第8章-光線的光路計算課件

預(yù)備知識子午面內(nèi)的光線光路計算沿主光線的細(xì)光束光路計算1應(yīng)用光學(xué)第

八

章光

線

的

光

路

計

算第

八

章光線的光路計算應(yīng).用光.學(xué)光線計算三大類1、子午面內(nèi)的光線光路計算近軸光：求各基點的位置，理想像點的位置和大小，入瞳和出瞳的位置和大小遠(yuǎn)軸光：子午面內(nèi)實際光線的坐標(biāo)和實際光線的像差。2、沿主光線的細(xì)光束光路計算求細(xì)光束成像的子午場曲，弧矢場曲和像散差。3、子午面外的光線或空間光線的光路計算求得空間光線的子午像差分量和弧矢像差分量，全面了解系統(tǒng)的成像特性。2第

八

章光線的光路計算應(yīng).用光.學(xué)一、兩套物像關(guān)系計算公式8.13第

八

章光線的光路計算應(yīng).用光.學(xué)8.1二、幾條特殊光線和平面第一近軸光線：軸上物點A發(fā)出的通過入瞳邊緣點的“近軸” 光線；第二近軸光線：軸外某視場點發(fā)出的通過入瞳中心的“近軸”光線；主光線：軸外某視場點發(fā)出的通過入瞳中心的“實際”光線；子午平面：包含物點和光軸的平面稱為子午平面；弧矢面：包含主光線并與子午平面垂直的平面稱為弧矢面；輔軸：軸外點和球心的連線稱為該折射球面的輔軸；上光線：軸外點發(fā)出通過某孔徑帶上邊緣的光線稱為某孔徑帶的上光線；下光線：軸外點發(fā)出通過某孔徑帶下邊緣的光線稱為某孔徑帶的下光線；前光線：軸外點發(fā)出通過某孔徑帶前邊緣的光線稱為某孔徑帶的前光線4；后光線：軸外點發(fā)出通過某孔徑帶后邊緣的光線稱為某孔徑帶的后光線；第

八

章光線的光路計算應(yīng).光.用學(xué)一、近軸光線的光路計算：求出理想像的位置和大小1）軸上點近軸光線的光路計算計算公式已知條件結(jié)構(gòu)參數(shù)：n,r,d物方條件：l,y,u8.25第

八

章光線的光路計算應(yīng).光.用學(xué)對于k個折射面，需要利用過渡公式對整個系統(tǒng)面逐面進(jìn)行對于第一近軸光線當(dāng)物有限遠(yuǎn)：當(dāng)物無窮遠(yuǎn)：校對公式8.26第

八

章光線的光路計算應(yīng).光.用學(xué)求焦距公式舉例：書上例題的計算結(jié)果注意計算精度2）軸外點近軸光線的光路計算：求出理想像高計算公式和校對公式選用近軸光線光路計算公式8.27第

八

章光線的光路計算應(yīng).光.用學(xué)8.2初始數(shù)據(jù)：像高公式：出射光瞳到最后一面的距離舉例：第二近軸光線8第

八

章光線的光路計算應(yīng).光.用學(xué)二、軸外點遠(yuǎn)軸光線的光路計算及校對（實際光路計算）計算公式過度公式8.29第

八

章光線的光路計算應(yīng).用光.學(xué)8.2當(dāng)物無窮遠(yuǎn)：校對公式推導(dǎo)推導(dǎo)用圖10第

八

章光線的光路計算應(yīng).光.用學(xué)采用相似的推導(dǎo)過程可以有可得到校對公式常寫為PA,故稱為PA校對法8.211第

八

章光線的光路計算應(yīng).光.用學(xué)在計算中要注意到兩種情況：

1）有時個別面上有sinI>1，這是因為光線高度超過折射面半徑的緣故。

2）當(dāng)光線由玻璃射入空氣中時，有的面會出現(xiàn)sinI>1，說明光線在該面上不能通過光學(xué)系統(tǒng)。三、軸外點子午面內(nèi)的光線光路計算軸上點：光束對稱于光軸，故只需要計算光軸上的光線即可。軸外點：斜光束，不關(guān)于主光軸對稱，故上下都需計算。8.212第

八

章光線的光路計算應(yīng).光.用學(xué)則初始數(shù)據(jù)8.21）當(dāng)物體位于無限遠(yuǎn)時上光線主光線13下光線的光路計算第

八

章光線的光路計算應(yīng).光.用學(xué)8.22）當(dāng)物體在有限距離時14第

八

章光線的光路計算應(yīng).光.用學(xué)上式中y為物體高度，為已知，入射光瞳的半徑可由下式求得利用實際光線的計算公式和過度公式逐面計算可得到實際像高：幾何示意圖可以看書上圖系統(tǒng)中有反射平面時，取n’=-n,以及該反射球面以后光路中的間隔d為負(fù)值。8.215第

八

章光線的光路計算應(yīng).光.用學(xué)四、光線經(jīng)過平面時的光路計算1）遠(yuǎn)軸光的光路計算：當(dāng)遇到平面時候，取r為無窮，則2）近軸光的光路計算8.216第

八

章光線的光路計算應(yīng).光.用學(xué)3）遇到平行平板時，處理8.217第

八

章光線的光路計算應(yīng).用光.學(xué)遠(yuǎn)軸光時近軸光時8.218第

八

章光線的光路計算應(yīng).光.用學(xué)軸上點沿細(xì)光束成像—完善像軸外點沿細(xì)光束成像—不完善，導(dǎo)致細(xì)光束像散，場曲ABIhrx-s;-tM-s’;-t’Bt’Bs’C8.2Bt’：子午像點；Bs’：弧矢像點以上四點以M為基準(zhǔn)取正負(fù)，t’,s’不同但t,s相同，像散19。第

八

章光線的光路計算應(yīng).光.用學(xué)一、確定初值由圖中幾何關(guān)系可以求出二、由s,t求s’,t’此即為楊氏公式8.320第

八

章光線的光路計算應(yīng).光.用學(xué)討論1、當(dāng)I=I’=0時，即光束軸沿法線方向時，楊氏公式變?yōu)楫?dāng)t=s時，這兩個式子完全相同，則t’=s’，不產(chǎn)生像差，相當(dāng)于近軸光折射公式，通過旋轉(zhuǎn)，總可以使主光線與光軸重合。2、必須事先進(jìn)行光線的實際光路計算，以求出cosI和cosI’8.321第

八

章光線的光路計算應(yīng).光.用學(xué)8.3三、從一個折射面向下一個折射面的過度注意：必須沿著主光線進(jìn)行計算前一個折射面的子午像點為后一個折射面的子午物點，故由圖可以看出其過度公式：22第

八

章光線的光路計算應(yīng).光.用學(xué)過渡公式其中Di表示兩個折射面沿主光線的距離，由幾何關(guān)系可得where8.323第

八

章光線的光路計算應(yīng).光.用學(xué)已知一個顯微鏡：L=-100mm,sinU=-0.1,Lz=-0.1mm,y=-10mm。試求主光線和對稱于主光線的邊緣上、下光線