应用光学课件 (5)[88页]
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第八章 典型光学系统 应用光学教学课件
D/f物 称为物镜的相对孔径。
为什么不直接用光束口径,而采用相对孔径来代表望远物镜的 光学特性?? 是因为相对孔径近似等于光束的孔径角2U’max. 相对孔径越大，U’max越大，象差也就越大。为了校正像差， 必须使物镜的结构复杂化。 相对孔径代表物镜复杂化的程度
3. 视场 系统所要求的视场，也就是物镜的视场
材料容易制造，特别对大口径零件更是如此
大口径的望远镜都采用反射式 反射望远镜在天文望远镜中应用十分广泛 反射表面磨制的要求是很高的,再加上需经常重新镀反射面及部件组装、校
正的困难，反射系统在科普望远镜中应用受到限制
1.牛顿系统 一个抛物面和一块与光轴成45度的平面反射镜构成 2 格里高里系统 一个抛物面主镜和一个椭球面副镜构成
二 望远系统的放大率及工作放大率
1、望远系统的分辨率：用极限分辨角φ表示 按瑞利判断：φ＝140″/D 按道威判断：φ＝120″/D 即：入射光瞳直径D越大，极限分辨率越高。
2、视觉放大率和分辨率的关系 φ Г＝60″，Г＝60″/φ＝D/2.3 望远镜的视放大率越大，它的分辨精度就越高 3、有效放大率（正常放大率）：望远镜的正常放大率应使
第八章 典型光学系统
3、眼睛的光学参数：
标准眼： 根据大量的测量结果，定出了眼睛的各项光学常数，
包括角膜、水状液、玻状液和水晶体的折射率、各光学 表面的曲率半径、以及各有关距离。
简约眼：把标准眼简化为一个折射球面的模型
二、眼睛的调节及校正
1、眼睛的调节原理? 折射球面r的改变
远点距，肌肉完全放松时，眼睛所能看到的最远lr 近点距，肌肉最紧张时，眼睛所能看到的最近点lp
3. 一望远物镜焦距为1m，相对孔径为1：12，测出出瞳 直径为4mm，试求望远镜的放大率和目镜焦距。
为什么不直接用光束口径,而采用相对孔径来代表望远物镜的 光学特性?? 是因为相对孔径近似等于光束的孔径角2U’max. 相对孔径越大，U’max越大，象差也就越大。为了校正像差， 必须使物镜的结构复杂化。 相对孔径代表物镜复杂化的程度
3. 视场 系统所要求的视场，也就是物镜的视场
材料容易制造，特别对大口径零件更是如此
大口径的望远镜都采用反射式 反射望远镜在天文望远镜中应用十分广泛 反射表面磨制的要求是很高的,再加上需经常重新镀反射面及部件组装、校
正的困难，反射系统在科普望远镜中应用受到限制
1.牛顿系统 一个抛物面和一块与光轴成45度的平面反射镜构成 2 格里高里系统 一个抛物面主镜和一个椭球面副镜构成
二 望远系统的放大率及工作放大率
1、望远系统的分辨率：用极限分辨角φ表示 按瑞利判断：φ＝140″/D 按道威判断：φ＝120″/D 即：入射光瞳直径D越大，极限分辨率越高。
2、视觉放大率和分辨率的关系 φ Г＝60″，Г＝60″/φ＝D/2.3 望远镜的视放大率越大，它的分辨精度就越高 3、有效放大率（正常放大率）：望远镜的正常放大率应使
第八章 典型光学系统
3、眼睛的光学参数：
标准眼： 根据大量的测量结果，定出了眼睛的各项光学常数，
包括角膜、水状液、玻状液和水晶体的折射率、各光学 表面的曲率半径、以及各有关距离。
简约眼：把标准眼简化为一个折射球面的模型
二、眼睛的调节及校正
1、眼睛的调节原理? 折射球面r的改变
远点距，肌肉完全放松时，眼睛所能看到的最远lr 近点距，肌肉最紧张时，眼睛所能看到的最近点lp
3. 一望远物镜焦距为1m，相对孔径为1：12，测出出瞳 直径为4mm，试求望远镜的放大率和目镜焦距。
华中科技大学应用光学-复习-ppt
（规定 n′=-n ）
2
第三章
1、共线成像理论 2、理想光学系统的基点、基面 3、图解法求物象关系 4、解析法求物象关系（牛顿公式、高斯公式） 5、理想光学系统的放大率 6、光组的组合（两个光组的组合） 7、薄透镜
3
第四章
1、平面镜成像特性 2、平行平板 3、棱镜成像方向的判断 4、棱镜展开成平行平板，等效为空气平板进行光路计算
6
第十四章 3、显微镜的成像特性（孔径、视场、放大率、通光口 径、分辨率） 4、望远镜的成像特性（孔径、视场、放大率、通光口 径、分辨率）
7
感谢您的阅读收藏，谢谢！
4
第五章
1、光阑的概念及其作用 2、孔径光阑，判断孔径光阑的方法（相对孔径、数值孔 径的概念） 3、视场光阑 4、渐晕光阑 5、光学系统的景深 6、远心光路 7、场镜的特性及其应用
5
第九章
1、光线光路计算 2、七种像差（包括正弦差）的定义、产生原因、影响、 与孔径视场的关系、度量方向。 3、齐明透镜 4、初级单色像差公式 5、初级色差公式、光焦度的分配 6、像差综述（各种典型系统应分别校正哪几种像差）
第一章
1、光实际上是一种电磁波，但是在几何光学中并不把光 作为电磁波进行研究，而是把光看作是“能够传播能量
的 几何线——光线”。 2、几何光学的基本定律。 3、光路可逆和全反射是两种重要的光的传播现象。 4、成像的概念，物空间与像空间。
1
第二章
1、符号规则 2、光线经过单个折射面的折射
（远轴光和近轴光计算公式） 3、四个常用的推导公式 4、单个折射球面的成像放大率及拉赫不变量 5、共轴球面系统 6、球面反射镜
2
第三章
1、共线成像理论 2、理想光学系统的基点、基面 3、图解法求物象关系 4、解析法求物象关系（牛顿公式、高斯公式） 5、理想光学系统的放大率 6、光组的组合（两个光组的组合） 7、薄透镜
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第四章
1、平面镜成像特性 2、平行平板 3、棱镜成像方向的判断 4、棱镜展开成平行平板，等效为空气平板进行光路计算
6
第十四章 3、显微镜的成像特性（孔径、视场、放大率、通光口 径、分辨率） 4、望远镜的成像特性（孔径、视场、放大率、通光口 径、分辨率）
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第五章
1、光阑的概念及其作用 2、孔径光阑，判断孔径光阑的方法（相对孔径、数值孔 径的概念） 3、视场光阑 4、渐晕光阑 5、光学系统的景深 6、远心光路 7、场镜的特性及其应用
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第九章
1、光线光路计算 2、七种像差（包括正弦差）的定义、产生原因、影响、 与孔径视场的关系、度量方向。 3、齐明透镜 4、初级单色像差公式 5、初级色差公式、光焦度的分配 6、像差综述（各种典型系统应分别校正哪几种像差）
第一章
1、光实际上是一种电磁波，但是在几何光学中并不把光 作为电磁波进行研究，而是把光看作是“能够传播能量
的 几何线——光线”。 2、几何光学的基本定律。 3、光路可逆和全反射是两种重要的光的传播现象。 4、成像的概念，物空间与像空间。
1
第二章
1、符号规则 2、光线经过单个折射面的折射
（远轴光和近轴光计算公式） 3、四个常用的推导公式 4、单个折射球面的成像放大率及拉赫不变量 5、共轴球面系统 6、球面反射镜
最新应用光学第一章PPT课件
※ 虚物，实像对应汇聚的同心光束。
Applied Optics
❖ 按照近代物理学的观点，光具有波粒二象性， 那么如果只考虑光的粒子性，把光源发出的光 抽象成一条条光线，然后按此来研究光学系统 成像。
问题变得简单 而且实用！
20
Applied Optics
几何光学：以光线为基础，用几何的方法来研究光在
介质中的传播规律及光学系统的成像特性。
《墨经》 欧几里德《反射光学》 阿勒·哈增《 光学全书》 开普勒、斯涅尔、笛卡儿、费马
折射定律的确立，使几何光学理论得到很快的 发展。
13
Applied Optics
应用光学研究内容
❖研究光传播的基本规律和光通过光学系统成像的 原理和应用。 ❖“应用”包含两层意思：
1、作为粒子看待 2、涉及具体的光学系统
24
Applied Optics
三、光束 一个位于均匀介质中的发光点，它所发出的光向 四周传播，形成以发光点为球心的球面波。
某一时刻相位相 同的点构成的面 称为波面
波面上某一点的法线就是这一点上光的传播方 向，波面上的法线束称为光束
25
Applied Optics
❖ 同心光束：发自一点或会聚于一点，为球面波
54
Applied Optics
物像的虚实
在凸透镜2f 外放一个点燃的蜡烛，后面放一个纸屏， 当纸屏放到某一位置时，会在屏上得到蜡烛清晰的 像。
※ 由实际光线成的像，称为实像。
如电影，幻灯机，照相机成像
55
Applied Optics
有的光学系统成的像，能被眼睛看到，却无法 在屏上得到
F’ F’
40
Applied Optics
n' B
Applied Optics
❖ 按照近代物理学的观点，光具有波粒二象性， 那么如果只考虑光的粒子性，把光源发出的光 抽象成一条条光线，然后按此来研究光学系统 成像。
问题变得简单 而且实用！
20
Applied Optics
几何光学：以光线为基础，用几何的方法来研究光在
介质中的传播规律及光学系统的成像特性。
《墨经》 欧几里德《反射光学》 阿勒·哈增《 光学全书》 开普勒、斯涅尔、笛卡儿、费马
折射定律的确立，使几何光学理论得到很快的 发展。
13
Applied Optics
应用光学研究内容
❖研究光传播的基本规律和光通过光学系统成像的 原理和应用。 ❖“应用”包含两层意思：
1、作为粒子看待 2、涉及具体的光学系统
24
Applied Optics
三、光束 一个位于均匀介质中的发光点，它所发出的光向 四周传播，形成以发光点为球心的球面波。
某一时刻相位相 同的点构成的面 称为波面
波面上某一点的法线就是这一点上光的传播方 向，波面上的法线束称为光束
25
Applied Optics
❖ 同心光束：发自一点或会聚于一点，为球面波
54
Applied Optics
物像的虚实
在凸透镜2f 外放一个点燃的蜡烛，后面放一个纸屏， 当纸屏放到某一位置时，会在屏上得到蜡烛清晰的 像。
※ 由实际光线成的像，称为实像。
如电影，幻灯机，照相机成像
55
Applied Optics
有的光学系统成的像，能被眼睛看到，却无法 在屏上得到
F’ F’
40
Applied Optics
n' B
光学设计软件应用(五)剖析38页PPT
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根
光学设计软件应用(五)剖析
16、人民应该为法律而战斗，就像为 公正的行为加以指责 ，并非 因为他 们愿意 做出这 种行为 ，而是 惟恐自 己会成 为这种 行为的 牺牲者 。—— 柏拉图 18、制定法律法令，就是为了不让强 者做什 么事都 横行霸 道。— —奥维 德 19、法律是社会的习惯和思想的结晶 。—— 托·伍·威尔逊 20、人们嘴上挂着的法律，其真实含 义是财 富。— —爱献 生
《应用光学》作图习题课 ppt课件
l = −f′
B
……
F
F′
A
H H′
像平面在像 空间无限远 处.
l′=∞
《应用光学》作图习题课
2.4 作图法对位于空气中的正透镜组(f′＞０)分别求不 同物距的像平面位置.
B′
B
A′ F
F′
AH
H′
《应用光学》作图习题课
l f' 2
像平面为 A’B’所在平 面,如图示. l ′ = −f′
2.4 作图法对位于空气中的正透镜组(f′＞０)分别求不 同物距的像平面位置.
2.4 作图法对位于空气中的正透镜组(f′＞０)分别求不 同物距的像平面位置.
F
F′
H H′
l=∞
像平面为: 像方焦平面. l ′ = f′
《应用光学》作图习题课
2.5 作图法对位于空气中的负透镜组(f′＜０)分别求不 同物距的像平面位置.
l = −∞
F′
F
H H′
《应用光学》作图习题课
像平面为: 像方焦平面
B
B′
F
F′
H
H′ A′ A
l = f′
像平面为 A’B’所在平 面,如图示. l ′ = f′/2
《应用光学》作图习题课
2.4 作图法对位于空气中的正透镜组(f′＞０)分别求不 同物距的像平面位置.
l = 2f′
B
B′
F
F′
H
H′ A′
A
像平面为
A’B’所在平
面,如图示.
l ′ = 2f′/3
《应用光学》作图习题课
l = −f′
B
……
F′
F
H H′
A
《应用光学》全套48页PPT
谢谢！
《应用光学》全套
31、园日涉以成趣，门虽设而常关。 32、鼓腹无所思。朝起暮归眠。 33、倾壶绝余沥，窥灶不见烟。
34、春秋满四泽，夏云多奇峰，秋月 扬明辉 ，冬岭 秀孤松 。 35、丈夫志四海，我愿不知老。
பைடு நூலகம்
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
《应用光学》全套PPT48页
《应用光学》全套
66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做，明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运 的，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
6、律的基础有两个，而且只有两个……公平和实用。——伯克 7、有两种和平的暴力，那就是法律和礼节。——歌德
8、法律就是秩序，有好的法律才有好的秩序。——亚里士多德 9、上帝把法律和公平凑合在一起，可是人类却把它拆开。——查·科尔顿 10、一切法律都是无用的，因为好人用不着它们，而坏人又不会因为它们而变得规矩起来。——德谟耶克斯
《应用光学》作图习题课 ppt课件
41
《应用光学》作图习题课
42
《应用光学》作图习题课
43
解:
《应用光学》作图习题课
44
《应用光学》作图习题课
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《应用光学》作图习题课
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《应用光学》作图习题课
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2.4 作图法对位于空气中的正透镜组(f′＞０)分别求不 同物距的像平面位置.
l=∞
F
F′
H H′
像平面为: 像方焦平面. l ′ = f′
《应用光学》作图习题课
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2.5 作图法对位于空气中的负透镜组(f′＜０)分别求不 同物距的像平面位置.
l = −∞
F′
F
H H′
B B′
A
F′
A′ H
H′
F
《应用光学》作图习题课
l = f′
像平面为 A’B’所在平 面,如图示.
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2.5 作图法对位于空气中的负透镜组(f′＜０)分别求不 同物距的像平面位置.
B B′
A
F′
A′ H
H′
F
《应用光学》作图习题课
l f' 2
像平面为 A’B’所在平 面,如图示.
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2.5 作图法对位于空气中的负透镜组(f′＜０)分别求不 同物距的像平面位置.
1、垂轴放大率
y nl
y nl
2、轴向放大率
3、角放大率
《应用光学》作图习题课
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一、物像位置公式 1、牛顿公式 2、高斯公式
二、放大率公式 1、垂轴放大率
2、轴向放大率
3、角放大率：公式《应形用光式学》不作变图习题课
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解:
《应用光学》作图习题课
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北京理工大学应用光学课件
应用光学讲稿
3、透镜成像原理 透镜成像原理 正透镜： 正透镜中心比边缘厚， 光束中心部分走的慢， 正透镜 ： 正透镜中心比边缘厚 ， 光束中心部分走的慢 ， 边缘走的快。 边缘走的快。
P P’
A Q
O
O’
A’
Q’
成实像
应用光学讲稿
负透镜: 负透镜边缘比中心厚，所以和正透镜相反， 负透镜 负透镜边缘比中心厚，所以和正透镜相反， 光束中心部分走得快，边缘走得慢。 光束中心部分走得快，边缘走得慢。
应用光学讲稿
第一节
光波与光线
一般情况下, 可以把光波作为电磁波看待， 一般情况下 可以把光波作为电磁波看待，光波
波长： 波长：
λ
应用光学讲稿
• 光的本质是电磁波 • 光的传播实际上是波动的传播
物理光学： 物理光学： 研究光的本性， 研究光的本性，并由此来研究各种光学现象 几何光学： 几何光学： 研究光的传播规律和传播现象
第一章
几何光学基本原理
应用光学讲稿
本章要解决的问题： 本章要解决的问题：
光是什么？－－光的本性问题 光是什么？－－光的本性问题 ？－－ 光是怎么走的？－－光的传播规律 光是怎么走的？－－光的传播规律 ？－－ 像与成像的概念 对成像的要求
应用光学讲稿
第一节
光波与光线
研究光的意义: 信息由视觉获得,光波是视觉的载体 研究光的意义 90%信息由视觉获得 光波是视觉的载体 信息由视觉获得 光是什么？弹性粒子－弹性波－电磁波－ 光是什么？弹性粒子－弹性波－电磁波－波粒二象性 1666年：牛顿提出微粒说，弹性粒子 年 牛顿提出微粒说， 1678年：惠更斯提出波动说，以太中传播的弹性波 年 惠更斯提出波动说，以太中传播的弹性波 1873年：麦克斯韦提出电磁波解释，电磁波 年 麦克斯韦提出电磁波解释， 1905年：爱因斯坦提出光子假设 年 爱因斯坦提出光子假设 光子 20世纪：人们认为光具有波粒二象性 世纪：人们认为光具有波粒二象性 世纪
应用光学第四章
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上式表明，ΔL′因不同的I1值不同而不同
即从具有不同入射角的各条光线经平行平 面板折射后，具有不同的轴向位移量，
这就说明，同心光束经平行平面板后变为 非同心光束，成像是不完善的。
也可以看出平行平面板的厚度d 愈大，成 像不完善程度也愈大。
2019/12/4
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如果入射光束孔径很小，即为近轴光束成像 ，则因I1较很小，
2019/12/4
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y
o
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x
A1
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x 1' y 1' z
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C1 B2
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y 2' E2
直角棱镜反射 屋脊棱镜反射
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y x
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屋脊棱镜的平面表示方法
斯密特棱镜
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其特点是： 光路在棱镜 中的光路很 长，可以折 叠光路，使 仪器紧凑。
入射光线 与出射光线 之间的夹角 为45°
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反射棱镜的作用之一
潜望镜光路图
1—旋转直角棱镜 2—物镜 3—场镜 4—透镜转像 5—道威棱镜 6—直角棱镜 7—分划板 8—目镜
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角锥棱镜
L 1
2 2
D
k 1 2 1.707 2
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