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总复习第一章 几何光学的基本定律 返回内容提要有关光传播路径的定律是本章的主要问题。
折射定律(光学不变量)及其矢量形式反射定律(是折射定律当时的特殊情况)费马原理(极端光程定律)，由费马原理导出折射定律和反射定律(实、虚)物空间、像空间概念 完善成像条件(等光程条件)及特例第二章 球面与球面系统 返回内容提要球面系统仅对细小平面以细光束成完善像基本公式：阿贝不变量放大率及其关系：拉氏不变量反射球面的有关公式由可得。
第三章 平面与平面系统返回内容提要平面镜成镜像夹角为 α 的双平面镜的二次像特征 平行平板引起的轴向位移反射棱镜的展开，结构常数，棱镜转像系统折射棱镜的最小偏角，光楔与双光楔关键问题：坐标系判断，奇次反射成像像，偶次反射成一致像，并考虑屋脊的作用。
第四章 理想光学系统返回内容提要主点、主平面，焦点、焦平面，节点、节平面的概念高斯公式与牛顿公式：当时化为，并有三种放大率，，拉氏不变量，，厚透镜：看成两光组组合。
＋＋组合：间隔小时为正光焦度，增大后可变成望远镜，间隔更大时为负光焦度。
－－组合：总是负光焦度 ＋－组合：可得到长焦距短工作距离、短焦距长工作距离系统，其中负弯月形透镜可在间隔增大时变 成望远镜，间隔更大时为正光焦度。
第五章 光学系统中的光束限制 返回内容提要本部分应与典型光学系统部分相结合进行复习。
孔阑，入瞳，出瞳；视阑，入窗，出窗；孔径角、视场角及其作用 拦光，渐晕，渐晕光阑 系统可能存在二个渐晕光阑，一个拦下光线，一个拦上光线 对准平面，景像平面，远景平面，近景平面，景深 物方（像方）远心光路——物方（像方）主光线平行于光轴第六章 光能及其计算 返回内容提要本章重点在于光能有关概念、单位和像面照度计算。
辐射能通量，光通量，光谱光视效率，发光效率 发光强度，光照度，光出射度，光亮度的概念、单位及其关系 光束经反射、折射后亮度的变化，经光学系统的光能损失， 通过光学系统的光通量，像面照度总之,第七章 典型光学系统 返回内容提要本章需要熟练掌握各类典型光学系统的成像原理、放大倍率、光束限制、分辨本领以及显微镜与照明 系统、望远镜与转像系统的光瞳匹配关系，光学系统的外形尺寸计算。
第二章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。
φ U ˊ - UO C A A ˊ n n ˊ P- LrL’II’Q1. 符号规则反射情形看成是折射的一种特殊情形：n’= －n把反射看成是n’= －n 时的折射。
往后推导公式时，只讲折射的公式；对于反射情形，只需将n’用－n代入即可，无需另行推导。
（1） 物像位置关系式rn n l n l n -=-'''2. 近轴光学的基本公式（2） 物像大小关系式这就是物像大小的关系式。
利用公式就可以由任意位置和大小的物体，求得单个折射球面所成的近轴像的大小和位置。
对由若干个透镜组成的共轴球面系统，逐面应用公式就可以求得任意共轴系统所成的近轴像的位置和大小。
l n nl y y '''==β3. 共轴理想光学系统的基点——主平面和焦点近轴光学基本公式的缺点：物面位置改变时，需重新计算，若要求知道整个空间的物像对应关系，势必要计算许多不同的物平面。
已知两对共轭面的位置和放大率，或者一对共轭面的位置和放大率，以及轴上的两对共轭点的位置，则其任意物点的像点就可以根据这些已知的共轭面和共轭点来求得。
光学系统的成像性质可用这些基面和基点求得最常用的是一对共轭面和轴上的两对共轭点。
（1） 放大率β=1的一对共轭面——主平面rn n l n l n -=-'''l n nl y y '''==β不同位置的共轭面对应着不同的放大率。
放大率β=1的一对共轭面称为主平面。
物平面称为物方主平面，像平面称为像方主平面。
两主平面和光轴的交点分别称为物方主点和像方主点，用H 、H’表示，H 和H’显然也是一对共轭点。
主平面性质：任意一条入射光线与物方主平面的交点高度和出射光线与像方主平面的交点高度相同（2）无限远轴上物点和它所对应的像点F’——像方焦点rn n l n l n -=-''' 当轴上物点位于无限远时，它的像点位于F’处。
光学重点回顾高中光学知识点归纳总结光学是物理学的一门重要分支，研究光的传播、干涉、衍射、折射、反射等现象以及光在物质中的相互作用。
在高中物理学习中，我们也学习了关于光学的一些基础知识。
本文将回顾高中光学的重点知识点，并做归纳总结。
一、光的传播和几何光学1. 光的直线传播性质：光在均匀介质中沿直线传播。
2. 光的反射定律：入射角等于反射角。
3. 光的折射定律：折射角遵循斯涅尔定律，即$n_1\sin\theta_1=n_2\sin\theta_2$。
4. 球面反射和折射：根据球面反射和折射定律，可以分析球面镜、球面透镜等光学元件。
二、光的干涉和衍射1. 光的干涉：光的干涉可以分为相干干涉和非相干干涉。
相干干涉中，当两个波源的光程差为整数倍波长时，干涉现象最为明显。
2. 杨氏双缝干涉和多缝干涉：通过杨氏双缝干涉和多缝干涉可以观察到干涉条纹，通过计算可以得到波长和缝宽之间的关系。
3. 光的衍射：光的衍射可以用惠更斯-菲涅尔原理来解释。
狭缝衍射和圆孔衍射是光的衍射现象中的两个重要实验。
4. 衍射光栅：光的衍射光栅是一种具有许多平行缝隙的光学元件，通过衍射光栅可以获得光的衍射谱。
三、光的偏振和光的反射与折射1. 光的偏振：光波的振动方向可以不限于一个方向，当光波只在一个方向上振动时，称为偏振光。
2. 偏振片和马吕斯定律：通过偏振片可以获得偏振光，偏振片的传递轴和振动方向之间的夹角决定了透射光的偏振情况。
3. 布儒斯特角和全反射：入射角等于布儒斯特角时，折射角为90°，光将发生全反射现象。
四、光的颜色和光的光谱1. 光的颜色：光的颜色是由光波的频率决定的，光的频率越高，颜色越偏蓝；光的频率越低，颜色越偏红。
2. 光的光谱：通过光的分光现象，可以将白光分解成不同颜色的光谱，包括可见光谱、紫外光谱和红外光谱。
五、光的相干与偏振光的应用1. 光的相干性：相干性是指两个光源发出的光波之间存在稳定的干涉关系。
第一章几何光学基本定律与成像概念
波面：某一时刻其振动位相相同的点所构成的等相位面称为波阵面，
简称波面。光的传播即为光波波阵面的传播，与波面对应的法线束就
是光束。
波前：某一瞬间波动所到达的位置。
光线的四个传播定律：
1）直线传播定律：在各向同性的均匀透明介质中，光沿直线传播，
相关自然现象有：日月食，小孔成像等。
2）独立传播定律：从不同的光源发出的互相独立的光线以不同方
向相交于空间介质中的某点时彼此不影响，各光线独立传播。
3）反射定律：入射光线、法线和反射光线在同一平面内，入射光
线和反射光线在法线的两侧，反射角等于入射角。
4）折射定律：入射光线、法线和折射光线在同一平面内；入射光
线和折射光线在法线的两侧，入射角和折射角正弦之比等于折射光线
所在的介质与入射光线所在的介质的折射率之比，即
nnI
I'
'sin
sin
光路可逆：光沿着原来的反射（折射）光线的方向射到媒质表面，必
定会逆着原来的入射方向反射（折射）出媒质的性质。
光程：光在介质中传播的几何路程S和介质折射率n的乘积。
各向同性介质：光学介质的光学性质不随方向而改变。
各向异性介质：单晶体（双折射现象）
马吕斯定律：光束在各向同性的均匀介质中传播时，始终保持着与波
面的正交性，并且入射波面与出射波面对应点之间的光程均为定值。
费马原理：光总是沿光程为极小，极大，或常量的路径传播。
全反射临界角：
1
2
arcsin
n
n
C
全反射条件：
1）光线从光密介质向光疏介质入射。
2）入射角大于临界角。
共轴光学系统：光学系统中各个光学元件表面曲率中心在一条直线
上。
物点/像点：物/像光束的交点。
实物/实像点：实际光线的汇聚点。
虚物/虚像点：由光线延长线构成的成像点。
共轭：物经过光学系统后与像的对应关系。（A，A’的对称性）
完善成像：任何一个物点发出的全部光线，通过光学系统后，仍然聚
交于同一点。每一个物点都对应唯一的像点。
理想成像条件：物点和像点之间所有光线为等光程。
第二章高斯光学
子午线：通过物点和光轴的截面
物方截距L：顶点O到入射光线与光轴的交点的距离。
物方孔径角U：入射光线与光轴的夹角
光线经过单个折射球面的实际光路计算公式:
给定单个折射球面的结构参量n，n’，r时，由已知入射光线的
坐标L和U，求出出射光线的坐标L’和U’。
UrLIsin
r
sin
(2-1)
由折射定律得
InnIsin
'
'sin
(2-2)
方孔径角：
''IUIU
(2-3)
像方截距：
'sin
'sin
'
U
Ir
rL
(2-4)
转面公式：
112
12
'
dLL
UU
(2-5)
近轴光路计算公式：
当孔径角U很小时，在（2-1）至（2-4）中，将角度的正弦值用
相应弧度代替，则有
urrli
(2-6)
，
inni
'
(2-7)
''iiuu
(2-8)
)''('
u
i
lrl
(2-9)
阿贝不变量：将式2-6和2-7中i和i’代入式2-8和2-9得
Qlrnlrn)
11()'11
('
,
其中Q为阿贝不变量，对于单个折射球面，物空间与像空间的阿
贝不变量Q相等，随共轭点的位置而异。
近轴区球面光学成像系统：
垂轴放大率β：lnnlyy'''β取决于共轭面的位置，在一对共轭面上，
β为常数，大小和物与像的位置有关，故物与像相似。
轴向放大率α：
2
2
'
''
lnnldl
dl
a
，与垂轴放大率关系:
2
'
β
n
n
a
角放大率γ：''lluuγ,为一对共轭光线与光轴的夹角之比值，
和物体位置有关，与孔径角无关。
三个放大率之间关系：
βββαγ
'
'
2
nnn
n
拉赫不变量：'''yunnuyJ，在近轴区成像时，在物像共轭面内，
物体大小y，成像光束孔径角u与物体所在介质的折射率n的乘积为
常数J。J越大，光学系统传递的能量和信息量越多。
光学系统的基点和基面：
焦点：过焦点F入射的任意光线，经过光学系统后，平行光轴射
出。f面任意点发出的光线，经系统后为斜平行光线出射。
主平面：放大率为β=+1的一对共轭面，假定物空间任意一条光
线和物方主平面交点为I，它的共轭光线和像方主平面交于I’点，
