第一章幾何光學(xué)的近軸理論課件

第一章

幾何光學(xué)的近軸理論幾何光學(xué)的基本定律費(fèi)馬定理成像

球面成像

薄透鏡成像光學(xué)儀器第一章幾何光學(xué)的近軸理論幾何光學(xué)的基本定律1.1、幾何光學(xué)的基本定律一

、幾何光學(xué)三個(gè)基本實(shí)驗(yàn)定律1.光的直線傳播定律在真空或均勻介質(zhì)中，光沿直線傳播。PQ1.1、幾何光學(xué)的基本定律一

、幾何光學(xué)三個(gè)基本實(shí)驗(yàn)定律PQ第一章幾何光學(xué)的近軸理論ppt課件如果介質(zhì)是非均勻的，則光的傳播將會(huì)發(fā)生偏折，即不再沿著一條直線傳播。但是，總可以設(shè)法發(fā)現(xiàn)光傳播的路徑，這條路徑是折線或曲線。根據(jù)這一事實(shí)，也可以得出這樣的結(jié)論:

既然在媒質(zhì)中，光總是沿直線、折線、或曲線傳播，那么就可以用一條幾何上的線來描述和研究光的傳播，這就是“光線”。如果介質(zhì)是非均勻的，則光的傳播將會(huì)發(fā)生偏折，即不再沿著一條直2.光的獨(dú)立傳播定律自不同方向或不同物體發(fā)出的光線相交，對(duì)每一光線的獨(dú)立傳播不發(fā)生影響。2.光的獨(dú)立傳播定律自不同方向或不同物體發(fā)出的光線相交，3.光的反射律和折射定律物觀察者（接收器）平面鏡擋板光的反射定律3.光的反射律和折射定律物觀察者（接收器）平面鏡擋板光的反射光在入射面內(nèi)界面入射面反射光在入射面內(nèi)界面入射面光的反射定律1）反射光在入射面內(nèi)2）反射角等于入射角光的反射定律1）反射光在入射面內(nèi)光的折射定律介質(zhì)2介質(zhì)1分界面物像只與兩種介質(zhì)有關(guān)，折射率光的折射定律介質(zhì)2介質(zhì)1分界面物像只與兩種介質(zhì)有關(guān)，折射率折射光在入射面內(nèi)Snell定律界面入射面折射光在入射面內(nèi)Snell定律界面入射面光的色散一束平行的白光（復(fù)色光）從一種媒質(zhì)（例如真空或空氣）射入另一種媒質(zhì)時(shí)，只要入射角不等于0，不同顏色的光在空間散開來。說明不同顏色的光具有不同的折射角，即不同的折射率。光的色散一束平行的白光（復(fù)色光）從一種媒質(zhì)（例如真空或空氣）二、光路可逆原理上述實(shí)驗(yàn)定律都反映了光路的可逆性二、光路可逆原理上述實(shí)驗(yàn)定律光線如果沿原來反射和折射方向入射時(shí)，則相應(yīng)的反射和折射光將沿原來的入射光的方向。如果物點(diǎn)Q發(fā)出的光線經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)后在Q′點(diǎn)成像，則Q′點(diǎn)發(fā)出的光線經(jīng)同一系統(tǒng)后必然會(huì)在Q點(diǎn)成像。即物像之間是共軛的。QQ′光線如果沿原來反射和折射方向入射時(shí)，則相應(yīng)的反射和折射光將沿三、全反射有可能但所以，當(dāng)時(shí)，折射光實(shí)際上不存在，只有反射光這種情況就是全反射，也稱全內(nèi)反射

三、全反射有可能但所以，當(dāng)時(shí)，折射光實(shí)際上不存在，只有全反射臨界角光線從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)，折射角比入射角大入射角滿足就會(huì)出現(xiàn)全反射出現(xiàn)全反射的最小入射角稱作全反射臨界角

全反射臨界角光線從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)，折射角比入射角大全反射棱鏡倒轉(zhuǎn)棱鏡屋脊形五棱鏡全反射棱鏡倒轉(zhuǎn)棱鏡屋脊形五棱鏡波羅組合棱鏡波羅組合棱鏡光纖光纖定義：光線路徑的幾何長度與所經(jīng)過的

介質(zhì)折射率的乘積。變折射率介質(zhì)：同一均勻介質(zhì)：光具組：1.2Fermat原理一、光程定義：光線路徑的幾何長度與所經(jīng)過的變折射率介質(zhì)：同一均勻介質(zhì)費(fèi)馬（Fermat）原理：兩點(diǎn)間光的實(shí)際路徑，是光程平穩(wěn)的路徑。（1679年）二、費(fèi)馬原理平穩(wěn)值的三種基本的含義：極小值常見情況，常數(shù)成像系統(tǒng)的物像關(guān)系極大值個(gè)別現(xiàn)象費(fèi)馬（Fermat）原理：兩點(diǎn)間光的實(shí)際路徑，是光程平穩(wěn)的路*費(fèi)馬原理的數(shù)學(xué)表達(dá)式路徑積分：是路徑（l）的函數(shù)，平穩(wěn)值要求變分為零，*費(fèi)馬原理的數(shù)學(xué)表達(dá)式路徑積分：是路徑（l）的函數(shù)，平穩(wěn)值要原理與定律可以由Fermat原理導(dǎo)出幾何光學(xué)的實(shí)驗(yàn)定律所以可以說，F(xiàn)ermat原理是更基本的一般來說，任何一門學(xué)科，都有著無法證明的（指從理論上無法證明）最基本的假設(shè)，這就是原理，是這一學(xué)科所建立的基礎(chǔ)。原理與定律可以由Fermat原理導(dǎo)出幾何光學(xué)的實(shí)驗(yàn)定律二、由費(fèi)馬原理推導(dǎo)三個(gè)實(shí)驗(yàn)定律1、光在均勻介質(zhì)中直線傳播要點(diǎn)：反射光線在入射面，反射角等于入射角，光程最短。QQ’MM’PM”2、反射定律二、由費(fèi)馬原理推導(dǎo)三個(gè)實(shí)驗(yàn)定律1、光在均勻介質(zhì)中直線傳播要點(diǎn)一、同心光束從同一點(diǎn)發(fā)出（更多的情形是由于反射或散射出）的或匯聚到同一點(diǎn)的光線束，稱為同心光束。

從光線的性質(zhì)看，物上的每一個(gè)物點(diǎn)都發(fā)出同心光束，而像點(diǎn)都由同心光束會(huì)聚得到。1.3成像一、同心光束從光線的性質(zhì)看，物上的每一個(gè)物點(diǎn)都發(fā)出同物和像都是由一系列的點(diǎn)構(gòu)成的，物點(diǎn)

和像點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)（幾何光學(xué)上稱作物像

共軛）成像的最基本條件是要滿足同心光束的

不變性。從整個(gè)物和像的對(duì)應(yīng)關(guān)系看，還必須要

滿足物像間的相似性?？臻g上，各個(gè)點(diǎn)之間的相互位置要一一

對(duì)應(yīng)，同時(shí)每一對(duì)物像點(diǎn)的顏色要一一

對(duì)應(yīng)。要求成像的光學(xué)系統(tǒng)不產(chǎn)生畸變，沒有

像差、色差、像散、慧差，……等等。物和像都是由一系列的點(diǎn)構(gòu)成的，物點(diǎn)在平面反射的情形下，物與像點(diǎn)點(diǎn)對(duì)應(yīng)，所以平面鏡可以嚴(yán)格成像。平面鏡是唯一可以嚴(yán)格成像的光學(xué)元件。在平面反射的情形下，物與像點(diǎn)點(diǎn)對(duì)應(yīng)，所以平面鏡可以嚴(yán)格成像。二、光具組若干反射面或折射面組成的光學(xué)系統(tǒng)。光軸：光具組的對(duì)稱軸二、光具組光軸：光具組的對(duì)稱軸理想光具組精確成像的必要條件是物上一點(diǎn)與像上一點(diǎn)對(duì)應(yīng)。使同心光束保持其同心性不變的光具組為理想光具組理想光具組是成像的必要條件理想光具組精確成像的必要條件是物上一點(diǎn)與像上一點(diǎn)對(duì)應(yīng)。三、實(shí)物與虛物，實(shí)像與虛像發(fā)出同心光束的物點(diǎn)，為實(shí)物點(diǎn)；物方同心光束延長后匯聚所成的點(diǎn)，為虛物點(diǎn)。光具組物方像方實(shí)物虛物實(shí)物光具組光具組三、實(shí)物與虛物，實(shí)像與虛像光物方像方實(shí)物虛物實(shí)物光光經(jīng)過光具組后的同心光束，匯聚在像方形成的點(diǎn)，為實(shí)像點(diǎn)；像方發(fā)散的同心光束反向延長后匯聚的點(diǎn)，為虛像點(diǎn)。像方物方實(shí)像虛像光具組光具組經(jīng)過光具組后的同心光束，匯聚在像方形成的點(diǎn)，為實(shí)像點(diǎn)；實(shí)物成實(shí)像實(shí)物成虛像虛物成實(shí)像虛物成虛像光具組光具組光具組光具組實(shí)物成實(shí)像實(shí)物成虛像虛物成實(shí)像虛物成虛像光光光光“虛光線”與“虛像”光線并沒有進(jìn)入平面的下方所以，像點(diǎn)并不是真實(shí)光線匯聚而成的而是視覺上將反射光線反向延長后匯聚形成的因而，反射光線的反向延長線就是“虛光線”，這樣形成的像就是“虛像”?！疤摴饩€”與“虛像”光線并沒有進(jìn)入平面的下方虛光程按照費(fèi)馬原理，物像之間應(yīng)該是等光程的上式對(duì)任意方向光線成立的條件為等式的值為0則平面下方的折射率為虛光線的光程稱作虛光程

虛光程按照費(fèi)馬原理，物像之間應(yīng)該是等光程的上式對(duì)任意方向光四、物方和像方物點(diǎn)所在的空間為物方空間像點(diǎn)所在的空間為像方空間物像物方空間像方空間四、物方和像方物點(diǎn)所在的空間為物方空間物像物方空間像方空間物與像的共軛性物方與像方不僅一一對(duì)應(yīng)，而且根據(jù)光路可逆原理，如果將發(fā)光點(diǎn)從物點(diǎn)移到像點(diǎn)，并使光線從反方向入射光具組，他的像將成在原來的物點(diǎn)上。這樣一一對(duì)應(yīng)的物點(diǎn)和像點(diǎn)，稱為共軛點(diǎn)物與像的共軛性物方與像方不僅一一對(duì)應(yīng)，而且根據(jù)光路可逆原理，五、物像之間的等光程性

物點(diǎn)Q與像點(diǎn)Q′之間的光程總是平穩(wěn)的，即不管光線經(jīng)何路徑，凡是由Q通過同樣的光學(xué)系統(tǒng)到達(dá)Q′的光線，都是等光程的。五、物像之間的等光程性等光程與成像：嚴(yán)格等光程嚴(yán)格成像近似等光程近似成像非等光程不成像等光程與成像：嚴(yán)格等光程嚴(yán)格成像1.4近軸光在單球面上的成像1.4近軸光在單球面上的成像從Q點(diǎn)發(fā)出的光線QM折射后變?yōu)镸Q′一、軸上物點(diǎn)成像

從Q點(diǎn)發(fā)出的光線QM折射后變?yōu)镸Q′一、軸上物點(diǎn)成像第一章幾何光學(xué)的近軸理論ppt課件

在△QMC1和△Q′MC1中分別應(yīng)用余弦公式在△QMC1和△Q′MC1中分別應(yīng)用余弦公式Φ不同，s′不同，即從Q點(diǎn)發(fā)出的同心光束不能保持同心性Φ不同，s′不同，即從Q點(diǎn)發(fā)出的同心光束不能保持同心性欲使折射光線保持同心性，必須(1)滿足近軸（傍軸）條件，即折射球面的光焦度

或者(2)沒有意義只有這就是平面鏡欲使折射光線保持同心性，必須(1)滿足近軸（傍軸）條件，即平行光入射

像方焦距，像點(diǎn)Q′所在位置為像方焦點(diǎn)

折射光為平行光

物方焦距，物點(diǎn)Q所在位置為物方焦點(diǎn)

Gauss公式

平行光入射像方焦距，像點(diǎn)Q′所在位置為像方焦點(diǎn)折射光為平二、軸外物點(diǎn)成像相當(dāng)于光軸繞球心旋轉(zhuǎn)滿足近軸條件時(shí)，圓弧變?yōu)橹本€。二、軸外物點(diǎn)成像相當(dāng)于光軸繞球心旋轉(zhuǎn)滿足近軸條件時(shí)，圓弧變?yōu)橄竦臋M向放大率像的橫向放大率焦點(diǎn)與焦平面

平行于光軸的入射光線經(jīng)過球面折射后，匯聚于像方焦點(diǎn)。由于單球面有無數(shù)個(gè)光軸，所以，凡是相互平行的入射光線，經(jīng)折射后，都匯聚于與入射光線平行的光軸的像方焦點(diǎn)上。所有這些像方的焦點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)球面。焦點(diǎn)與焦平面 平行于光軸的入射光線經(jīng)過球面折射后，匯聚于像方在傍軸條件下，上述像方焦點(diǎn)可以看作是處于一個(gè)平面上，這就是折射球面的像方焦平面即：相互平行的入射光線都匯聚于像方焦平面上的同一點(diǎn)。同樣，可以得到并定義物方焦平面，從該平面上一點(diǎn)發(fā)出的所有光線，經(jīng)折射后，在像方為相互平行的光線物方焦平面像方焦平面在傍軸條件下，上述像方焦點(diǎn)可以看作是處于一個(gè)平面上，這就是折折射球面的光學(xué)參數(shù)物方焦距像方焦距物方焦點(diǎn)像方焦點(diǎn)物方焦平面像方焦平面折射球面的光學(xué)參數(shù)物方焦距像方焦距物方焦點(diǎn)像方焦點(diǎn)物方焦平面折射球面的光學(xué)性質(zhì)根據(jù)這些光學(xué)參數(shù)，可以得到任意一條光線的共軛光線折射球面的光學(xué)性質(zhì)根據(jù)這些光學(xué)參數(shù)，可以得到任意一條光線的共光焦度與焦距的討論顯然，上述三個(gè)物理量既可以是正值，也可以是負(fù)值。若r>0，n′<n，f，f′<0；r<0，n′>n，f，f′<0?？梢钥闯?，平行光入射，折射光發(fā)散。反向延長后，會(huì)聚點(diǎn)在物方，即f′<0表示像方焦點(diǎn)位于物方。光焦度與焦距的討論顯然，上述三個(gè)物理量既可以是正值，也可以是由于物、像間的共軛關(guān)系，f<0表示物方焦點(diǎn)位于像方。焦距為負(fù)值，表示像方焦點(diǎn)實(shí)際上在物方，物方焦點(diǎn)實(shí)際上在像方。由于焦距也是像距或物距，所以，如果物點(diǎn)位于像方（虛物），則其物距為負(fù)值；像點(diǎn)在物方（虛像），則其像距為負(fù)值。虛物，物距為負(fù)值虛像，像距為負(fù)值由于物、像間的共軛關(guān)系，f<0表示物方焦點(diǎn)位于像方。虛物，物例題一束匯聚光射向折射球面，如果將入射光線延長，則匯聚在P點(diǎn)處，求這束光經(jīng)球面折射后實(shí)際的匯聚點(diǎn)。解法1，用作圖法。例題一束匯聚光射向折射球面，如果將入射光線延長，則匯聚在P點(diǎn)解法二，用計(jì)算法將物距以P點(diǎn)到球面的距離的負(fù)值帶入即可解法二，用計(jì)算法（1）物方和像方：以光線入射的方向作為物方，另一方為像方。（2）球面曲率中心在像方，其曲率半徑r>0；球面曲率中心物方，r<0。（3）物點(diǎn)在物方，物距s>0；物點(diǎn)像方，物距s<0。（4）像點(diǎn)在像方，像距s′>0；像點(diǎn)在物方，像距s′<0。三、幾何光學(xué)的符號(hào)約定（1）物方和像方：以光線入射的方向作為物方，另一方為像方。三（5）線段在主光軸之上，y>0；線段在主光軸之下，y<0。（5）線段在主光軸之上，y>0；線段在主光軸之下，y<0。（6）角度自主光軸或球面法線算起，逆時(shí)針方向?yàn)檎?，順時(shí)針方向?yàn)樨?fù)。（8）對(duì)于反射球面，其物方和像方位于球面同一側(cè)。（7）圖中所標(biāo)均為絕對(duì)值，對(duì)于是負(fù)值的參數(shù)，應(yīng)在其前面加上負(fù)號(hào)。（6）角度自主光軸或球面法線算起，逆時(shí)針方向?yàn)檎?，順時(shí)針方向由折射球面物像公式推導(dǎo)反射球面物像公式折射球面Gauss公式

由折射球面物像公式推導(dǎo)反射球面物像公式折射球面Gauss公式凸面鏡凹面鏡對(duì)于實(shí)物，總是在焦點(diǎn)內(nèi)側(cè)成正立縮小虛像可以成實(shí)像或放大的虛像凸面鏡凹面鏡對(duì)于實(shí)物，總是在焦點(diǎn)可以成實(shí)像或放大的虛像四、符號(hào)約定下像的橫向放大率公式四、符號(hào)約定下像的橫向放大率公式五、Lagrange-Helmhotz恒等式對(duì)光線的角放大率為

Lagrange-Helmhotz恒等式

由于可得到五、Lagrange-Helmhotz恒等式對(duì)光線的角放大1.5薄透鏡成像1.5.1薄透鏡由兩個(gè)折射球面組成，過兩球面圓心的直線為光軸，頂點(diǎn)間距d。就是薄透鏡，通?？梢钥梢哉J(rèn)為，兩球面頂點(diǎn)重合，稱為光心，記為O。如果滿足1.5薄透鏡成像1.5.1薄透鏡就是薄透鏡，通?？梢钥梢?.5.2薄透鏡成像公式1．用逐次成像法推導(dǎo)

1.5.2薄透鏡成像公式薄透鏡的光焦度物在像方，虛物第一次成像第二次成像薄透鏡的光焦度物在像方，虛物第一次成像第二次成像物方焦距

像方焦距

2．薄透鏡的焦點(diǎn)與焦平面物方焦距像方焦距2．薄透鏡的焦點(diǎn)與焦平面磨鏡者公式

空氣中的薄透鏡磨鏡者公式空氣中的薄透鏡物方焦距物方焦點(diǎn)像方焦距像方焦點(diǎn)物方焦平面像方焦平面光心光軸兩側(cè)折射率相等，通過光心的光線方向不變薄透鏡的光學(xué)參數(shù)與光學(xué)特性物方焦距物方焦點(diǎn)像方焦距像方焦點(diǎn)物方焦平面像方焦平面光心光軸1.5.3正透鏡與負(fù)透鏡焦距為正值的透鏡是正透鏡；焦距為負(fù)值的透鏡是負(fù)透鏡。正透鏡的像方焦點(diǎn)在像方；負(fù)透鏡的像方焦點(diǎn)在物方。正透鏡使入射的平行光匯聚在像方焦點(diǎn)；負(fù)透鏡使入射的平行光發(fā)散?？諝庵?，中間厚邊緣薄的透鏡是正透鏡；中間薄邊緣厚的透鏡是負(fù)透鏡。1.5.3正透鏡與負(fù)透鏡焦距為正值的透鏡是正透鏡；焦距為負(fù)從Fermat原理看，這是很自然的結(jié)果。從Fermat原理看，這是很自然的結(jié)果。圖示Gauss物像公式距離從光心算起圖示Gauss物像公式距離從光心算起Newton物像公式

Newton物像公式距離從焦平面算起Newton物像公式Newton物像公式距離從焦平面算起1.5.4像的橫向放大率

總放大率為兩次成像的放大率的乘積

第二次成像，是虛物成像1.5.4像的橫向放大率總放大率為兩次成像的放大率的乘積1.5.5

Lagrange-Helmhotz恒等式

Lagrange-Helmhotz恒等式依然成立

1.5.5Lagrange-Helmhotz恒等式Lag三對(duì)共軛的特殊光線平行于光軸的入射光線←→經(jīng)過像方焦點(diǎn)的光線經(jīng)過物方焦點(diǎn)的光線←→平行于光軸的像方光線經(jīng)過透鏡光心的入射光線←→經(jīng)過透鏡光心的像方光線1.6薄透鏡作圖法三對(duì)共軛的特殊光線平行于光軸的入射光線←→經(jīng)過像方焦點(diǎn)的光線物方平行光線，匯聚于像方焦平面同一點(diǎn)1.6.1正透鏡作圖法物方平行光線，匯聚于像方焦平面同一點(diǎn)1.6.1正透鏡作圖法來自物方焦平面上同一點(diǎn)的光線，在像方為平行光線來自物方焦平面上同一點(diǎn)的光線，在像方為平行光線利用經(jīng)過透鏡光心的光線利用經(jīng)過透鏡光心的光線像方焦點(diǎn)物方焦點(diǎn)像方焦平面物方焦平面平行于光軸的入射光線←→經(jīng)過像方焦點(diǎn)的光線經(jīng)過物方焦點(diǎn)的光線←→平行于光軸的像方光線經(jīng)過透鏡光心的入射光線←→經(jīng)過透鏡光心的像方光線1.6.2負(fù)透鏡作圖法像方焦點(diǎn)物方焦點(diǎn)像方焦平面物方焦平面平行于光軸的入射光線←→像方焦點(diǎn)物方焦點(diǎn)像方焦平面物方焦平面平行入射光匯聚于像方焦平面同一點(diǎn)像方焦點(diǎn)物方焦點(diǎn)像方焦平面物方焦平面平行入射光匯聚于像方焦平像方焦點(diǎn)物方焦點(diǎn)像方焦平面物方焦平面經(jīng)過物方焦點(diǎn)的光線在像方平行于光軸像方焦點(diǎn)物方焦點(diǎn)像方焦平面物方焦平面經(jīng)過物方焦點(diǎn)的光線在像方像方焦點(diǎn)物方焦點(diǎn)像方焦平面物方焦平面經(jīng)過物方焦平面同一點(diǎn)的光線，在像方相互平行像方焦點(diǎn)物方焦點(diǎn)像方焦平面物方焦平面經(jīng)過物方焦平面同一點(diǎn)的光將物經(jīng)第一個(gè)透鏡的所成的像作為第二個(gè)透鏡的物，再次進(jìn)行成像，逐個(gè)進(jìn)行。1.6.3透鏡組的逐次成像作圖法將物經(jīng)第一個(gè)透鏡的所成的像作為第二個(gè)透鏡的物，再次進(jìn)行成像，只要第一鏡的像處于第二鏡的物方，對(duì)于第二鏡來說都是實(shí)物經(jīng)過L1成虛像，但對(duì)于L2來說，是實(shí)物逐次成像法過程中物和像的虛實(shí)性只要第一鏡的像處于第二鏡的物方，對(duì)于第二鏡來說都是實(shí)物經(jīng)過L像本身的虛實(shí)性，與作為物的虛實(shí)性，沒有關(guān)系L1的實(shí)像，對(duì)于L2來說，是虛物只要第一鏡的像處于第二鏡的像方，對(duì)于第二鏡來說都是虛物。像本身的虛實(shí)性，與作為物的虛實(shí)性，沒有關(guān)系L1的實(shí)像，對(duì)于L如果將上述第一透鏡的像作為第二透鏡的實(shí)物處理，則會(huì)得到錯(cuò)誤的結(jié)果如果將上述第一透鏡的像作為第二透鏡的實(shí)物處理，則會(huì)得到錯(cuò)誤的另一種作法另一種作法虛像作為物在第二鏡的物方則為實(shí)物，在第二鏡的像方則為虛物。虛像作為物在第二鏡的物方則為實(shí)物，在第二鏡的像方則為虛物。1.6.4透鏡組的逐次成像計(jì)算法對(duì)第一個(gè)透鏡用成像公式計(jì)算，確定像的位置將該像作為第二個(gè)透鏡的物，再次進(jìn)行成像，依次逐個(gè)進(jìn)行。如果像是下一個(gè)透鏡的實(shí)物，則直接應(yīng)用公式進(jìn)行計(jì)算；如果是虛物，則其物距是負(fù)值。1.6.4透鏡組的逐次成像計(jì)算法對(duì)第一個(gè)透鏡用成像公式計(jì)算例：

L1和L2為薄透鏡，L1的焦距為4cm，L2材料的折射率為1.5，球面半徑為12cm，球面上鍍有反射膜。L1和L2間距為10cm，物在前5.6cm處，求Q點(diǎn)最后成像的位置。L2的焦距為(1)經(jīng)L1，像距為(2)再經(jīng)L2成像共有5次成像10cm凹面鏡焦距為(3)經(jīng)球面反射鏡(4)反射光經(jīng)L2成像(5)再經(jīng)L1成像例：L1和L2為薄透鏡，L1的焦距為4cm，L2材料的1.7幾何光學(xué)儀器1.7.1人眼1.7幾何光學(xué)儀器1.7.1人眼明視距離人眼所見的，都是視網(wǎng)膜上所成的實(shí)像無論是實(shí)物、實(shí)像、還是虛像，經(jīng)過眼睛后，都在視網(wǎng)膜上成實(shí)像。明視距離人眼所見的，都是視網(wǎng)膜上所成的實(shí)像無論是實(shí)物、實(shí)像、示意眼空氣角膜晶狀體視網(wǎng)膜玻璃液水狀液d(mm)n角膜0.51.376水狀液3.11.336晶狀體3.61.386玻璃液17.21.336r(mm)7.76.810.0-6.0-9.7示意眼空氣角膜晶狀體視網(wǎng)膜玻璃液水狀液d(mm)n角膜0

簡化眼等效于一個(gè)可變焦距的凸透鏡。視網(wǎng)膜到光心的距離等于眼睛對(duì)無窮遠(yuǎn)處聚焦時(shí)的像方焦距。 簡化眼1.7.2放大鏡是一種目鏡，作用是成一放大的虛像，便于眼睛觀察?？梢酝ㄟ^比較y′與y得到放大鏡對(duì)物體的放大率，也可以比較它們對(duì)眼睛張角的變化得到角放大率1.7.2放大鏡是一種目鏡，作用是成一放大的虛像，便于眼第一章幾何光學(xué)的近軸理論ppt課件1.7.3目鏡目鏡用在光學(xué)儀器上，作用與放大鏡相似，都是成一個(gè)眼睛可直接觀察的虛像。通常都與物鏡結(jié)合使用，觀察物鏡所成的實(shí)像?；莞鼓跨R冉斯登目鏡接目鏡向場鏡1.7.3目鏡目鏡用在光學(xué)儀器上，作用與放大鏡相似，都1.7.4顯微鏡具有高放大倍數(shù)的光學(xué)儀器由物鏡組和目鏡組構(gòu)成RobertHooke'smicroscopemicroscope1.7.4顯微鏡具有高放大倍數(shù)的光學(xué)儀器RobertHo物鏡目鏡顯微鏡光路與原理顯微鏡的角放大率物鏡目鏡顯微鏡光路與原理顯微鏡的角放大率顯微鏡的角放大率顯微鏡的角放大率An1879CarlZeissJenaOpticalmicroscopeStereomicroscopeScientistusingastereomicroscopeoutfittedwithadigitalimagingpick-upAn1879CarlZeissJenaOpticaSoviet-mademiniature2.5×17.5monocular.The100inch(2.5m)HookerreflectingtelescopeatMountWilsonObservatorynearLosAngeles,California.TheHubbleSpaceTelescopeasseenfromSpaceShuttleDiscoveryduringitssecondservicingmission1.7.5望遠(yuǎn)鏡用于觀察遠(yuǎn)處物體，將物體對(duì)眼睛的張角擴(kuò)大，相當(dāng)于在近處成一縮小的實(shí)像，再通過目鏡觀察。Soviet-mademiniature2.5×17∞處物，對(duì)物鏡的張角ω很小Kepler望遠(yuǎn)鏡∞處物，對(duì)物鏡的張角ω很小Kepler望遠(yuǎn)鏡Galileo望遠(yuǎn)鏡Galileo望遠(yuǎn)鏡Parameterslistedontheprismcoverplatedescribinga7powermagnificationbinocularwitha50mmObjectivediameteranda372footFieldofviewat1000yards.Parameterslistedontheprism波羅組合棱鏡，使實(shí)像倒轉(zhuǎn)為正像目鏡物鏡雙筒望遠(yuǎn)鏡波羅組合棱鏡，使實(shí)像倒轉(zhuǎn)為正像目鏡物鏡雙筒望遠(yuǎn)鏡波羅組合棱鏡波羅組合棱鏡Abbe-Koenig"roofprism"designDoublePorroprismdesignAbbe-Koenig"roofprism"desig1.7.6照相機(jī)單鏡頭反光照相機(jī)Single-lensreflexcamera，SLR旁軸取景器式照相機(jī)Rangefindercamera1.7.6照相機(jī)單鏡頭反光照相機(jī)旁軸取景器式照相機(jī)R箱式照相機(jī)箱式照相機(jī)第一章幾何光學(xué)的近軸理論ppt課件雙鏡頭反光照相機(jī)成像鏡頭取景鏡頭底片雙鏡頭反光照相機(jī)成像鏡頭取景鏡頭底片第一章幾何光學(xué)的近軸理論ppt課件單鏡頭反光照相機(jī)單鏡頭反光照相機(jī)第一章幾何光學(xué)的近軸理論ppt課件第一章幾何光學(xué)的近軸理論ppt課件第一章幾何光學(xué)的近軸理論ppt課件第一章幾何光學(xué)的近軸理論ppt課件第一章幾何光學(xué)的近軸理論ppt課件底片鏡頭毛玻璃反光板五棱鏡單反相機(jī)的取景成像機(jī)制底片鏡頭毛玻璃反光板五棱鏡單反相機(jī)的取景成像機(jī)制反光板透反鏡眼睛成像鏡頭鏡頭與反光板機(jī)械聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)調(diào)焦反光板透反鏡眼睛成像鏡頭鏡頭與反光板機(jī)械聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)調(diào)焦照相機(jī)的幅面與視角135相機(jī)底片：24×36120相機(jī)底片：60×60220相機(jī)底片：120×60照相機(jī)的幅面與視角135相機(jī)