幾何光學基本定律與成像概念(編輯修改稿)

2026-06-17 07:51 本頁面

　

【文章內容簡介】光線與光軸夾角（孔徑角）：光軸轉向光線轉向：右左 (4) 垂軸線段：（如，物像位置）其上方為正，下方為負。以主光軸為界：二、實際光線的光路計算 s in s in ( )IUL r r????★ Δ AEC中，由正弦定律 Refraction at Spherical Surfaces sin sinnIIn? ? ?★ 由折射定律 si nsi n ( ) UI L rr??U I U I? ??? ? ? ?★ ΔAEC 及 ΔA′EC: ★ ΔA′EC中，由正弦定律 sin sinIUL r r?????s in(1 )s inILrU?? ???像距 U U I I??? ? ?球面像差（ Spherical Aberration）：同一物距，不同像距。 ★ 軸上成像不完善性原因： L一定 , ()LU?s in(1 )s inILrU?? ???U U I I??? ? ?si nsi n ( ) UI L r r?? sin sinnIIn? ? ?( , )L L U?三、近軸光線的光路計算近軸光線（ Paraxial Rays） si n t gi i i??★ 近軸條件：光線在主軸附近很小的區域，且與主軸夾角較小（ ?5176。）。 ★ 實際光線用大寫字母，近軸光線用小寫字母。 si nsi n ( ) UI L rr?? sin sinnIIn? ? ?U U I I??? ? ? s in(1 )s inILrU?? ???lriur?? niin?? ?u u i i??? ? ?(1 )ilr u?? ?? ? —— 高斯像 ★ 近軸細光束所成的完善像。 lriur?? niin? ? ?u u i i??? ? ? (1 )ilr u?? ?? ?()n r lln l n l r?? ?? ??（像距只與物距有關） ★ 高斯像面 —— A point source at either location will be perfectly imaged at the other. ★ 物像共軛點（ Conjugate Points）：近軸區域（ Paraxial Region） 1 1 1 1( ) ( )n n Qr l r l? ? ? ? ??—— 阿貝不變量 Q (物 /像共軛 ) n n n nl l r??????—— 阿貝不變式（物 /像位置） ()n r lln l n l r?? ?? ??l u l u h?? ??近軸條件： ? ? hn u n u n n r? ? ?? ? ?（物 /像孔徑角）例：置于空氣（ n = ）中折射率為 n′= 的玻璃啞鈴 ,長度 d=20cm，兩端的曲率半徑均為。若在離啞鈴左端，試求像的位置和性質。 rnnlnln ??????⑴ 光線自左向右傳播，遇到凸折射球面： l1 =－ 5cm ， r =＋ 2cm 251?????ll1′= +16cm ＞ 0 由阿貝不變式：（光路圖中各量都用絕對值） l2″ = 10cm ＜ 0 ⑵ 光線遇到凹折射球面： l2 = 16cm－ 20cm =－ 4cm， r =－ 2cm； 242 ??????l20cm → 實像 P ′ → 虛像 P″，在啞鈴中間。第四節球面光學成像系統 (Paraxial Region) 一、 Refraction at Spherical Surfaces 垂軸放大率 yy???y l ry r l??????△ ABC∽ △ A′B′C： y n ly n l??????一對共軛面（垂直于光軸）上的物像是相似的。 ——

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