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  • 什么是理想光学系统?

    作者:佚名 来源:网络文档 时间:2021-06-02 17:06 阅读:12098 [投稿]
    在几何光学中,所谓的理想光学系统,就是对足够大空间内的各个点能以足够宽光束成完善像、理想像的光学系统。

    一对主点和一对焦点构成了光学系统的基点,一对主面和一对焦面构成了光学系统的基面,它们构成了一个光学系统的基本模(如图4所示)型。对于理想光学系统,不管其结构(r,d,n)如何,只要知道其焦距值和焦点或主点的位置,其性质就确定了。 [2] 

    物像关系式

    已知一理想光学系统的基点、基面位置,当物体的位置和大小一定时,即可用解析法求出像的位置和大小。为了导出有关的物像位置公式,先要确定物像的有关参数。

    牛顿公式


    图5

    如图5,大小为y的物体AB经理想光学系统后,其像A′B′的大小为y′。系统中F、F′、H、H′的位置均为已知。

    牛顿公式中物体AB的物距x是以物方焦点F为原点,物距x的正负号按以下规则判定:若由物方焦点F到物点A的方向与光线传播方向一致,则物距x为正;反之为负。图5中的物距x为负。同样,像距x′是以像方焦点F′为原点至像点A′,若与光线的传播方向一致,则像距为正,反之为负。图5中的像距x′为正。

    由相似△BAF和△RHF可得


    同样,在△Q′H′F′和△B′A′F′中有


    由此可得


    这就是以焦点为原点的物像位置公式,称为牛顿公式。

    高斯公式

    高斯公式的物像位置是相对于理想光学系统的主点来确定的。如图5所示,以表示物点A到物方主点H的距离,以表示像点A′到像方主点H′的距离。方向规定以主点为原点,如果由H到A或由H′到A′的方向与光线的传播方向一致,则为正;反之为负。由图5可得


    代入牛顿公式整理得


    两边同时除以,有


    这就是以主点为原点的物像位置公式,称为高斯公式。

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