应用光学期末复习概念

1、近轴光线是如何定义的？近轴光线成什么像？2、牛顿公式是以为原点的物像公式；高斯公式是以为原点的物像公式。

3、折射球面的主平面在什么地方？反射球面与折射球面的成像公式？焦距和半径的关系。

4、孔径光阑是什么？主要作用是什么？5、视场光阑是什么？主要作用是什么？6、什么是棱镜展开？7、光度学量适用于什么波段？光照度是如何定义的？光照度的单位是什么？8、正透镜的焦距有什么特点？当正透镜的空气里使用时，对光线有何作用？9、请简述理想光学系统的成像性质。

10、何为屋脊棱镜？屋脊棱镜具有什么成像性质？11、什么是光的色散？色差是怎么产生的？12、人眼的明视距离是多少？人眼的极限角分辨率是多少？13、目视光学系统的视放大率是如何定义的？放大镜视放大率的表达式是什么？14、什么是渐晕？光学系统为什么需要引进渐晕？15、光学系统分辨率的含义是什么？说出测量光学系统分辨率的常用方法有哪些？16、什么是像空间、什么是物空间？17、什么是理想光学系统？什么是理想像？18、什么是实物？什么是虚物？19、什么是完善像？完善成像的条件是什么？20、反射和折射之间有什么联系？21、主平面有什么特点？节点？23、有一折射率n＝1.52的玻璃板，若有一光线以3°的入射角射到其表面发生反射和折射。

求：设100,15.2=-=，计算近轴像点位置？等效空气层的厚度是多少？l mm L mm24、显微镜目镜的放大率为Γ=10×，它的焦距等于多少？设物镜的放大率为40×，求显微镜的总倍率？25、有一薄透镜，当把一高为20mm的物体置于其物方焦点左方400mm处时，将会在透镜像方焦点右方25mm处成一实像。

求：（1）此透镜的像方焦距；（2）像的大小；（3）若物体右移200mm，其像往那个方向移动？26、用开普勒望远镜分辩10km处相隔100mm的两个物点，试求：1）望远镜至少应选用多少倍率； 2） 当筒长L ＝465mm 时，求物镜和目镜的焦距。

Applied Optics
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本门课程的主要学习内容
第一章 几何光学基本原理 第二章 共轴球面系统的物像关系 第三章 眼睛和目视光学系统 第四章 平面镜棱镜系统 第五章 光学系统中成像光束地选择
第六章 辐射度学和光度学基础
第八章 光学系统成像质量评价
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第一章 几何光学基本原理
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物像位置
物像大小
y nl
y nl
牛顿公式
高斯公式
f ' f 1 l' l
1、垂轴放大率 2、轴向放大率
3、角放大率
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要点回顾
1.物像空间不变式
Jnuy n'u'y'
2.物方焦距和像方焦距的关系
3.三种放大率之间的关系
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要点回顾
一、物像位置公式 1、牛顿公式 2、高斯公式
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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
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§2－5 共轴理想光学系统的基点—主平面和焦点
一. 放大率β=1的一对共轭面—主平面 二. 无限远的轴上物点和它所对应的像点F‘—像方焦点
三. 无限远的轴上像点和它所对应的物点F—物方焦点
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§2－5 共轴理想光学系统的基点—主平面和焦点
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§2－5 共轴理想光学系统的基点—主平面和焦点
问题
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§2－8 用作图法求光学系统的理想像
理想光学系统

几何光学期末复习提纲第一章几何光学基本定律与成像概念1.几何光学与物理光学的区别？2.理解几何光学的基本概念：可见光、单色光、复色光、光源；均匀介质、各向同性介质；光线、法线、波面、光束等。

3.理解并掌握几何光学的基本定律：直线传播、独立传播定律的内容及限制；折射与反射、全反射定律的内容及应用；光的可逆性原理的内容。

4.了解费马原理、马吕斯定律的内容。

5.理解并掌握光学系统成完善像的概念及条件（三种表述）6.掌握光路计算的基本概念与符号规则。

（在习题中体会其应用）7.掌握光路计算的一般思路：(1)理解单个折射球面元件具有的普遍意义：平面——球面的特例，反射——折射的特例。

(2)宽光束——近轴系光束：a.理解物点发出的宽光束经单个折射球面成非完善像的概念，如存在球差；b.理解物点在近轴区内以细光束成完善像（高斯像）、物像共轭的概念，掌握近轴光路计算的公式：近轴条件，阿贝不变式、拉赫不变量，三种放大率及成像特性分析。

（包括单个折射球面和单个反射球面两种情况）(3)单个球面元件——共轴球面光学系统：理解二者的关系及相关概念，明确物体经光学系统成像是物点发出的光线经光学系统逐面折、反射的结果；理解并掌握共轴球面系统在近轴区的过渡公式、拉赫不变量、成像放大率的公式。

第二章理想光学系统8.理解理想光学系统、物像共轭的定义，理解共轴理想光学系统的成像性质，结合第（3）点体会理想光学系统中三对基点（面）的提出，对成像位置的确定有何意义？9.基点和基面：(1) 理解各基点（面）的定义，其物像共轭点（面）分别是什么？(2) 理解各基点（面）的性质，特别是物点位于其上时，成像性质，如垂轴放大率、角放大率有何特殊性？对应什么物理意义？理想光学系统两焦距之间的关系？(3) 掌握其在图解法求像中的应用。

（结合8中最后一问理解11中解析法求像的理论依据）(4) 特例：物像空间介质相同（折射率相同）时：一对节点与主点重合；物、像两方焦距的绝对值相等。

应用光学各章知识点归纳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nn I 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：12arcsinn 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。