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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。
应⽤光学复习总结2009《应⽤光学》复习题⼀、名词解释（每题2分，共20分）1．光线；2. 光束；光线：没有直径、没有体积却携有能量并具有⽅向性的⼏何线。
其能量密度⽆限⼤。
（可见实际是不存在的）与波⾯对应的法线（光线）的集合，称为光束。
3．光轴；光束(光柱)的中⼼线，或光学系统的对称轴。
光束绕此轴转动，不应有任何光学特性的变化。
4 光源；从物理学⾓度来看，能够辐射能量的物体成为发光体，也就是光源。
5光学系统；光学系统是由透镜、反射镜、棱镜及光阑等多种光学元件按⼀定次序组合成的整体。
6 全反射；全反射：从光密介质射⼊到光疏介质，并且当⼊射⾓⼤于某值时，在⼆种介质的分界⾯上光全部返回到原介质中的现象。
7 光程；光在媒质中通过的路程和该媒质折射率的乘积。
8 虚物点；9 虚像点；⼀同⼼光束⼊射到理想光学系统后，出射光束必定也是同⼼光束（见理想光学系统），⼊射同⼼光束的交点称为物点，出射同⼼光束的交点称为像点。
若⼊射光束为发散的同⼼光束，则物点为实物点；若⼊射光束为会聚的同⼼光束，则物点为虚物点。
出射光束为会聚的同⼼光束时，像点为实像点；出射光束为发散的同⼼光束时，像点为虚像点。
根据不同的成像系统，可有实物实像、实物虚像、虚物实像和虚物虚像等各种情形。
10 光焦度；光焦度（⽤?表⽰）：折合焦距的倒数n’/f'= ? ,光焦度体现的是系统对光束的会聚或发散的本领。
11 共轭点；物空间中的每⼀点都对应于像空间中相应的点，且只对应⼀点，我们称为共轭点；光学系统物⽅⼀个点（物点）对应像⽅⼀个点（像点）。
即从物点发出的所有⼊射光线经光学系统后，出射光线均交于像点。
由光的可逆性原理，从原来像点发出的所有光线⼊射到光学系统后，所有出射光线均交于原来的物点，这⼀对物、像可互换的点称为共轭点。
某条⼊射光线与对应的出射光线称为共轭光线.12 透镜；13 镜像；14 孔径光阑；孔径光阑（有效光阑）：指限制进⼊系统的成像光束⼝径的光阑。
应用光学第一章总结知识点一、基本概念1. 光的本质光是一种电磁波，具有双重性质，既能像波一样传播，又能像粒子一样照射。
2. 光的特性光具有波长、频率、速度和偏振等特性，光的波长决定了它的颜色，频率决定了它的亮度，速度取决于介质的折射率，偏振决定了光的方向性。
3. 光的传播光在真空中的传播速度是光速，而在不同介质中传播的速度和方向都会发生变化。
光的传播遵循光线理论和波动理论。
4. 光的干涉和衍射光的干涉和衍射是光学现象的重要表现形式，它们揭示了光的波动性。
干涉是指两束波相遇时相互干扰的现象，衍射是指波通过孔隙或物体边缘时发生的扩散和弯曲。
5. 光的吸收和发射光与物质相互作用时会发生吸收和发射，物质的吸收和发射特性与光的波长有关。
二、光学元件1. 透镜透镜是光学系统的重要组成部分，它能够折射光线，使光线汇聚或发散。
透镜有凸透镜和凹透镜之分，可以用在光学仪器中进行成像。
2. 镜面镜面是能够反射光线的表面，具有平面镜、球面镜等形式。
镜面的反射特性与入射角和反射角有关，根据镜子的曲率不同，反射出的光线会发生聚焦或发散。
3. 棱镜棱镜是一种类似透镜的光学元件，它能够使光线发生色散，将不同波长的光线分散成不同的方向。
4. 光栅光栅是一种利用周期性的结构使光发生衍射的光学元件，它可以分解光线，用于光谱仪等领域。
5. 波片波片是一种能够改变光线偏振状态的光学元件，常用于偏振光学和激光器件中。
6. 光阑光阑是一种用于控制光线传播的光学元件，它能够限制光线的传播范围，提高光学系统的分辨率。
7. 光学滤波器光学滤波器是一种通过选择性吸收或透射特定波长光线的光学元件，它可以应用于激光器件、摄像头和光学测量中。
8. 光学偏振元件光学偏振元件是一种能够改变光线偏振状态的光学元件，包括偏振片、偏光镜和偏振棱镜等。
三、光学系统1. 成像系统成像系统是由透镜、镜面和光学滤波器等组成，它能够将物体上的信息投影到成像平面上，形成清晰的图像。
光学复习要点梳理与总结光学是物理学中的重要分支，研究光的传播、反射、折射、干涉、衍射等现象和规律。
它在生活中的应用广泛，涉及到光学仪器、光学信号传输、光纤通信、光学成像等领域。
为了更好地复习光学知识，以下是一些光学复习的要点梳理与总结。
一、光的传播与光的本质1. 光的传播方式：直线传播、反射和折射。
2. 光的本质：光既有波动性，也有微粒性。
二、几何光学1. 光线与光线的相交规律：入射角、反射角、折射角和光线相交于同一平面。
2. 光的反射定律：入射角等于反射角。
3. 光的折射定律：折射角由入射角和介质的折射率决定。
4. 光的全反射：当光从光密介质射向光疏介质，入射角超过临界角时发生全反射。
5. 光的干涉：两道相干光发生干涉时，会形成明暗条纹，干涉可以分为构造干涉和反射干涉。
6. 光的衍射：光通过物体边缘或孔隙时，会发生衍射现象，衍射的程度取决于波长和物体尺寸之比。
三、光学仪器1. 透镜：凸透镜和凹透镜，透镜的成像规律（薄透镜公式）。
2. 显微镜：组成结构、主要功能和成像原理。
3. 望远镜：组成结构、主要功能和成像原理。
4. 光栅：由许多平行狭缝构成，利用光的干涉和衍射现象进行光谱分析。
四、光与波动光学1. 光的叠加原理：光的干涉现象可以用叠加原理解释。
2. 双缝干涉：当光通过双缝时，会出现干涉条纹，干涉条纹与缝宽、波长和距离的关系。
3. 单缝衍射：当光通过单缝时，会出现衍射现象，衍射的规律与缝宽、波长和距离的关系。
4. 光的偏振：光可以是自然光（非偏振光）和偏振光，偏振光的振动方向与光束的传播方向垂直。
5. 波长与频率：光波的波长和频率之间的数学关系。
通过对光学的复习要点梳理与总结，我们可以进一步加深对光学知识的理解和掌握。
光学作为一门重要的学科，对我们的科学研究和生活应用都有着深远的影响。
因此，加强对光学知识的学习和掌握，将有助于我们更好地应用光学原理，推动科学技术的发展。
希望以上的复习要点能对你在光学方面的学习提供一些帮助和指导。
光学工程及其应用知识点本文将介绍光学工程及其应用的一些基本知识点。
光学工程
1. 光学基本原理
- 光的传播方式：直线传播和弯曲传播
- 光的属性：光的波动性和粒子性
- 光的吸收、透射和反射
2. 光学仪器
- 透镜：凸透镜和凹透镜
- 增大光线聚焦的仪器：放大镜和显微镜
- 分散和聚焦光线的仪器：光栅和光导纤维
3. 光学设计
- 根据需要设计适合的光学系统
- 考虑光线传播的情况
- 优化光学系统的性能和效率
光学应用
1. 光纤通信
- 光纤的原理和结构
- 光纤的传输性能和损耗
- 光纤通信的优势和应用领域
2. 激光技术
- 激光的基本原理和特性
- 激光器的类型和性能
- 激光的应用领域，如医疗、制造和通信等3. 光学传感器
- 光学传感器的工作原理
- 不同类型的光学传感器：温度传感器、压力传感器、光电二极管等
- 光学传感器在工业和医疗等领域的应用
以上是光学工程及其应用的一些基本知识点。
了解这些知识可以帮助您更好地理解光学工程的原理和应用。
如果您想进一步深入研究和应用光学工程，可以参考相关的教材和专业课程。
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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，
