浙大工程光学总复习ppt

总复习
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内容提要
1. 第一章 2. 第二章 3. 第三章 4. 第四章 5. 第五章 6. 第六章 7. 第七章 8. 第八章
几何光学的基本定律
球面和球面系统
平面和平面系统
理想光学系统
光学系统中的光束限制
光能及其计算
典型光学系统
像差概论

9. 第十章 波像差与像质评价
10. (光线的光路计算与光学自动设计请读者通过实际编程和设计体会) 11. 需要注意的问题 12. 几个重要的图
第一章 几何光学的基本定律
有关光传播路径的定律是本章的主要问题。 有关光传播路径的定律是本章的主要问题。
折射定律
(光学不变量)及其矢量形式
反射定律(是折射定律当
时的特殊情况)
费马原理(极端光程定律)
，由费马原理导出折射定律和反射定律
(实、虚)物空间、像空间概念 完善成像条件(等光程条件)及特例
第二章 球面与球面系统
球面系统仅对细小平面以细光束成完善像
基本公式：
阿贝不变量
放大率及其关系：
拉氏不变量

反射球面的有关公式由
可得。
第三章 平面与平面系统
平面镜成镜像
夹角为 α 的双平面镜的二次像特征
平行平板引起的轴向位移
反射棱镜的展开，结构常数，棱镜转像系统
折射棱镜的最小偏角，光楔与双光楔
关键问题：坐标系判断，奇次反射成像像，偶次反射成一致像，并考虑屋脊的作用。 关键问题：坐标系判断，奇次反射成像像，偶次反射成一致像，并考虑屋脊的作用。
第四章 理想光学系统
主点、主平面，焦点、焦平面，节点、节平面的概念
高斯公式与牛顿公式：
当
时化为
，并有
三种放大率
，
，
拉氏不变量
，
，

厚透镜：看成两光组组合。
＋＋组合：间隔小时为正光焦度，增大后可变成望远镜，间隔更大时为负光焦度。 －－组合：总是负光焦度 ＋－组合：可得到长焦距短工作距离、短焦距长工作距离系统，其中负弯月形透镜可在间隔增大时变 成望远镜，间隔更大时为正光焦度。
第五章 光学系统中的光束限制
本部分应与典型光学系统部分相结合进行复习。 本部分应与典型光学系统部分相结合进行复习。
孔阑，入瞳，出瞳；视阑，入窗，出窗；孔径角、视场角及其作用 拦光，渐晕，渐晕光阑 系统可能存在二个渐晕光阑，一个拦下光线，一个拦上光线 对准平面，景像平面，远景平面，近景平面，景深 物方（像方）远心光路——物方（像方）主光线平行于光轴
第六章 光能及其计算
本章重点在于光能有关概念、单位和像面照度计算。 本章重点在于光能有关概念、单位和像面照度计算。
辐射能通量，光通量，光谱光视效率，发光效率 发光强度，光照度，光出射度，光亮度的概念、单位及其关系 光束经反射、折射后亮度的变化，经光学系统的光能损失
， 通过光学系统的光通量，像面照度

总之
,
第七章 典型光学系统
本章需要熟练掌握各类典型光学系统的成像原理、放大倍率、光束限制、 本章需要熟练掌握各类典型光学系统的成像原理、放大倍率、光束限制、分辨本领以及显微镜与照明 系统、望远镜与转像系统的光瞳匹配关系，光学系统的外形尺寸计算。 系统、望远镜与转像系统的光瞳匹配关系，光学系统的外形尺寸计算。
眼睛的调节，体视，怎样增大体视圈半径、减小体视阈值
放大镜的视觉放大率：
，放大镜的光束限制，视场与渐晕
显微镜的成像原理，
，
，
光束限制，出瞳大小、景深与 M 关系，分辨率与有效放大率，临界照明和柯拉照明中的光瞳匹配关 系
望远镜的成像原理，
，分辨率与正常放大率，瞄准精度，
主观亮度，光束限制，目镜视度调节，与转像系统的光瞳匹配关系 光学系统的外形尺寸计算：以望远镜系统为例，其他系统也要能够计算 摄影系统特点，光束限制，景深与几何焦深，分辨率
(根据拍摄要求选择焦距、光圈数、摄影距离、速度) 放映系统与照明系统的光瞳匹配关系，照明系统的条件
第八章 像差概论
本章要求熟练掌握各种几何像差的概念、现象、特征及校正、初级像差与视场、孔径的关系。 本章要求熟练掌握各种几何像差的概念、现象、特征及校正、初级像差与视场、孔径的关系。

各种几何像差概念请看图。
想一想：其中哪些是宽光束像差，哪些是细光束像差，哪些是子午像差，哪些是弧矢像差， 想一想：其中哪些是宽光束像差，哪些是细光束像差，哪些是子午像差，哪些是弧矢像差，哪些是沿轴度 是弧矢像差 量的，哪些是垂轴度量的？ 量的，哪些是垂轴度量的？
各种像差现象：
球差
彗差
像散与像面弯曲
位置色差 倍率色差
初级像差及其与孔径、视场的关系

像差特征及校正
单个折射球面：三个无球差点，反常区，半反常区，齐明点 球差： 与透镜结构参数呈抛物线关系：正透镜负球差，负透镜正球差 位置色差： 彗差、像散、倍率色差： 畸变： 匹兹凡和： 正透镜负色差，负透镜正色差，平行平板正球差，正色差 当光阑与球心重合即时 不产生 光阑与薄透镜重合时不产生 以正负光焦度分离来校正
第十章 波像差与像质评价
本章复习应结合应用。 本章复习应结合应用。
波像差的物理意义，波像差与几何像差的关系，离焦原则，光学系统的像差容限
点列图、分辨率、光学传递函数等像质评价指标
需要注意的问题
做完题后应检查结果是否有可能性
摄影系统景深过小不可能，显微系统景深过大不可能
放映系统像面照度零点几勒克斯不可能，摄影光圈数 0.08 不可能 玻璃折射率一般应在 1.4 到 2 以内
注意公式的适应范围
摄影系统景深和显微镜系统景深公式不同 适用于接触薄系统的共轭距公式不可用于两主面不重合的系统 显微镜正常放大率和望远镜有效放大率公式不同
利用物像关系熟悉典型光学系统的一些特点
显微镜物镜满足齐焦条件，共轭距一定时，高倍物镜物距小像距大，低倍反之 注意理解分辨率、出瞳、数值孔径、景深与倍率的关系 望远镜系统当筒长一定时，放大倍率越高，物镜焦距越长，目镜焦距越短，并且 出瞳一定时入瞳随放大倍率增大而增大