關(guān)，只取決于兩平面鏡夾角的大小θ當(dāng)雙平面鏡繞棱線轉(zhuǎn)動時，只要保持θ角不變，二次反射像是不動的，即出射光線的方向不變，但光線位置要產(chǎn)生平行位移。14雙平面鏡具有以下成像性質(zhì)：二次反射像的位置應(yīng)在物體繞棱線（P點）轉(zhuǎn)動2θ角處，轉(zhuǎn)動方向應(yīng)是反射面按反射次序，由P1轉(zhuǎn)到P2的方向。二次反射像與原物坐標(biāo)系相同，成一致像。位于主截面（兩平面鏡的公共垂直面）內(nèi)的光線，不論入射光線方向如何，出射光線的轉(zhuǎn)角永遠(yuǎn)等于兩平面鏡夾角的兩倍。15五角喬棱鏡16第二躍節(jié)平行唉平板由兩孩個相射互平求行的禿折射惰平面因構(gòu)成確的光回學(xué)元未件稱富為平行剩平面申板。用棱豎鏡來腐代替印平面險鏡，陰就相靠當(dāng)于師在光虹學(xué)系留統(tǒng)中先多加剪了一甚塊平唇行平露面板分。如標(biāo)慈尺、鍬刻有穩(wěn)標(biāo)志暢的分責(zé)劃板看、補急償板加、濾鼻光鏡秀、?？葑o玻則璃等志等下面伍討論減光線貸經(jīng)過鼠平行規(guī)平面咐板的叼折射紅情況假定扛平行賤平面怠板位由于空磚氣中17應(yīng)用阿折射篇定律平板昌的兩霉面是繁平行辰的18平行癢平面聯(lián)板的揮出射魚光線BS′和入雄射光謊線SA是平撿行的BS′相對甚于SA平行腦移動館了一胳距離BD=Z平行典平面親板的頌厚度遇為d，由ΔAB徹D和AB寫C得19光線價移動境的距顧離隨叔入射澡角的掏不同呀而不擾同同樣貿(mào)也隨干平板臨的厚皇度不爛同而魚變化20如果榆是在濟近軸釘區(qū)，孟上式省可以教寫為如果d、n是常鎮(zhèn)數(shù)，蚊因此z和i1成正沾比。平行趕平面彩板的注這一手性質(zhì)醬使它鑄在測溪微機枯構(gòu)的窄讀數(shù)喂系統(tǒng)飼中得腫到應(yīng)羞用。經(jīng)過躺平行走平面撕板后焰的出晃射光謀線和列入射財光線鋸在光湖軸方轟向上倍有一彎位移ΔL′。21設(shè)入攤射光止線為左同心浮光束拉并會歡聚于E點（蘋為虛歉物點典）光線現(xiàn)折射盟后和疾光線榜交于S′點22上式瀉表明學(xué)，ΔL′因不閘同的I1值不伙同而桶不同即從角具有旺不同禍入射村角的爐各條府光線臨經(jīng)平迎行平共面板政折射堵后，甘具有遣不同充的軸摔向位醫(yī)移量牛，這就每說明值，同粱心光灣束經(jīng)筑平行觸平面顏板后饞變?yōu)閲?yán)非同值心光血束，息成像辛是不蹲完善店的。也可狼以看陶出平許行平僵面板聰?shù)暮駰l度d愈大緒，成語像不坡完善腹程度濤也愈造大。23如果嘉入射料光束座孔徑引很小健，即餅為近勞軸光多束成勒像，敗則因I1較很芬小，可見唇對于琴近軸節(jié)光線噸而言繳，其對軸向仍位移侵只和拔平行炸平面配板的玻厚度d及玻襪璃折吐射率n有關(guān)考，而悶與入皆射角i無關(guān)鉗。因此痕，物完點以悶近軸斗光經(jīng)芬平行儀平面掩板成嫁像是雜完善娛的24第三體節(jié)松反射碧棱鏡主要與講述責(zé)把多播個反堡射面漸集成逝在同獎一塊勉光學(xué)鈴材料冬上的時情況反射押棱鏡困：把點多個網(wǎng)反射躍面做眾在同襖一塊納光學(xué)陶材料斷（如然玻璃際）上巾的光漿學(xué)零槍件。注：席光線咬在棱脂鏡反腎射面指上的扯入射勇角大她于臨房誠界角羨時，名在反要射面壓發(fā)生爽全反優(yōu)射，哨不鍍扮膜一、測基本斯定義BAC光軸電：光學(xué)遮系統(tǒng)商的光失軸在跟棱鏡感中的燃部分AB度C-怒--棱鏡彼光軸光軸救長度摟：棱鏡撒光軸綿的幾雖何長艙度；AB詢+B呈C=棱鏡笑光軸甚長度26一、秩基本抗定義光軸光軸截面工作梢面棱主截壁面27一、四基本腸定義光軸光軸截面入射膏光軸勸截面出射艇光軸叫截面28二、矩棱鏡攤的等膜效作停用與拒展開㈠、等歸效作規(guī)用與造展開遙方法1.等效悟作用塵反睜射棱腰鏡有旁兩個意折射梢面和煌若干辭反射胳面，追若不廳考慮跳反射堅面，絞光線押在兩嗽個折接射面騙之間偷的行雞為等效充于一奸個平響行平睛板29平行刻光經(jīng)是透鏡煤成像來于焦禮點F’上F′F平行靈光經(jīng)希透鏡繡成像倍時加登一平掉面鏡30把平侄面鏡糞換成呆直角翻棱鏡A′31對于涌這種詢光路汪的等效誰光路A′A32把棱陣鏡的妻光軸岡截面娘沿著機它的良反射伸面展糖開，伸取消蘋棱鏡疏的反萍射，股以平舊行玻付璃板倉的折拔射代倦替棱莖鏡折慌射的創(chuàng)方法纖稱為“棱鏡多的展蹦開”2.棱鏡玩的展映開33(1鍋).為了穩(wěn)使棱偷鏡和勞共軸挎球面掀系統(tǒng)登組合擦后，勿仍能泰保持碌共軸騙球面忠系統(tǒng)毛的特愈性，兔必須傷對棱鏡燒的結(jié)污構(gòu)提板出一難定的要求：a．棱床鏡展診開后寬玻璃厭板的向兩個癢表面必須趣平行。b．如倘果棱辦鏡位稈于會雁聚光纖束中注，則蠢光軸架必須駕和棱摟鏡的疼入射采及出膏射表多面相垂直。34(2英).展開億方法刃利巴用棱蔬鏡反暢射面屬的性廳質(zhì)，裂將轉(zhuǎn)監(jiān)折的船光路冒拉直礎(chǔ)。即：蓮按入練射光走線的娛順序利，以城反射虧面為燭鏡面益，求隆其對亮稱像壤，并調(diào)依次睬畫出面反射濕棱鏡饞的展勢開圖。353637平行觸平板靈的厚挽度就害是反竿射棱恭鏡的展開膜長度或稱光軸渡長度（L）。展開文后應(yīng)片先找門到棱屆鏡限陳制光蘭束的釣位置錢，再好求尺震寸，按即棱鏡奪通光長光束睛的口奮徑（D）。L38光路計算坡中，肅棱鏡肌等效刷平行伸平板稻的厚額度L為棱滅鏡光忽軸長蒼度，點設(shè)棱待鏡的偷通光掠光束踩口徑難為D，則k取決費于棱蘭鏡的槳結(jié)構(gòu)田形式史，與悲棱鏡仙的大于小無冒關(guān)，枝稱為棱鏡壇的結(jié)余構(gòu)參芽數(shù)。39（二磚）、宴幾種藏典型脾棱鏡借的展睡開401.直角叛棱鏡典展開一次搏反射夕時L—棱鏡綱的光啞軸長講度，D—入射園光束問口徑LDL=學(xué)Dk=差141二次經(jīng)反射洗時，L—棱鏡勒的光費軸長助度，D阿—入射混光束榮口徑LDL=堆2DK=頁2422.道威地棱鏡哈展開必須厚注意，這類塌棱鏡與因為區(qū)光軸寫不垂泊直于謀棱鏡折面入潛射，看故只鄭能用呈在平行暮光束中LD433.半五所角棱搏鏡展滔開444.等腰廚棱鏡花展開455.五角曲棱鏡犁展開46BA'CAB'D'6.斯密果特棱隆鏡展航開47屋脊括棱鏡如果在不湖改變拖光軸壺方向采和主導(dǎo)截面射內(nèi)成漏像方科向的吊條件存下需要等得到房誠物體皇的一溉致像富而又爆不想記增加貌反射搞棱鏡府時，配怎么繡辦？可用潤交線妙位于夾光軸才面內(nèi)款的兩悲個相濤互垂吊直的辣反射旁面來取亡代其中深的一日個反傍射面吹，使嶄垂直黨于主薦截面?zhèn)蝺?nèi)的厚坐標(biāo)以被這虧兩個谷相互捐垂直棄的反謝射面秒依次漆反射疫而改鈔變方之向，閣從而滾得到曲物體密的一致則像。屋脊餃面和鋪屋脊嚼棱鏡48這種扁兩個果互相竟垂直膀的反島射面吳稱為屋脊棍面，而帶撈有屋融脊面卷的棱汁鏡稱棟為屋脊伏棱鏡。直角塌棱鏡屋脊園棱鏡兩個互相垂直的反射面稱為屋脊面49屋脊賤面的班作用居：在不誕改變隱光軸脾方向循和主哀截面倦內(nèi)成顯像方殼向的畜條件綠下，增加競一次治反射，使主系統(tǒng)炎總的家反射淋次數(shù)福由奇數(shù)未變成診偶數(shù)，從脂而達(dá)鄙到物撫像相階似的奴要求免。50直角嶼棱鏡諒反射屋脊傾棱鏡貸反射51xyzx′y′z′xyzx′y′z′52屋脊驚棱鏡賤的平貨面表董示方喜法53普通前棱鏡涉和復(fù)鼓合棱悟鏡等孝。普通品棱鏡恨：簡煙單棱正鏡、夏屋脊倚棱鏡炎等。利用榮法則況來確淹定（主近要確仆定Z′、Y′方向而）即物空桶間為涌右手融坐標(biāo)確定笛平面扁鏡棱抗鏡系商統(tǒng)成查像方闊向的扣方法54先看響幾個翻普通私棱鏡奪：這主淘要看哨棱鏡捕的反籮射次往數(shù)偶次反射栽成一致多像，由右手坐標(biāo)傘確定趣其成卵像方祝向；奇次反射膝成鏡像，由左手坐標(biāo)巨確定營其成勒像方籌向。55（一棋）一特次反想射棱繪鏡（a）等炭腰直角能棱鏡yzxx′z′y′56yzx(b筆)等腰互棱鏡x′z′y′57zoxyz'ox'y'zoxyz'y'ox'（c）道威亭棱鏡58直角籠棱鏡后使光嫩線折稅轉(zhuǎn)90°等腰應(yīng)棱鏡瞎使光袋線折勁轉(zhuǎn)任井意角腰度。二者另的特戲點是授：入趴射面拾、出爛射面宵與光瓣軸垂叫直。道威須棱鏡淚，入且射面竭、出勒射面胳與光落軸不駝垂直魚。道威兔棱鏡90°旋轉(zhuǎn)勇后，束像旋確轉(zhuǎn)18榆0°。道威撞棱鏡:繞光課軸旋絡(luò)轉(zhuǎn)角貿(mào)，其咬對應(yīng)尋的反哀射像悔同方啟向2旋轉(zhuǎn)和角。59一次嚼反射鴿特點于：成鏡釘像；在主句截面南內(nèi)坐爽標(biāo)方鬼向改傭變，撞垂直烈于光枝軸截痕面內(nèi)番坐標(biāo)已方向?qū)⒉蛔儾丁?0yzx（二否）二查次反肯射棱消鏡（a）等腰霸直角陶棱鏡x′y′z′61(b預(yù))五角發(fā)棱鏡xyzz′x′y′62(c列)半五的角棱降鏡xyzx′y′z′63（d）斜類方棱瘋鏡xyzx′y′z′64以上潑幾種宴棱鏡噸兩反謝射面麗之間羽的夾慘角有繁為：22挪.5°、30°、45°、90°和18薄0°。也使惹光線讓折轉(zhuǎn)45°、60°、90°、19湊0°和36曾0°。其中結(jié)：五膛角棱蓬鏡和動直角拖棱鏡鋸多用章于顯蘋微鏡脊觀察拖系統(tǒng)摸，使士光線真折轉(zhuǎn)柄，便擺于觀剃察。斜方滴棱鏡蠶使光銀軸平嚇移，橫多用聯(lián)于雙縮慧目鏡事儀器辭中，話調(diào)節(jié)串目距詳。65二次反射非成像粘的特襯點：成一寧致像?。蝗肷淠婀饩€胡與出臥射光倒線之桌間的棍夾角宵取決仙于兩辣反射冰面之憲間的屯夾角懷。66（三朋）三貧次反庸射棱刷鏡xyz斯密廳特棱采鏡其特及點是姑：光路升在棱沫鏡中千的光伯路很響長，劑可以階折疊哥光路局，使帆儀器妹緊湊脾。入射摟光線奔與出踩射光撞線之蒙間的搬夾角譽為45描°x′z′y′67反射央棱鏡穩(wěn)的作酒用之鼓一潛望塌鏡光牧路圖1—旋轉(zhuǎn)漸直角刻棱鏡2—物鏡3—場鏡4—透鏡灑轉(zhuǎn)像5—道威辮棱鏡6—直角巨棱鏡7—分劃捷板8—目鏡68角錐隸棱鏡由立只方體柱切下雄一個膀角而刷形成區(qū)的。69角錐武棱鏡葵特點1、三若個反狠射工展作面磁相互研垂直圣，底奶面是悟一等冠腰三味角形危，為裕棱鏡亂的入紀(jì)射面煎和出蘋射面揮。702、當(dāng)光保線以尚任意案方向甩從底省面入扎射，架經(jīng)過忙三個秩直角斗面依損次反港射后量，出饒射光摔線始趴終平權(quán)行于訊入射霉光線粱。713、當(dāng)角踢錐棱煉鏡繞柴其頂據(jù)點旋邪轉(zhuǎn)時雪，出準(zhǔn)射方祥向不障變僅菊產(chǎn)生給一個蕉平移音。72必須皂指出誤：反射憲棱鏡漸主要栗利用折全反飄射原關(guān)理反科射