理想光学系统的基点和基面课件.ppt

1、2.1 理想光学系统的基点和基面2.1.1 理想光学系统及其基本特点理想光学系统及其基本特点1 理想光学系统：理想光学系统：空间任意大的物体以任意宽的光束通过光学系统均能空间任意大的物体以任意宽的光束通过光学系统均能成完善像。成完善像。2理想光学系统成像特点：理想光学系统成像特点：(1)点物成点像。点物成点像。(2)线物成线像。线物成线像。(3)平面物成平面像。平面物成平面像。3意义意义(1)可以研究可以视为理想光学系统的光学系统的成像；可以研究可以视为理想光学系统的光学系统的成像；(2)可以作为非理想光学系统成像质量的衡量标准，来指可以作为非理想光学系统成像质量的衡量标准，来指导非理想光学系

2、统的设计。导非理想光学系统的设计。2.1.2 基点和基面的概念基点和基面的概念基点和基面基点和基面 (1)主点和主平面主点和主平面(2)焦点和焦平面焦点和焦平面(3)节点和节平面节点和节平面(1)主点和主平面主点和主平面基点和基面的概念物方和像方主平面物方和像方主平面 垂轴放大率垂轴放大率b b1 1的一对共轭面中，物平面称的一对共轭面中，物平面称为物方主平面，像平面称为像方主平面。为物方主平面，像平面称为像方主平面。光学系统yyHH物方主点物方主点H：物方主平面和光轴的交点。物方主平面和光轴的交点。像方主点像方主点H：像方主平面和光轴的交点。像方主平面和光轴的交点。(2)焦点和焦平面焦点和焦

3、平面基点和基面的概念像方焦点像方焦点F：光轴上位于负无穷远的物对应的像点。光轴上位于负无穷远的物对应的像点。像方焦平面像方焦平面：过过F并且和光轴垂直的平面。并且和光轴垂直的平面。光学系统F光学系统F物方焦点物方焦点F：光轴上位于正无穷远的像对应的物点。光轴上位于正无穷远的像对应的物点。物方焦平面物方焦平面：过过F并且和光轴垂直的平面。并且和光轴垂直的平面。(3)节点和节平面节点和节平面基点和基面的概念物方节点物方节点J和像方节点和像方节点J：g g1 1的一对共轭光线中，物方光线和光轴的交点称为的一对共轭光线中，物方光线和光轴的交点称为物方节点物方节点J，像方光线和光轴的交点称为像方节点，像

4、方光线和光轴的交点称为像方节点J。光学系统物方节平面物方节平面：过过J并且和光轴垂直的平面。并且和光轴垂直的平面。像方节平面像方节平面：过过J并且和光轴垂直的平面。并且和光轴垂直的平面。JJ2、理想光学系统的基点和基面表示3、焦距焦距 物方焦距物方焦距:F相对相对H的轴向线度的轴向线度,即即f。HHFF-ff 像方焦距像方焦距:F相对相对H的轴向线度的轴向线度,即即f。1 1薄透镜薄透镜的基点和基面的基点和基面0l0l 1g1b薄透镜物方主点和像方主点薄透镜物方主点和像方主点,物方节点和像方节点都位于光心物方节点和像方节点都位于光心 2.1.3基本几何元件的基点和基面基本几何元件的基点和基面2

5、 单个折射球面的基点和基面单个折射球面的基点和基面 单个折射球面可看作单独的理想光具组,也具有基点和基面.主平面轴向放大率1bHHlnl nbHHlnl nHllHll 上式两边同乘以 得:HHllrnnlnlnHHHHllrnnlnl n因HHlnl n上式左边为零,0HHllrnn0rnn0Hll 对单球面折射物方主点,像方主点和球面顶点相重合,物方主平面和像方主平面相切与球面顶点.由于主点已知焦距由 ,确定,焦点和焦平面的位置也就确定了.rnnnfrnnnfnnOCfrfiiFnnOC-friFHHJJ由节点的定义和角放大率公式有1JJllgJJllrllJJ代入单个球面折射公式rnnlnln得:即单球面折射的一对节点均位于球心处,过节点垂直于光轴的平面即节平面 由于单球面折射的物方和象方折射率不相等因此两焦距大小不等,主点和节点也不重合.球面反射镜的等效光组球面反射镜的等效光组 llb llgHHll 0HHllJJllrJJll球面反射镜物方主点和像方主点重合位于顶点球面反射镜物方主点和像方主点重合位于顶点,物方节点和像物方节点和像方节点重合位于球心。方节点重合位于球心。