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第7课光组组合与透镜课件PPT

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第7课光组组合与透镜课件PPT

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这是一个关于第7课光组组合与透镜课件PPT,这节课主要是了解理想光学系统的组合,两个光组组合分析,双光组组合图解分析,组合公式的推导,多光组组合计算等等介绍。欢迎点击下载哦

2.5  理想光学系统的组合
引言:等效系统的等效参量(主点、焦点)
2.5  理想光学系统的组合
一、两个光组组合分析
1、双光组组合图解分析
2、解析法组合分析中的参量
3、组合公式的推导
已知:两个光学系统的焦距及两个光学系统间的光学间隔
求:①像方焦点F'的位置, ②物方焦点F的位置,③主平面位置
思路:
焦点——焦距——主点(用牛顿公式)
3、组合公式的推导
4、注意事项
1)公式特点
分母相同;
像方公式有负号;
(前)后焦点只与(前)后光组有关;
物(像)方焦距只与物(像)方焦距有关。
4、注意事项
2)注意比较等效法和逐面求解法(组合公式与过渡公式)
3)明确相关参量的准确概念、坐标、符号规则
4)结合图形理解相对位置关系
二、多光组组合计算
三、应用举例:
例1. 远摄型光组
例2.反远距型光组
四、应用举例:
例3.望远系统
例4.显微镜系统
例5
已知:两薄透镜位于空气中,
f1’=- f1=45,f2’=- f2=30,d=25
求:由这两个透镜组成的等效系统的焦距和基点位置。
例6
   为证实上述方法求得的等效系统的等效性,仍以上题光组为例。对给定物点A分别经原给定的两个光组和所求得的等效系统,求其象点位置和放大率。假设物点A位于第一光组前75mm.
例7
  某物镜由两个薄光组组成:f1’=100mm,f2’=200mm,d=0;在第一光组物方焦距前50mm处有一高为y=20mm的物体,求:
(1)该物镜的焦距;
(2)像的位置;
(3)像高。
四、光学系统的光焦度
讨论:
4、光组对等效系统光焦度的贡献
 1)光焦度的组合公式
 2)变焦镜头(原理)
 3)多光组的情况:
          光学系统的光焦度和各个光组光焦度之间的关系
4、光组对等效系统光焦度的贡献
各个光组对总光焦度的贡献,除与本身的光焦度大小有关外,还应与该光组在光路中所处的位置有关(因入射高度随光组位置而异)。即具有一定光焦度的光组在系统中所处的位置不同,对总光焦度的贡献也不相同。
场镜:不影响系统的放大率,不改变光焦度,用以转折轴外光线。在物镜像方焦平面上。
2.6、透镜和薄透镜
一、基本概念
1、透镜是构成系统的最基本单元,它是由两个折射面包围一种透明介质(例如玻璃)所形成的光学零件。
2、透镜的种类
3、透镜分析方法
光学系统←多个透镜←单个透镜←两个单独的光组←单个折射球面(一个光组)的主平面和焦点位置是最基本的问题。其余问题可以使用组合公式解决
二、单个折射球面的基点、基面
1、折射球面
1)主点重合于顶点处,主面重合且与球面相切,节点重合于球心
2)   在物象位置公式中,分别令l=-∞或l’=∞,利用焦点的概念(共轭关系)可以求出f和f’,从而得到焦点的位置。
三、透镜公式
1、组合问题:由两个折射球面的组合公式可得出
1)f’由介质、间隔、球面弯曲程度决定;
2)弯曲可以改变主面位置、改变d,改变f’
3)光焦度φ=1/ f’=?(当d=0时,有?)
4)焦点、主面位置均可得出
三、透镜公式
2、透镜焦距和主面位置随曲率半径和厚度d的变化而变动的情况
(1)透镜焦距f’的正负,即会聚或发散的性质决定于其形状或曲率半径的配置。
(2)对于双凸透镜,曲率半径固定后,厚度的变化可使其焦距为正值,负值和无限大值。也可使主面在透镜以内,互相重合,透镜以外或无限远处。
(3)对于双凹透镜,其焦距f’总为负值,是发散透镜。
(4)平凸和平凹透镜的主面之一与透镜球面顶点重合,另一主面在透镜以内距平面d/n处。平凸(平凹)透镜的像方焦距总为正(负)值,与厚度无关。
2、透镜焦距和主面位置随曲率半径和厚度d的变化而变动的情况
(5)正弯月形透镜的主面位于相应折射面远离球面曲率中心一侧;负弯月形透镜的主面位于相应折射面靠近曲率中心的一侧。这两种弯月形透镜的主面可能有一个主面位于空气中,或两个主面同时位于空气中,由两个曲率半径和厚度的数值决定。
(6)忽略厚度不计的透镜称为薄透镜。
四、薄透镜(光组)
1、定义
2、薄透镜的组合(光焦度的组合)
3、共轭距公式
4、成像特性
物象位置关系的定性研究
1)物象移动方向一致,α>0,
2)用以验证作图题目、解析计算(物象位置关系的定性研究)
3)用以讨论物体在不同空间的放大、缩小、虚实、倒立、正立等
结论:
A、物空间>像空间,→(该物空间中的物经过系统后)成缩小像,用α=β2讨论
B、物象区间在系统的同侧,→成正像,虚实相反
C、物象区间在系统的异侧,→成倒立像,虚实相同
物象位置关系的定性研究
(1)正光组、虚物成像
(a )虚物在一倍焦距内
(b)虚物在一倍焦距之外,二倍焦距之内
(c)虚物在二倍焦距之外
(2)负光组,实物成像
(a)物在二倍焦距外
(b)物在一倍焦距外,二倍焦距内
(c)物在一倍焦距内
(3)负光组,虚物成像
(a)虚物,右侧,一倍焦距内
(b)虚物,右侧,一倍焦距以外,二倍焦距以内

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