智能建筑-照明光學(xué)系統(tǒng)

1、智能建筑智能建筑-照明光學(xué)照明光學(xué)系統(tǒng)系統(tǒng)光度學(xué)照度學(xué)基礎(chǔ)光度學(xué)照度學(xué)基礎(chǔ) 研究可見光的測(cè)試、計(jì)量和計(jì)算稱為研究可見光的測(cè)試、計(jì)量和計(jì)算稱為“光度學(xué)光度學(xué)”可見光可見光光的輻射能中能引起人眼的視覺效應(yīng)的區(qū)域。光的輻射能中能引起人眼的視覺效應(yīng)的區(qū)域。 這個(gè)區(qū)域從這個(gè)區(qū)域從400納米到納米到760納米。納米。 人眼觀察輻射體時(shí)，其視覺強(qiáng)弱與輻射波長(zhǎng)和人眼觀察輻射體時(shí)，其視覺強(qiáng)弱與輻射波長(zhǎng)和輻射強(qiáng)度（某一方向）有關(guān)輻射強(qiáng)度（某一方向）有關(guān)在可見光中不同波長(zhǎng)的光所引起的視覺效應(yīng)的靈敏在可見光中不同波長(zhǎng)的光所引起的視覺效應(yīng)的靈敏度是不相同的。度是不相同的。在光度學(xué)中，為了表示這種差別，定義在光度學(xué)中，為

2、了表示這種差別，定義V ()為為“視視見函數(shù)見函數(shù)”（光譜光視效率）。（光譜光視效率）。人眼的視見函數(shù)人眼的視見函數(shù)視見函數(shù)視見函數(shù) 把人眼對(duì)黃光的視覺靈敏度作為基準(zhǔn)，其把人眼對(duì)黃光的視覺靈敏度作為基準(zhǔn)，其它色光的視覺靈敏度與黃光的視覺靈敏度它色光的視覺靈敏度與黃光的視覺靈敏度相比，得出各種色光的相對(duì)視覺靈敏度，相比，得出各種色光的相對(duì)視覺靈敏度，稱為視見函數(shù)，用稱為視見函數(shù)，用V()表示。表示。把人眼最靈敏波長(zhǎng)（把人眼最靈敏波長(zhǎng)（=555nm）的視見函數(shù)）的視見函數(shù)規(guī)定為規(guī)定為1，即，即V(555)=1V()1不同人在不同觀察條件下的視覺函數(shù)略有差不同人在不同觀察條件下的視覺函數(shù)略有差別別4

3、004505005506006507000.00.20.40.60.81.0/nmV() 光通量是描述客觀輻射通量所引起的人眼視覺強(qiáng)光通量是描述客觀輻射通量所引起的人眼視覺強(qiáng)弱的物理量弱的物理量,是是光度學(xué)中的基本物理量 光通量的單位是流明（光通量的單位是流明（lm） 一只一只40W白熾燈的全部輻射的光通量為白熾燈的全部輻射的光通量為500lm，而而40W的熒光燈的全部輻射約為的熒光燈的全部輻射約為2300lm 1lm表示在某一方向上的發(fā)光強(qiáng)度為表示在某一方向上的發(fā)光強(qiáng)度為1cd的的發(fā)光體在單位立體角內(nèi)的通光量，即發(fā)光體在單位立體角內(nèi)的通光量，即光通量srcdlm11它表示在指定方向上光源發(fā)光

4、的強(qiáng)弱，即它表示在指定方向上光源發(fā)光的強(qiáng)弱，即單位立體角內(nèi)發(fā)出的光通量單位立體角內(nèi)發(fā)出的光通量 ddI發(fā)光強(qiáng)度的單位為坎德拉發(fā)光強(qiáng)度的單位為坎德拉（1lm/sr=1cd）對(duì)于均勻點(diǎn)光對(duì)于均勻點(diǎn)光源源4I發(fā)光強(qiáng)度發(fā)光強(qiáng)度1cd（坎德拉）代表發(fā)光體發(fā)出的電磁波頻（坎德拉）代表發(fā)光體發(fā)出的電磁波頻率為率為540X1012Hz的單色輻射（波長(zhǎng)為的單色輻射（波長(zhǎng)為555nm），且在此方向上的輻射強(qiáng)度為），且在此方向上的輻射強(qiáng)度為（1/683）W/sr1坎德拉等于光源在坎德拉等于光源在1個(gè)立體弧度內(nèi)產(chǎn)生個(gè)立體弧度內(nèi)產(chǎn)生1流流明的光通量明的光通量坎德拉是光度學(xué)中最基本的單位，也是國(guó)坎德拉是光度學(xué)中最基本的單

5、位，也是國(guó)際基本計(jì)量單位之一際基本計(jì)量單位之一。當(dāng)某一表面被發(fā)光體照明，用光照度當(dāng)某一表面被發(fā)光體照明，用光照度E來表示被照明表面來表示被照明表面A處的照明強(qiáng)弱處的照明強(qiáng)弱在均勻照明情況下在均勻照明情況下光照度dSdESE 光照度表示被照明的表面單位面積上所接光照度表示被照明的表面單位面積上所接收的光通量。收的光通量。 單位為勒克斯（單位為勒克斯（lx）。）。 1lx等于等于1m2面積上發(fā)出或接收面積上發(fā)出或接收1lm的光能的光能量，即：量，即： 2/11mlmlx 光亮度光亮度 前面所講的概念并不能表示發(fā)光面不同方前面所講的概念并不能表示發(fā)光面不同方向的發(fā)光特性。向的發(fā)光特性。 用光亮度來表

6、示發(fā)光表面不同位置和不同用光亮度來表示發(fā)光表面不同位置和不同方向的發(fā)光特性。方向的發(fā)光特性。 在該方向上單位投影面積的發(fā)光強(qiáng)度。在該方向上單位投影面積的發(fā)光強(qiáng)度。cosdSIdSILnL表示發(fā)光面上表示發(fā)光面上A點(diǎn)處在點(diǎn)處在AO方向上的發(fā)光特性方向上的發(fā)光特性光亮度等于發(fā)光表面上某點(diǎn)周圍的微面在給光亮度等于發(fā)光表面上某點(diǎn)周圍的微面在給定方向上的發(fā)光強(qiáng)度除以該微面在垂直于給定方向上的發(fā)光強(qiáng)度除以該微面在垂直于給定方向的投影面積定方向的投影面積光亮度的單位為坎（德拉）光亮度的單位為坎（德拉）/米米2（cd/m2）ddI dcosdSddSILncosdSIdSILn光亮度表示發(fā)光面上單位投影面光亮

7、度表示發(fā)光面上單位投影面積在單位立體角內(nèi)所發(fā)出的光通積在單位立體角內(nèi)所發(fā)出的光通量，表示面光源物理量量，表示面光源物理量立體角的定義：立體角的定義： 一個(gè)任意形狀的一個(gè)任意形狀的封閉錐面所包含封閉錐面所包含的空間稱為立體的空間稱為立體角，用角，用表示。表示。立體角定義圖立體角定義圖OrS 以錐體頂點(diǎn)為以錐體頂點(diǎn)為球心，任意球心，任意r r為半徑為半徑作一球面，此錐體作一球面，此錐體在球面上的截面為在球面上的截面為S S，則立體角表示為則立體角表示為2rS4422rr 立體角是平面角向三維空間的推廣。在二立體角是平面角向三維空間的推廣。在二維空間，維空間，2角度覆蓋整個(gè)單位圓。角度覆蓋整個(gè)單位圓

8、。 在三維空間，在三維空間， 4的球面度立體角覆蓋整個(gè)的球面度立體角覆蓋整個(gè)單位球面。單位球面。從一個(gè)球面上去處從一個(gè)球面上去處1球面度球面度立體角的圓錐立體角的圓錐計(jì)算微元立體角的幾何關(guān)系計(jì)算微元立體角的幾何關(guān)系幾個(gè)概念反射，折射，透射，吸收反射，折射，透射，吸收：1據(jù)能量守衡定律，材料的反射系數(shù)+透射系數(shù)+吸收系數(shù)=1鋁（普通）的反射系數(shù)為60-73%，吸收系數(shù)為27-40%。鋁（電解拋光）的反射系數(shù)為75-84%（光澤），62-70%（無光）。鉻反射系數(shù)為65%，吸收系數(shù)為35%。2光的反射分類：定向反射（Specular Reflection），散反射(Spread Reflectio

9、n)，漫反射(Diffuse Reflection)，混合反射(Compound Reflection)。3折射：水的臨界折射角為48.5，玻璃的臨界折射角為30到40。玻璃的折射率為1.5左右。4光的透射分類：定向透射，散透射(Spread Transmission)，漫透射(Diffuse Transmission)，混合透射(Mixed Transmission)。5光在玻璃表面垂直入射時(shí)，入射光在入射面被反射4%，在透過面被反射3-4%，被吸收2-8%，透過率為80-90%。6材料的表面的光反射和光透射具有光譜選擇性。照度、亮度圖解讀 通過照度圖和亮度圖可得到照明燈具的全部配光信息燈具

10、照射面燈具照明示意圖燈具照明示意圖燈具照明中心垂直照射接收面燈具照射面觀察者位于燈具位置沿著光束中心線觀察 如圖所示燈具垂直照射接收面光束角度為 設(shè)此圖是接收面的照度圖。每種顏色代表一定強(qiáng)度范圍內(nèi)的光照度，綠色代表照度最大最大值為627.63lux，黑色照度最小。橫坐標(biāo)為接收面x方向坐標(biāo)，縱坐標(biāo)為接收面y方向坐標(biāo)，原點(diǎn)處對(duì)應(yīng)燈具中心到接收面垂線的垂足。 可以得到人眼看到的光照范圍。如圖考慮到人眼僅對(duì)光強(qiáng)一半以上的有視覺效應(yīng)，且視為均勻的，看到的光照范圍光照中心為圓心, 直徑20mm范圍內(nèi)。再此之外范圍雖然有光照度，但人眼感覺不到。 如圖示是光強(qiáng)分布曲線，此圖對(duì)應(yīng)燈具示意圖中過原點(diǎn)yoz平面光強(qiáng)

11、分布圖 光強(qiáng)最大值為0.17cd 光束角 為120度。（光強(qiáng)半強(qiáng)所覆蓋的范圍） 做為照明工程設(shè)計(jì)人員應(yīng)該知道亮度學(xué)和照度學(xué)的分別為：前者是研究一個(gè)光源的發(fā)光特性，后者為被照物體的光照特性；前者的物理量有光通量（單位：lm）、發(fā)光強(qiáng)度（單位：cd描述點(diǎn)光源）亮度（單位：cd/m2描述面光源）后者的物理量為照度（單位：lux) 輻射度學(xué)可作為了解。輻射度學(xué)基本概念研究電磁波輻射的測(cè)試、計(jì)量和計(jì)算的學(xué)研究電磁波輻射的測(cè)試、計(jì)量和計(jì)算的學(xué)科稱為科稱為“輻射度學(xué)輻射度學(xué)”通通過電磁光譜來處理輻射能的測(cè)量過電磁光譜來處理輻射能的測(cè)量輻射度學(xué)主要研究頻率為輻射度學(xué)主要研究頻率為31011 31016Hz的的

12、光輻射，對(duì)應(yīng)于光輻射，對(duì)應(yīng)于0.011000m微米的波長(zhǎng)。微米的波長(zhǎng)。波段波段范圍包括紅外、可見光、范圍包括紅外、可見光、紫外線紫外線。亮度學(xué)是輻射度學(xué)中僅研究可見光部分的學(xué)科一、輻射通量一、輻射通量 輻射通量的定義：輻射通量的定義： 單位時(shí)間內(nèi)輻射體所輻射的總能量，用單位時(shí)間內(nèi)輻射體所輻射的總能量，用e表表示；其計(jì)量單位用功率單位瓦特。示；其計(jì)量單位用功率單位瓦特。 表示了一個(gè)輻射體輻射的強(qiáng)弱表示了一個(gè)輻射體輻射的強(qiáng)弱輻射通量就是輻射體的輻射功率輻射通量就是輻射體的輻射功率用輻射通量的光譜密集度來表示輻射體的輻用輻射通量的光譜密集度來表示輻射體的輻射通量按波長(zhǎng)分布的特性射通量按波長(zhǎng)分布的特性

13、 ddlime0 ddedee0其他表示其他表示 面積元面積元ds的輻射通量：的輻射通量： 單位時(shí)間內(nèi)面積元單位時(shí)間內(nèi)面積元ds輻射出輻射出 來的所有波長(zhǎng)的光能量。來的所有波長(zhǎng)的光能量。 分布函數(shù)（譜輻射通量密度）：分布函數(shù)（譜輻射通量密度）： 在單位時(shí)間內(nèi)通過光源面積元的某一波在單位時(shí)間內(nèi)通過光源面積元的某一波長(zhǎng)附近的單位波長(zhǎng)間隔內(nèi)的光能量。用長(zhǎng)附近的單位波長(zhǎng)間隔內(nèi)的光能量。用e()表示，表示，是波長(zhǎng)的函數(shù)。是波長(zhǎng)的函數(shù)。 其他表示其他表示 總輻射通量：總輻射通量： 從光源面積元從光源面積元ds輻射出來的波長(zhǎng)在輻射出來的波長(zhǎng)在 +d 間的輻射通量為：間的輻射通量為： 從光源面積元從光源面積元

14、ds發(fā)出的各種波長(zhǎng)光發(fā)出的各種波長(zhǎng)光的總輻射通量為：的總輻射通量為： dedd, 0de二、輻射強(qiáng)度二、輻射強(qiáng)度輻射體在不同方向上的輻射特性用在給輻射體在不同方向上的輻射特性用在給定方向上取立體角定方向上取立體角d，在，在d范圍內(nèi)的范圍內(nèi)的輻射通量為輻射通量為de。把把de與與d之比稱為輻射體在該方向上之比稱為輻射體在該方向上的的“輻射強(qiáng)度輻射強(qiáng)度”，Ie表示表示ddIee 單位立體角內(nèi)發(fā)出的輻射通量單位立體角內(nèi)發(fā)出的輻射通量 輻射強(qiáng)度的單位為瓦每球面度（輻射強(qiáng)度的單位為瓦每球面度（W/sr）。）。均勻點(diǎn)光源均勻點(diǎn)光源 4eeI三、輻（射）出射度、輻（射）照三、輻（射）出射度、輻（射）照度度輻

15、射強(qiáng)度不能表示輻射體表面不同位置的輻射特輻射強(qiáng)度不能表示輻射體表面不同位置的輻射特性性表示輻射體表面上任意一點(diǎn)表示輻射體表面上任意一點(diǎn)A處的輻射強(qiáng)弱：處的輻射強(qiáng)弱： 假定假定dS微面輻射出的輻射通量為微面輻射出的輻射通量為de，則，則A點(diǎn)的點(diǎn)的輻（射）出射度為輻（射）出射度為Me稱為稱為“輻（射）出射度輻（射）出射度”， 單位為瓦每平方米（單位為瓦每平方米（W/m2）dSdMee某點(diǎn)單位面積內(nèi)發(fā)出的輻射通量某點(diǎn)單位面積內(nèi)發(fā)出的輻射通量 dSeddSdMee單位為單位為瓦每平方米（瓦每平方米（W/m2）如果某一物體表面被其它輻射體照射如果某一物體表面被其它輻射體照射即為了表示即為了表示A點(diǎn)被照射

16、的強(qiáng)弱，假定物體點(diǎn)被照射的強(qiáng)弱，假定物體所接受的輻射通量為所接受的輻射通量為de，把把dS接受的接受的de與與dS之比稱為之比稱為“輻（射）照度輻（射）照度”，符號(hào)，符號(hào)為為Ee，即，即輻（射）照度與輻（射）輻（射）照度與輻（射） 出射度的單位一樣，出射度的單位一樣， 也為瓦每平方米（也為瓦每平方米（W/m2）dSdEee四、輻（射）亮四、輻（射）亮度度 用輻（射）亮度來表用輻（射）亮度來表示輻射體表面不同位示輻射體表面不同位置和不同方向上的輻置和不同方向上的輻射特性射特性dS在在AO垂直方向上的投影面積為垂直方向上的投影面積為dSncosdSdSn若在若在AO方向上的輻射強(qiáng)度為方向上的輻射強(qiáng)

17、度為Ie，把，把Ie與與dSn之比稱為之比稱為“輻輻 （射）亮度（射）亮度”，符號(hào)為，符號(hào)為L(zhǎng)e輻輻 （射）亮度代表了輻射體不同位置和不（射）亮度代表了輻射體不同位置和不同方向上的輻射特性。同方向上的輻射特性。單位為瓦每球面度平方米（單位為瓦每球面度平方米（W/（sr.m2）。）。needSIL 第二章 幾何光學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)幾何光學(xué)：幾何光學(xué)：以光線為基礎(chǔ)，用幾何的方法以光線為基礎(chǔ)，用幾何的方法來研究光在介質(zhì)中的傳播規(guī)律及光學(xué)系統(tǒng)來研究光在介質(zhì)中的傳播規(guī)律及光學(xué)系統(tǒng)的成像特性。的成像特性。發(fā)光點(diǎn)發(fā)光點(diǎn):當(dāng)光源的大小與其作用距離相比可當(dāng)光源的大小與其作用距離相比可以忽略不計(jì)時(shí)，也可認(rèn)為是一個(gè)點(diǎn)以忽略

18、不計(jì)時(shí)，也可認(rèn)為是一個(gè)點(diǎn).在開發(fā)在開發(fā)照明光學(xué)系統(tǒng)的時(shí)候照明光學(xué)系統(tǒng)的時(shí)候,往往以點(diǎn)光源或者等往往以點(diǎn)光源或者等效點(diǎn)光源來做初步設(shè)計(jì)效點(diǎn)光源來做初步設(shè)計(jì)幾何光學(xué)的基本定律幾何光學(xué)的基本定律 光的直線傳播定律光的直線傳播定律:在在中，光線沿直線傳播中，光線沿直線傳播 光的獨(dú)立傳播定律光的獨(dú)立傳播定律:不同的光源發(fā)出的光不同的光源發(fā)出的光線在空間某點(diǎn)相遇時(shí)，線在空間某點(diǎn)相遇時(shí)，。在。在光線的相會(huì)點(diǎn)上，光的強(qiáng)度是各光束的簡(jiǎn)光線的相會(huì)點(diǎn)上，光的強(qiáng)度是各光束的簡(jiǎn)單疊加，離開交會(huì)點(diǎn)后，各個(gè)光束單疊加，離開交會(huì)點(diǎn)后，各個(gè)光束。 光的折射定律光的折射定律:na出射光線出射光線入射光線入射光線法線法線IIONQ

19、nbI：入射角入射角I：折射角：折射角（1）折射光線位于由入射光線和法線）折射光線位于由入射光線和法線所決定的平面內(nèi)，折射光線和入射光所決定的平面內(nèi)，折射光線和入射光線分居法線兩側(cè)。線分居法線兩側(cè)。（2）入射角的正弦和折射角的正弦）入射角的正弦和折射角的正弦之比與兩角度的大小無關(guān)，僅決定于之比與兩角度的大小無關(guān)，僅決定于介質(zhì)的性質(zhì)，為一恒量介質(zhì)的性質(zhì)，為一恒量即na出射光線出射光線入射光線入射光線法線法線IIONQnbabnnII,sinsin （2）入射角）入射角 I和反射角和反射角I的絕對(duì)值相同，可表示為的絕對(duì)值相同，可表示為 II （1）反射光線在由）反射光線在由入射光線和法線所決定入射

20、光線和法線所決定的平面內(nèi)的平面內(nèi)反射光線反射光線入射光線入射光線法線法線INI”O(jiān)符號(hào)相反說明符號(hào)相反說明和和分居法線兩側(cè)。分居法線兩側(cè)。 光的反射定律光的反射定律:光線由光密介質(zhì)入射到光疏介質(zhì)，在分界面將發(fā)光線由光密介質(zhì)入射到光疏介質(zhì)，在分界面將發(fā)生反射和折射現(xiàn)象，隨著入射角的增大，折射光生反射和折射現(xiàn)象，隨著入射角的增大，折射光線消失的現(xiàn)象稱為全反射現(xiàn)象。線消失的現(xiàn)象稱為全反射現(xiàn)象。當(dāng)當(dāng)光光由由射射向向時(shí)時(shí), 質(zhì)質(zhì)按照反射定律在介面上全部被反射回原介質(zhì)按照反射定律在介面上全部被反射回原介質(zhì)對(duì)應(yīng)于對(duì)應(yīng)于 的入射角的入射角 被稱為被稱為臨界角臨界角1sinI InnImsin記為記為,可知可知

21、mI全反射的兩個(gè)條件：全反射的兩個(gè)條件：（1）光密到光疏介質(zhì)；）光密到光疏介質(zhì)；（2）入射角大于臨界角；）入射角大于臨界角；全反射的應(yīng)用：全反射的應(yīng)用：（1）制成各種全反射棱鏡，用于折轉(zhuǎn)光路，代）制成各種全反射棱鏡，用于折轉(zhuǎn)光路，代替平面反射鏡。替平面反射鏡。（2）制造光導(dǎo)纖維。）制造光導(dǎo)纖維。（3）照明光學(xué)中制造照明光學(xué)中制造全反射透鏡全反射透鏡。 透鏡是構(gòu)成光學(xué)系統(tǒng)最基本的成像元件，它由兩透鏡是構(gòu)成光學(xué)系統(tǒng)最基本的成像元件，它由兩個(gè)球面或一個(gè)球面和一個(gè)平面所構(gòu)成。光線在通個(gè)球面或一個(gè)球面和一個(gè)平面所構(gòu)成。光線在通過透鏡時(shí)會(huì)在這些面上發(fā)生折射。過透鏡時(shí)會(huì)在這些面上發(fā)生折射。照明光學(xué)系統(tǒng)照明光

22、學(xué)系統(tǒng)亦是一個(gè)成像系統(tǒng)，目前應(yīng)該以成像光學(xué)為主，亦是一個(gè)成像系統(tǒng)，目前應(yīng)該以成像光學(xué)為主，結(jié)合光能量的利用率來解決照明問題，結(jié)合光能量的利用率來解決照明問題，因此有必因此有必要研究了解要研究了解球面的成像規(guī)律。 C：球面曲率中心。：球面曲率中心。 OE：透鏡球面，也是兩種介質(zhì)：透鏡球面，也是兩種介質(zhì) n 與與 n 的分界面。的分界面。 OC：球面曲率半徑：球面曲率半徑, r。 O：頂點(diǎn)。：頂點(diǎn)。 h：光線投射高度。：光線投射高度。EOhCnnr子午面子午面: 包含物點(diǎn)（或物體）和光軸的光路截面包含物點(diǎn)（或物體）和光軸的光路截面。 單個(gè)折射球面的結(jié)構(gòu)參數(shù)：?jiǎn)蝹€(gè)折射球面的結(jié)構(gòu)參數(shù)： r , n ,

23、 n。給定了結(jié)構(gòu)參數(shù)和物點(diǎn)給定了結(jié)構(gòu)參數(shù)和物點(diǎn)A后，即可確定后，即可確定A點(diǎn)的像。點(diǎn)的像。AEOhCnnr-U 物點(diǎn)物點(diǎn)A在光軸上，其到頂點(diǎn)在光軸上，其到頂點(diǎn)O的距離的距離OA為為，用，用 L 表示。表示。 入射光線入射光線AE與光軸的夾角為物方傾斜角也叫與光軸的夾角為物方傾斜角也叫，用，用U 表示。表示。AEOhCnnr-L折射光線折射光線EA 由以下參量確定：由以下參量確定：像方截距：頂點(diǎn)像方截距：頂點(diǎn)O到折射光線與光軸交點(diǎn)，用到折射光線與光軸交點(diǎn)，用L表示。表示。像方傾斜角：折射光線像方傾斜角：折射光線EA 與光軸的夾角，也叫像方孔與光軸的夾角，也叫像方孔徑角，用徑角，用U 表示。表示。

24、AEOhCnnr-L-UALU像方參數(shù)與對(duì)應(yīng)的物方參數(shù)所用的字母相同，并加以像方參數(shù)與對(duì)應(yīng)的物方參數(shù)所用的字母相同，并加以“ ” 相區(qū)別。相區(qū)別。只知道無符號(hào)的參數(shù)，光線可能有四種情況。要確定只知道無符號(hào)的參數(shù)，光線可能有四種情況。要確定光線的位置，僅有參量是不夠的，還必須對(duì)符號(hào)作出光線的位置，僅有參量是不夠的，還必須對(duì)符號(hào)作出規(guī)定。規(guī)定。從左向右為從左向右為，反之為，反之為。正向光路正向光路反向光路反向光路：從起點(diǎn)（原點(diǎn)）到終點(diǎn)的方向與光從起點(diǎn)（原點(diǎn)）到終點(diǎn)的方向與光線傳播方向相同，線傳播方向相同，為正為正；反之；反之為負(fù)為負(fù)。 即線段的即線段的原點(diǎn)原點(diǎn)為起點(diǎn)，為起點(diǎn)，向右為正，向左為負(fù)向右

25、為正，向左為負(fù)。原點(diǎn)原點(diǎn)+原點(diǎn)原點(diǎn)- 原點(diǎn)規(guī)定原點(diǎn)規(guī)定：（1）曲率半）曲率半徑徑 r ,，球球心心C在右為正在右為正，在左為負(fù)在左為負(fù)。EAO+rCAEC-rO （2）物方截距物方截距L 和像方截距和像方截距L 也以頂點(diǎn)也以頂點(diǎn)O為為原點(diǎn)，原點(diǎn)，到光線與光軸交點(diǎn)，到光線與光軸交點(diǎn)，向右為正，向左向右為正，向左為負(fù)為負(fù)。AA-L+LEOCAEC-L-LAO（3）球面）球面間隔間隔 d 以前一個(gè)球面的頂點(diǎn)為原點(diǎn)以前一個(gè)球面的頂點(diǎn)為原點(diǎn)， 向右為正，向左為負(fù)向右為正，向左為負(fù)。O1O2O1O2O1O2+d+d-d2. 垂軸線段垂軸線段：以光軸：以光軸為界，為界，上方為正，下上方為正，下方為負(fù)方為負(fù)。

26、AB+yOEC+hAB-y 角度的度量一律以角度的度量一律以來度量，由來度量，由順時(shí)針順時(shí)針轉(zhuǎn)到轉(zhuǎn)到為正，逆時(shí)針為負(fù)。為正，逆時(shí)針為負(fù)。 （1）光線與光軸的夾角，如）光線與光軸的夾角，如U, U , 以以為起始邊為起始邊。-UUAB-LyOECrLABh-y（2） 光線與法線的夾角，光線與法線的夾角，如如I, I, 以以為起始邊。為起始邊。AB-LyOE-UCrLAUBh-yIII-I”I-I”-I（3） 入射點(diǎn)法線與光軸的夾角入射點(diǎn)法線與光軸的夾角（球心角），以（球心角），以為起始邊。為起始邊。AB-LyOE-UCrLAUBh-yII當(dāng)結(jié)構(gòu)參數(shù)當(dāng)結(jié)構(gòu)參數(shù) r , n , n 給定時(shí)，只要知道

27、給定時(shí)，只要知道 L 和和 U ，就可求，就可求L 和和 UUrrLIsinsinnsinIsinInUUII1sin I Lr()sinU 當(dāng)當(dāng) n, n, r 和和 L, U 已知時(shí)，由上述四個(gè)公式可依次求出已知時(shí)，由上述四個(gè)公式可依次求出U 和和 L。球面焦距公式球面焦距公式nrfnn nnff 11ff 空氣中：空氣中：意義：表示光學(xué)系統(tǒng)對(duì)光束會(huì)聚（或發(fā)散）意義：表示光學(xué)系統(tǒng)對(duì)光束會(huì)聚（或發(fā)散）的本領(lǐng)。的本領(lǐng)。f 或或 f 越小，越小，越大越大。稱為光學(xué)系統(tǒng)的光焦度稱為光學(xué)系統(tǒng)的光焦度討論：（3）平行平板，）平行平板，f 為為， ，對(duì)光束不起會(huì)聚，對(duì)光束不起會(huì)聚或發(fā)散作用?；虬l(fā)散作用。（1）0, (f 0) ,，愈大，匯聚本領(lǐng)愈愈大，匯聚本領(lǐng)愈大，反之亦然。大，反之亦然。 （2）0, (f 0，r2 0。由透鏡焦距公式由透鏡焦距公式1