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    透鏡成像原理

    作者:時間:2020-04-29 11:11:21322 次瀏覽

    要想了解透鏡成像原理首先我們要知道以下幾個幾何光學成像的基本概念

    1,發光點

    發光點:理想的點光源 

    實發光點:實際發出光線的光源點

    虛發光點:光線或其反向延長線的交點

    理想點光源

    說明:類似于幾何點,發光點只有幾何位置,沒有大小和形

    什么是狀光束?

    光束:空間一些具有一定關系的光線的集合

    同心光束:光線本身或其延長線可以交于一點的光束

    像散光束:空間彼此不能交于一點,但有一定關系的光線的集合

    同心光束

    同心光束

    像散光束

    像散光束

    均勻各向同性的透明介質中,同心光束對應有限遠處發光點發出的球面波 或無限遠處發光點發出的平面波,像散光束對應著非球面的高次曲面波。

    3.什么是光具組?

    光具組:由若干反射或折射面組成的光學系統 

    理想光具組:能夠使通過系統的同心光束仍保持同心性 的光學系統

    理想光具組

    4.光學系統的物與像

    物點:發光點,或入射同心光束的頂點 

    虛物點:會聚的入射光束的頂點,或入射光束延長線的交點 

    像點:光具組(光學系統)出射的同心光束之頂點

    實像點:會聚的同心出射光束之頂點

    虛像點:發散的同心出射光束之頂點

    說明:

    ① 對于給定的光學系統,無論物與像是實是虛,均具有共軛特點, 這是光路可逆性原理的必然結果。

    ② 實物、實像的意義在于有光線實際發自或通過該點,而虛物、 虛像僅僅是由光的直線傳播性質給人眼造成的一種錯覺,實際 上并沒有光線經過該點。

    物與像

    5.什么是物空間與像空間?

    物空間(物方):包含入射光束及其延長線的空間 

    像空間(像方):包含出射光束及其延長線的空間 

    任何情況下,物方包含所有的實、虛物點,像方包含 所有的實、虛像點。物空間只與物點或入射光束發生 關系,像空間只與像點或出射光束發生關系。 對一個具體的光具組,物方可能不僅包含位于光具組 前面的空間,而且也包含其后面的空間。像方的概念 也同樣如此。

    光學系統理想成像的條件

    表述1——同心性不變:由物點發出的同心光束通過光具 組后應保持其同心性不變 

    表述2——等光程成像:由物點發出的所有光線通過光具 組后均應以相等的光程到達像點

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    ① 同心性不變條件與等光程性條件等價。要保持同心性不 變,就必須滿足等光程性。反過來,只要滿足了等光程 性,也就必然保證了同心性不變。

     ② 不滿足理想成像條件時,也就是說,如果通過光具組后光 束的同心性被破壞,則出射光束變像散光束,像點變為 彌 散斑 。

    ③ 由于等光程性與同心性不變條件的等效性,因此也可以這 樣定義物的共軛像點:對于一個物點,如果相應的光學系 統能使其所發出的所有光線,均以相等的光程通過另一 點,則該點與物點共軛,稱為像點。

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