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  • 【知识点】几何光学成像系统等光程的使用限度

    第一练习课傅建波2013.10.14 费马原理:光沿着光路为定值(极值)的路径传播。费马原理的使用极限,成像系统等光路原理:费马原理是几何光学的理论基础,几何光学的使用极限也是费马原理的使用极限。薄透镜成像公式: 高斯公式: 牛顿形式的透镜方程 牛顿形式的透镜方程 面称为主面。属于物体侧的称为物体侧主面,其轴上的点为物体侧主点。属于像侧的部分称为像侧的主面,其轴上的点为像侧的主点。在无穷远处与像平面共轭的平面为物侧焦平面,其轴上的点为物侧焦点;在无穷远处与物平面共轭的平面是像侧的焦平面,轴上的点是像侧的焦点;物体与图像的共轭关系完全由几对特殊的点和面决定,它们是同轴理想光学组的基点和基面。共轭光线:入射光线和出射光线通过透镜转化为共轭光线。高斯公式: 牛顿公式: 光学群还满足: 物侧焦距:从H和H’看光学组主面的位置:1.光线通过光学中心(节点),通过透镜(组)方向不变。2.平行于光轴的光线经过透镜(组)后,再经过像侧焦点。3. 穿过焦点的光线通过透镜(组)后与光轴平行。

    C1. 下图中通过薄凸透镜绘制虚拟物体的图像,通过薄凹透镜绘制真实物体的图像。补充思考题:把一个物体放在凸透镜的焦平面上,在透镜后面放一个垂直于光轴的平面镜。最后的图在哪里?真相如何?平面镜的位置如何影响?你能想出一种简单的方法来测量镜头的焦距吗?用C2.作为图形方法,画出图中射线1的共轭线;在图中标出光学组节点N和N’的位置。N’NC3. 给定1-1’是一对共轭射线,画出射线2的共轭。 补充C4. 给定两个薄透镜之间的距离d=40cm,并且焦距为 f1=+20cm,f2=-40cm,尝试找到组合系统的焦点和主点位置;系统的焦点和主点位置;如果物体位于第一个镜头前30cm处磨镜者公式是什么,则利用组合系统的牛顿公式和连续成像的高斯公式分别计算图像位置和横向放大倍率,并使用描绘光路的方法给出图像通过残像的组合系统位置。其中,HH’L1L2分步成像高斯公式:横向放大倍数:C5.一对200度近视,远点在哪里?矫正时应该戴什么眼镜?焦距是多少?如果镜片的折射率为1.5磨镜者公式是什么,第一表面的半径是第二表面半径的4倍,求眼镜镜片两个表面的半径。眼镜度数与屈光力的关系:(P单位为D)屈光度:近视是因为焦距太短,影像落在视网膜前面,所以矫正方法是带上凹透镜,使入射光具有发散角。

    根据 Lensmaker 公式: 补充:如果有人在距离 2.5m 的物体上看不清楚,你需要多少度数的眼镜?别人看不清1m以内的物体,应该戴什么样的眼镜?C6. 有显微镜系统,物镜倍率VO=-40,目镜倍率ME=10(假设都是薄透镜),物镜共轭距离为195mm,求物镜和目镜的焦距,物体的位置,光管的长度,物镜到目镜的距离,系统的等效焦距和总放大倍率。-?’物体图像共轭距离同时(1)(2)(3)可以解出:近似解:近似效果如何?​​大概的条件?C7.六 如图,物镜焦距fo=200mm,目镜由L1和L2两片透镜组成,fL1=fL2=40mm,试算:(1)透镜L1和L2之间的距离d;(2)中间像和透镜L1之间的距离。C8.实验室需要将直径为Φ=2mm的平行光束缩小成直径为Φ=0.2mm的平行光束,请用光路计算和绘图两种方法,给出主要设计思路和步骤。其他解决方案?思考题:很常见用放大镜聚集阳光来点燃物体。据说阿基米德用长焦镜头将阳光聚焦在远处停泊的敌舰上。试图证明这个传说的可信度?其中B是亮度,D是通光孔径,k是吸收系数。太阳的表面辐射有

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