成像方向的判断
1)、O'z'坐标轴与光轴出射方向一致
2)、垂直于主界面的坐标轴O'y',若有奇数个屋脊面,则像方向与物方向相反;若有偶数个屋脊面,则方向相同
3)、平行于主界面的坐标轴O'x',(一个屋脊面当两个反射面)若有奇数个反射面,则像坐标系与物坐标系相反;若有偶数个反射面则相同
4)遇到透镜,O'x'、O'y'均转向。
7、折射棱镜的作用?其最小偏向角公式及应用 改变光线的出射角,可用于放大偏转量。
α为棱镜顶角,δ为偏向角。当光线的光路对称与折射棱
镜时,偏向角最小。已知α,测的最小偏向角δ,即可求得棱镜的折射率n
8、光楔的偏向角公式及其应用(测小角度和微位移)
δ=2(n-1)αcosφ, φ为两光楔相对旋转的角度。
当φ=90°时可用于测微小位移,单个棱镜的偏向角δ已知,棱镜间距离Δz已知,则垂轴方向的微小位移Δy=Δz δ = (n-1)αΔz
9、棱镜色散、色散曲线、白光光谱的概念。
棱镜色散:同一透明介质对于不同波长的单色光具有不同的折射率,故复合光经过棱镜后能被分解成多种不同颜色的光。
色散曲线:将介质的折射率随波长的变化用曲线表示。
白光光谱:狭缝发射出的白光经过透镜准直为平行光,平行光经过棱镜分解为各色光,经过透镜汇聚在焦平面上排列成各种颜色的狭缝像。
10、常用的光学材料有几类?各有何特点?
光学玻璃,制造工艺成熟,品种齐全,一般能透过波长为0.35~2.5μm的各色光,超出波段范围的光会被强烈吸收。
光学晶体,透射波段比光学玻璃宽,应用日益广泛
光学塑胶,价格便宜、密度小、重量轻、易于压制成型、成本低、生产效率高和不易破碎等诸多优点,主要缺点是热膨胀系数和折射率的温度系数比光学玻璃大的多,受温度影响大成像质量不稳定。
第四章小结( 光学系统中的光阑与光束限制) 1、什么是光阑?
限制成像光束和成像范围的遮光片称为光阑。
2、什么是孔径光阑(作用)、入瞳、出瞳、孔径角?它们的关系如何? 限制轴上物点孔径角大小,并有选择轴外物点成像光束作用的光阑。 入瞳/出瞳:孔径光阑经前/后光学系统在物/像空间所成的像。 孔径角:光轴上的物体点与透镜的有效直径所形成的角度。 孔径光阑、入瞳和出瞳三者是物像关系。 主光线:通过入瞳中心的光线。
3、什么是视场光阑(作用)、入窗、出窗、视场角?它们的关系如何? 限制成像范围的光阑。 类似于入/出瞳。
视场角:主光线与光轴的夹角
物方视场角:在物空间,入窗边缘对入瞳中心张的角 像方视场角:在像空间,出窗边缘对出瞳中心张的角。 视场光阑、如窗、出窗三者成物像关系
4、什么是渐晕、渐晕光阑、渐晕系数?渐晕光阑和视场光阑的关系如何? 渐晕:由轴外点发出的充满入瞳的光线被其他光孔遮拦的现象
渐晕光阑:为了改善轴外点的成像,有意识的缩小某一二个透镜直径,挡去一部分成像光线,这种被缩小孔径的透镜或光阑被称为渐晕光阑。
渐晕系数:轴向光束的口径为D,视场角为ω的轴外光束在子午截面内的光束宽度为Dω,这Dω与D之比称为“渐晕系数”,用Kω表示,即Kω=Dω/D
5、系统中光阑的判断方法如何?
根据定义出发,寻找限制入射光束宽度的光阑(孔径光阑),限制成像光束的光阑(视场光阑)
a、做出后光学系统即遮光片经前光学系统的像
b、将物点与所有“像”的边缘连起来,比较“孔径角”,最小的为入瞳,对应的物即为“孔径光阑”
c、从入瞳中心引出过“像”边缘的主光线,比较“视场角”,最小的为入窗,对应的物即为“视场光阑”。
6、照相系统的基本结构怎样?成像关系和光束限制情况?(看第七章) 7、望远系统的基本结构怎样?成像关系和光束限制情况?
8、显微系统的基本结构怎样?成像关系和光束限制情况? 物方远心光路原理与作用.
远心光路:孔径光阑在物镜像方焦平面上,入瞳位于无穷远处,轴外点主光线平行于光轴。
作用:物即使不在设计位置,所成像调焦不准,但弥散圆中心间距不变,不会产生太大误差。
9、光瞳衔接原则是什么?为什么要遵守该原则?
前面系统的出瞳和后面系统的入瞳重合,使前面得入射光线能全部透过后面的系统。
10、场镜的定义、作用、成像关系?
在一次实像面处所加的起收敛孔径角作用的透镜。 收敛目镜物方孔径角,还能调节出瞳距离。
由于场镜的物(即物镜的像)在镜上,所以像也在镜上。
可消球差、正弦差、像散、位置色差、倍率色差。不能消场曲、畸变。 11、什么是景深、远景景深、近景景深?景深公式和影响因素? 景深:能在景象平面上获得清晰像的物方空间深度范围称为景深
能成清晰像的最远/近的物平面称为远/近景平面,它们距对准平面的距离称远/近景深度。
景深与入瞳孔径有关,孔径角越小,景深越大。(拍照时,调小光圈能获得大的空间深度的清晰像),与景象平面有关,当景象平面与物镜距离p=2a/ε时,可得到距入射光瞳为a/ε处的平面至无限远的整个空间的物体的清晰像。
具体公式看书P68-71.
第六章小结(光线的光路计算及像差理论) 1、光线的光路计算方法。