《应用光学》期末考试复习.ppt

应用光学应用光学Applied Optics本门课程的主要学习内容本门课程的主要学习内容n n第一章 几何光学基本原理n n第二章 共轴球面系统的物像关系n n第三章 眼睛和目视光学系统n n第四章 平面镜棱镜系统n n第五章 光学系统中成像光束地选择n n第六章 辐射度学和光度学基础n n第八章 光学系统成像质量评价第一章第一章 几何光学基本原理几何光学基本原理本章要解决的问题本章要解决的问题光是什么？光是什么？光的本性问题光的本性问题光是怎么走的？光是怎么走的？光的传播规律光的传播规律像与成像的概念像与成像的概念对成像的要求对成像的要求1、现象全反射n1n2I0114 4 光路可逆和全反射光路可逆和全反射2、发生全反射的条件114 4 光路可逆和全反射光路可逆和全反射116 6 光学系统类别和成像概念光学系统类别和成像概念各种各样的光学仪器各种各样的光学仪器各种光学元件各种光学元件反射镜、透镜和棱镜反射镜、透镜和棱镜116 6 光学系统类别和成像概念光学系统类别和成像概念透镜类型透镜类型116 6 光学系统类别和成像概念光学系统类别和成像概念思考：117 7 理想像和理想光学系统理想像和理想光学系统物、像空间符合物、像空间符合“点对应点，直线对应直线，点对应点，直线对应直线，平面对应平面平面对应平面”关系的像称为关系的像称为“理想像理想像”能够成能够成“理想像理想像”的光学系统称为的光学系统称为“理想光理想光学系统学系统”第二章第二章 共轴球面系统的物像关系共轴球面系统的物像关系本章内容：共轴球面系统求像。由物的位置和大小求像的位置和大小225 5 共轴理想光学系统的基点共轴理想光学系统的基点主平面和焦点主平面和焦点一一.放大率放大率=1=1的一对共轭面的一对共轭面主平面主平面二二.无限远的轴上物点和它所对应的像点无限远的轴上物点和它所对应的像点F像方焦点像方焦点三三.无限远的轴上像点和它所对应的物点无限远的轴上像点和它所对应的物点F物方焦点物方焦点225 5 共轴理想光学系统的基点共轴理想光学系统的基点主平面和焦点主平面和焦点225 5 共轴理想光学系统的基点共轴理想光学系统的基点主平面和焦点主平面和焦点问 题228 8 用作图法求光学系统的理想像用作图法求光学系统的理想像理想光学系统理想光学系统作图法求像点作图法求像点228 8 用作图法求光学系统的理想像用作图法求光学系统的理想像作图法求像规则作图法求像规则物像位置物像位置物像大小物像大小牛顿公式牛顿公式高斯公式高斯公式2、轴向放大率、轴向放大率1、垂轴放大率、垂轴放大率3、角放大率、角放大率要要 点点 回回 顾顾1.1.物像空间不变式物像空间不变式3.3.三种放大率之间三种放大率之间的关系的关系2.2.物方焦距和像方焦距的关系物方焦距和像方焦距的关系一、物像位置公式一、物像位置公式二、放大率公式二、放大率公式1、牛顿公式、牛顿公式2、高斯公式、高斯公式2、轴向放大率、轴向放大率1、垂轴放大率、垂轴放大率3、角放大率：公式形式不变、角放大率：公式形式不变要要 点点 回回 顾顾第三章第三章 眼睛和目视光学系统眼睛和目视光学系统本章主要解决的问题本章主要解决的问题331 1 人眼的光学特性人眼的光学特性 (1)(1)视度调节视度调节(2)(2)瞳孔调节瞳孔调节331 1 人眼的光学特性人眼的光学特性 332 2 放大镜和显微镜的工作原理放大镜和显微镜的工作原理 2 2、增大视角、增大视角要要 点点 回回 顾顾1.1.放大镜放大镜视放大率视放大率要要 点点 回回 顾顾2.2.显微镜显微镜视放大率视放大率要要 点点 回回 顾顾3.3.望远镜望远镜视放大率视放大率334 4 眼睛的缺陷和目视光学仪器的视度调节眼睛的缺陷和目视光学仪器的视度调节 第四章第四章 平面镜棱镜系统平面镜棱镜系统本章主要解决的问题本章主要解决的问题447 7 确定平面镜棱镜系统成像方向的方法确定平面镜棱镜系统成像方向的方法确定成像方向的方法确定成像方向的方法447 7 确定平面镜棱镜系统成像方向的方法确定平面镜棱镜系统成像方向的方法具有单一主截面的系统具有单一主截面的系统447 7 确定平面镜棱镜系统成像方向的方法确定平面镜棱镜系统成像方向的方法具有单一主截面的系统具有单一主截面的系统n作业:判断图中所示棱镜系统的成像方向x xy yz zX XZ Zy y第五章第五章 光学系统中成像光束的选择光学系统中成像光束的选择本章主要解决的问题本章主要解决的问题l 如何选择成像光束的位置如何选择成像光束的位置l 选择成像光束的原则选择成像光束的原则l 限制光束的方法限制光束的方法光阑的概念光阑的概念551 1 光阑及其作用光阑及其作用 552 2 望远系统中成像光束的选择望远系统中成像光束的选择 几个概念几个概念553 3 显微镜中的光束限制、远心光路显微镜中的光束限制、远心光路 553 3 显微镜中的光束限制、远心光路显微镜中的光束限制、远心光路 555 5 空间物体成像的清晰程度：景深空间物体成像的清晰程度：景深 景深的定义景深的定义第六章第六章 辐射度学与光度学基础辐射度学与光度学基础光度学中的基本量光度学中的基本量 辐射通量辐射通量辐射强度辐射强度辐出射度辐出射度辐亮度辐亮度辐照度辐照度光通量光通量发光强度发光强度光出射度光出射度光照度光照度光亮度光亮度(cd)(lm)(lx)(cd/m2)光照度公式光照度公式发光强度余弦定理发光强度余弦定理全扩散表面的光亮度全扩散表面的光亮度光照度公式光照度公式光视效能光视效能K相同相同照像物镜像平面的光照度和光圈数照像物镜像平面的光照度和光圈数 主观光亮度主观光亮度 人眼人眼发发光光点点发发光光面面通过望远镜观察的通过望远镜观察的与人眼观察对比与人眼观察对比第八章第八章 光学系统成像质量评价光学系统成像质量评价内容回顾内容回顾色差色差单色单色像差像差子午像差子午像差细光束子午场曲细光束子午场曲子午子午彗差彗差子午子午场曲场曲轴外子午轴外子午球差球差弧矢像差弧矢像差弧矢场曲弧矢场曲弧矢弧矢彗差彗差细光束细光束弧矢弧矢场曲场曲轴外轴外弧矢弧矢球差球差像散像散畸变畸变像像差差轴上像点轴上像点:球差球差 轴外像点轴外像点理想光学系统的分辨率理想光学系统的分辨率888 8 各类光学系统分辨率的表示方法各类光学系统分辨率的表示方法一、望远镜分辨率一、望远镜分辨率二、照相系统分辨率二、照相系统分辨率三、显微镜分辨率三、显微镜分辨率