應(yīng)用光學(xué)第1章幾何光學(xué)的基本定律

1、緒論緒論對(duì)光學(xué)認(rèn)識(shí)的早期對(duì)光學(xué)認(rèn)識(shí)的早期l萌芽時(shí)期萌芽時(shí)期 春秋戰(zhàn)國(guó)春秋戰(zhàn)國(guó) 墨子墨經(jīng) 直線傳播、鏡面反射 希希 臘臘 歐幾里德光學(xué) 平面鏡成像l幾何光學(xué)時(shí)期幾何光學(xué)時(shí)期建立光的反射定律和折射定律光學(xué)儀器l伽利略望遠(yuǎn)鏡l開(kāi)普勒折光學(xué)開(kāi)普勒天文望遠(yuǎn)鏡l笛卡爾折射定律（正弦形式）1610費(fèi)馬費(fèi)馬原理從十七世紀(jì)開(kāi)始發(fā)現(xiàn)與從十七世紀(jì)開(kāi)始發(fā)現(xiàn)與光的直線傳播光的直線傳播不符的事實(shí)：不符的事實(shí)：u16551655年意大利數(shù)學(xué)家年意大利數(shù)學(xué)家格里馬第格里馬第首先發(fā)現(xiàn)光的衍射現(xiàn)象，是首先發(fā)現(xiàn)光的衍射現(xiàn)象，是光的波動(dòng)學(xué)說(shuō)的最早倡導(dǎo)者；光的波動(dòng)學(xué)說(shuō)的最早倡導(dǎo)者；u16691669年丹麥的年丹麥的巴塞林納斯巴塞林納斯

2、教授在冰洲石中發(fā)現(xiàn)了雙折射現(xiàn)教授在冰洲石中發(fā)現(xiàn)了雙折射現(xiàn)象象； u16721672年年胡可胡可也觀察到衍射現(xiàn)象；也觀察到衍射現(xiàn)象；u16781678年發(fā)現(xiàn)光的偏振現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)牛頓環(huán)現(xiàn)象。年發(fā)現(xiàn)光的偏振現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)牛頓環(huán)現(xiàn)象。這就迫使人們?nèi)ソ沂竟獾谋举|(zhì)。這就迫使人們?nèi)ソ沂竟獾谋举|(zhì)。一、光是什么？一、光是什么？光的本性光的本性l研究光的意義研究光的意義: 90%: 90%信息由視覺(jué)獲得信息由視覺(jué)獲得, ,光波是視光波是視覺(jué)的載體覺(jué)的載體l光是什么？光是什么？彈性粒子彈性波電磁波波粒彈性粒子彈性波電磁波波粒二象性二象性16661666年：牛頓提出微粒說(shuō)，年：牛頓提出微粒說(shuō)，彈性粒子彈性粒子1678167

3、8年：惠更斯提出波動(dòng)說(shuō)，以太年：惠更斯提出波動(dòng)說(shuō)，以太介質(zhì)介質(zhì)中傳播的中傳播的彈性彈性波波18731873年：麥克斯韋提出電磁波解釋，年：麥克斯韋提出電磁波解釋，電磁波電磁波19051905年：愛(ài)因斯坦提出年：愛(ài)因斯坦提出光子光子假設(shè)假設(shè)2020世紀(jì)：人們認(rèn)為光具有世紀(jì)：人們認(rèn)為光具有波粒二象性波粒二象性l光的本質(zhì)是電磁波光的本質(zhì)是電磁波l光的傳播實(shí)際上是波動(dòng)的傳播光的傳播實(shí)際上是波動(dòng)的傳播l物理光學(xué)：物理光學(xué)：研究光的本性，并由此來(lái)研究各研究光的本性，并由此來(lái)研究各種光學(xué)現(xiàn)象種光學(xué)現(xiàn)象l幾何光學(xué)：幾何光學(xué)：研究光的傳播規(guī)律和傳播現(xiàn)象研究光的傳播規(guī)律和傳播現(xiàn)象二、二、課程性質(zhì)和任務(wù)課程性質(zhì)和任

4、務(wù)l課程性質(zhì)：課程性質(zhì)：以幾何光學(xué)為理論基礎(chǔ)以幾何光學(xué)為理論基礎(chǔ)，以以光學(xué)系統(tǒng)中光的傳播、成像、光度學(xué)、光學(xué)系統(tǒng)設(shè)光的傳播、成像、光度學(xué)、光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理等為主要內(nèi)容計(jì)原理等為主要內(nèi)容的課程。利用光的直線傳播概念，研究光在光學(xué)儀器中的傳播和成像特性。l任務(wù)：任務(wù)：讓學(xué)生掌握光學(xué)系統(tǒng)成像的基本概念、知識(shí)和理論，學(xué)會(huì)光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本方法，具備光學(xué)系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)能力。三、三、課程課程的研究對(duì)象的研究對(duì)象1. 研究對(duì)象：研究對(duì)象：不考慮光的本性不考慮光的本性問(wèn)題，問(wèn)題，把光認(rèn)為把光認(rèn)為是是光線光線，研究光的傳播規(guī)律和傳播現(xiàn)象研究光的傳播規(guī)律和傳播現(xiàn)象。2.采用光線概念的意義：采用光線概念的意義：（

5、1）用光線的概念可以解釋絕大多數(shù)光學(xué)現(xiàn)象用光線的概念可以解釋絕大多數(shù)光學(xué)現(xiàn)象：影子、：影子、日食、月食日食、月食（2）絕大多數(shù)光學(xué)儀器都是采用光線的概念設(shè)計(jì)的絕大多數(shù)光學(xué)儀器都是采用光線的概念設(shè)計(jì)的3. 光線是能夠傳輸能量的幾何線，具有方向光線是能夠傳輸能量的幾何線，具有方向，光波的傳播問(wèn)題就變成了幾何的問(wèn)題光波的傳播問(wèn)題就變成了幾何的問(wèn)題，所以稱所以稱之為幾何光學(xué)之為幾何光學(xué)。4.幾何光學(xué)的適用條件：幾何光學(xué)的適用條件：光學(xué)系統(tǒng)的尺度遠(yuǎn)大于光波的波長(zhǎng)；介質(zhì)是均勻和各向同性的。五、五、課程要求課程要求l課前預(yù)習(xí)，課后復(fù)習(xí)，按時(shí)交作業(yè)l平時(shí)作業(yè)和出勤：30%l期末考試：70%四、課程的研究?jī)?nèi)容四

6、、課程的研究?jī)?nèi)容幾何光學(xué)幾何光學(xué)：幾何光學(xué)的基本定律和成像概念、理想光學(xué)系統(tǒng)、平面系統(tǒng)、光學(xué)系統(tǒng)的光束限制、光度學(xué)像差理論像差理論：影響光學(xué)系統(tǒng)成像質(zhì)量的七大幾何像差。理想光學(xué)系統(tǒng)理想光學(xué)系統(tǒng)：望遠(yuǎn)系統(tǒng)、顯微系統(tǒng)、照相系統(tǒng)、攝影系統(tǒng)、放映系統(tǒng)、眼睛。第第1章章 幾何光學(xué)的基本定律幾何光學(xué)的基本定律與成像概念與成像概念主要內(nèi)容：主要內(nèi)容： 幾何光學(xué)的基本概念幾何光學(xué)的基本概念 幾何光學(xué)的基本定律及可逆性原理幾何光學(xué)的基本定律及可逆性原理 費(fèi)馬原理費(fèi)馬原理 成像的概念成像的概念重點(diǎn)：重點(diǎn)：可逆性原理、費(fèi)馬原理和成像概念難點(diǎn)：難點(diǎn)：可逆性原理、物像之間的等光程性1.1 幾何光學(xué)的基本概念幾何光學(xué)的基

7、本概念l幾何光學(xué)是以光線光線的概念為基礎(chǔ),采用幾何方法幾何方法研究光在介質(zhì)中的傳播規(guī)律和光學(xué)系統(tǒng)的成像特性。v基本基本概念：概念： 光源、光波、光線、波面、光束v四大實(shí)驗(yàn)定律：四大實(shí)驗(yàn)定律： 按幾何光學(xué)的觀點(diǎn)，光經(jīng)過(guò)介質(zhì)的傳播問(wèn)題可歸結(jié)為：光的直線傳播定律、光的獨(dú)立傳播定光的直線傳播定律、光的獨(dú)立傳播定律、光的反射定律和折射定律。律、光的反射定律和折射定律。1.1.光波：是一種電磁波，是一定頻率范圍內(nèi)的電磁波，其振動(dòng)方向和光的傳播方向垂直，是橫波，其波長(zhǎng)比一般的無(wú)線電波短。可見(jiàn)光可見(jiàn)光：400nm760nm紫外光紫外光：5nm400nm紅外光紅外光：780nm40m近紅外近紅外：780nm3m

8、中紅外中紅外：3m6m遠(yuǎn)紅外遠(yuǎn)紅外：6m40m光波與電磁波關(guān)系？2.光源:任何能輻射光能的物體(本身發(fā)光或被照明后發(fā)光)。l 點(diǎn)光源點(diǎn)光源：光源的大小與輻射光能的作用距離相比可忽略時(shí)，光源稱為點(diǎn)光源。J在幾何光學(xué)里，發(fā)光點(diǎn)被抽象為一個(gè)既無(wú)體積又無(wú)大小的幾何點(diǎn)，但能輻射能量。實(shí)際光源總有一定大小并攜帶能量。3.光學(xué)介質(zhì)：光從一個(gè)地方傳至另一個(gè)地方的空間。例如：空氣、水、玻璃。l各向同性介質(zhì)各向同性介質(zhì)：光學(xué)介質(zhì)的光學(xué)性質(zhì)不隨方向而改變。l各向異性介質(zhì)各向異性介質(zhì)：?jiǎn)尉w（雙折射現(xiàn)象）l均勻介質(zhì)均勻介質(zhì)：光學(xué)介質(zhì)的不同部分具有相同的光學(xué)性質(zhì)均勻各向同性介質(zhì)l絕對(duì)折射率：1)()(nc,vvcn 4

9、.波面：光波是電磁波，光源可看作波源，在某一瞬時(shí)，其振動(dòng)位相相同的各點(diǎn)所構(gòu)成的曲面。等相位面等相位面波面為球波面為球面面At 時(shí)刻時(shí)刻t + t 時(shí)刻時(shí)刻5.光線：傳輸光能傳輸光能的有方向有方向的幾何線。在幾何光學(xué)里,光線光線被抽象為既無(wú)體積又無(wú)直徑的幾何線,幾何線的方向代表光線的方向，即光能的傳播方向。波面與光線之間的關(guān)系在各向同性介質(zhì)中,光沿著波面的法線方向傳輸,所以波面的法線就是光線。光線是波面的法線波面是垂直所有光線的曲面實(shí)際光線是不存在的！實(shí)際光線是不存在的！同心會(huì)聚光束同心會(huì)聚光束球面波球面波球面波球面波同心發(fā)散光束同心發(fā)散光束 （1）同心光束同心光束:同一發(fā)光點(diǎn)發(fā)出或交于同一點(diǎn)的

10、 光束。6.光束：具有一定關(guān)系的光線的集合 (3)像散光束：像散光束：即不相交于一點(diǎn)，又不平行，但有一定關(guān)系的光線的集合。(2)平行光束：平行光束：發(fā)光點(diǎn)位于無(wú)窮遠(yuǎn),波面為平面.平行光束平行光束平面波平面波l光束與波面的對(duì)應(yīng)關(guān)系光束與波面的對(duì)應(yīng)關(guān)系平行光束平面波同心光束球面波發(fā)散光束會(huì)聚光束 發(fā)光點(diǎn) 理想光學(xué)系統(tǒng) 點(diǎn) 同心光束理想光學(xué)系統(tǒng)同心光束 發(fā)光點(diǎn) 實(shí)際光學(xué)系統(tǒng) 斑 同心光束實(shí)際光學(xué)系統(tǒng)非同心光束1.2 幾何光學(xué)基本定律及可逆性原理幾何光學(xué)基本定律及可逆性原理一、幾何光學(xué)三大定律一、幾何光學(xué)三大定律1.光的直線傳播定律光的直線傳播定律：在各向同性、均勻、透明介質(zhì)中，光總是沿著直線傳播。成

11、立條件成立條件：各向同性、均勻、透明各向同性、均勻、透明介質(zhì)中，行進(jìn)過(guò)程中無(wú)小孔、狹縫等忽略衍射； 月亮地球太陽(yáng)不均勻介質(zhì)？不均勻介質(zhì)？光線軌跡：曲光線軌跡：曲線線2.獨(dú)立傳播定律獨(dú)立傳播定律：從不同發(fā)光體不同發(fā)光體發(fā)出的相互獨(dú)立的光線，以不同路徑傳播在空間某點(diǎn)相遇時(shí)，彼此互不影響（頻率、波長(zhǎng)、振幅頻率、波長(zhǎng)、振幅），），獨(dú)立傳播。相遇處的光強(qiáng)簡(jiǎn)單相加，總是增總是增強(qiáng)強(qiáng)。成立條件成立條件：此定律只對(duì)非相干光非相干光準(zhǔn)確成立忽略干涉現(xiàn)象。屏上被兩發(fā)光點(diǎn)同時(shí)照亮區(qū)域的照度等于兩光光點(diǎn)產(chǎn)生的照度之和。干 涉：非干涉：2221221EEIEIEEE手術(shù)無(wú)影燈和探照燈手術(shù)無(wú)影燈和探照燈3.3.光的折射和

12、反射定律光的折射和反射定律u反射定律：反射定律：入射光線、反射光線和投射點(diǎn)法線三者共面入射光線和反射光線位于法線兩側(cè),且有注：光滑分界面符號(hào)規(guī)則符號(hào)規(guī)則：光線沿銳角轉(zhuǎn)向法線，順時(shí)針為正，逆時(shí)針為負(fù)。11IIn1n21I1I2I粗糙表面？u折射定律：折射定律：入射光線、折射光線和投射點(diǎn)法線三三線線共面共面折射角正弦和入射角正弦之比在一定溫度和壓力下對(duì)一定波長(zhǎng)的光線而言是一常量，等于兩介質(zhì)折射率之比。折射：入射到光滑分界面的光，一部分被返回，另外一部分進(jìn)入第二種介質(zhì)，改變傳播方向。l相對(duì)折射率相對(duì)折射率：與空氣比較的折射率。l注：反射定律是折射定律的一種特例。 )593. 0,20,760(000

13、272. 1空氣中mmmHgn 111212IIIInn即constii12sinsin二、兩個(gè)重要的光學(xué)現(xiàn)象二、兩個(gè)重要的光學(xué)現(xiàn)象1. 全反射 如果如果n1 1 1,1,即即I1 1 I2 2 如果如果n1 1 n2 2, ,則則sinI1 1/ /sinI2 2= =n2 2/ /n1 11,1,即即I1 1 I2 2 I2 2首先達(dá)到首先達(dá)到9090l臨界角：臨界角：光從光密介質(zhì)入射到光疏介質(zhì)時(shí)，折射角等于90度時(shí)對(duì)應(yīng)的入射角。21nn mIII102,901I2I1ImImI21nn 2n全反射：全反射：光從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)時(shí)，如果 兩種介質(zhì)分界面把光能光能全部返回第一種介質(zhì)中去，

14、這種現(xiàn)象稱為全反射。u全反射條件全反射條件：u實(shí)質(zhì)實(shí)質(zhì)：第二種介質(zhì)內(nèi)有光進(jìn)入， 但又全部返回第一介質(zhì)。mIInn1211I2I1ImImI海市蜃樓是一種折光現(xiàn)象，由于靠近表面豎直海市蜃樓是一種折光現(xiàn)象，由于靠近表面豎直方向上空氣密度的劇烈變化，使得一些遠(yuǎn)處的方向上空氣密度的劇烈變化，使得一些遠(yuǎn)處的物體在一定區(qū)域形成圖像以代替其真實(shí)位置。物體在一定區(qū)域形成圖像以代替其真實(shí)位置。這些圖像是扭曲的，倒轉(zhuǎn)的或是搖擺的。這些圖像是扭曲的，倒轉(zhuǎn)的或是搖擺的?？諝饷芏扰c氣壓、溫度和水蒸氣含量密切相關(guān)?？諝饷芏扰c氣壓、溫度和水蒸氣含量密切相關(guān)。)()()()(11contentvapourwatervapet

15、emperaturTpressurePair上蜃景出現(xiàn)在真實(shí)物體的上方。海市蜃樓海市蜃樓:上層空氣發(fā)生全反射上層空氣發(fā)生全反射(又又叫上蜃景叫上蜃景)l在夏季，白晝海水溫度比較低，特別是有冷水流經(jīng)過(guò)的海面，水溫更低，下層空氣受水溫更低，下層空氣受水溫影響，較上層空氣為冷，出現(xiàn)下冷上曖的反?，F(xiàn)象出現(xiàn)下冷上曖的反?，F(xiàn)象。下層空氣本來(lái)就因氣壓較高，密度較大，現(xiàn)在再加上氣溫又較上層為低，密度就顯得特別大，因此空氣層下密上稀的差別因此空氣層下密上稀的差別異常顯著。異常顯著。l光線先由密的氣層逐漸折射進(jìn)入稀的氣層，并在上層發(fā)生全反射，又折回到下層密的氣層中來(lái)；經(jīng)過(guò)這樣彎曲的線路，最后投入我們的眼中，我們就

16、能看到它的像。l由于人的視覺(jué)總是感到物像是來(lái)自直線方向的，因此我們所看到的映像比實(shí)物是抬高了許多，所以叫做上現(xiàn)蜃景。下蜃景出現(xiàn)在真實(shí)物體的下方。下層空氣發(fā)生全反射下層空氣發(fā)生全反射(又叫下蜃景又叫下蜃景)l在沙漠里，白天沙石被太陽(yáng)曬得灼熱，接近沙層的氣溫升高極快。由于空氣不善于傳熱，所以在無(wú)風(fēng)的時(shí)候，空氣上下層間的熱量交換極小，導(dǎo)致下層空氣密度反而比上層導(dǎo)致下層空氣密度反而比上層小的反?，F(xiàn)象。小的反?，F(xiàn)象。在這種情況下，如果前方有一棵樹(shù)，它生長(zhǎng)在比較濕潤(rùn)的一塊地方，這時(shí)由樹(shù)梢傾斜向下投射的光線，因?yàn)槭怯擅芏却蟮目諝鈱舆M(jìn)入密度小的空氣層，會(huì)發(fā)生折射。折射光線到了貼近地面熱而稀的空氣層時(shí)，就發(fā)生全

17、反射，光線又由近地面密度小的氣層反射回到上面較密的氣層中來(lái)。l這樣，經(jīng)過(guò)一條向下向下凹陷的彎曲光線，把樹(shù)的影像送到人的眼中，就出現(xiàn)了一棵樹(shù)的倒影。由于倒影位于實(shí)物的下面，所以又叫下現(xiàn)蜃景。全反射應(yīng)用全反射棱鏡 應(yīng)用：車(chē)尾燈、路標(biāo)、潛望鏡等。光線經(jīng)玻璃光線經(jīng)玻璃射到指紋谷射到指紋谷的地方后在玻璃與空氣的界面的地方后在玻璃與空氣的界面發(fā)生全反射，光線被反射到發(fā)生全反射，光線被反射到CCDCCD，而，而射向脊射向脊的光線不的光線不發(fā)生全反射，而是被脊與玻璃的接觸面吸收或者漫反發(fā)生全反射，而是被脊與玻璃的接觸面吸收或者漫反射到別的地方，這樣就在射到別的地方，這樣就在CCDCCD上形成了指紋的圖像。上形

18、成了指紋的圖像。光導(dǎo)纖維（簡(jiǎn)稱：光纖） 應(yīng)用：傳光、傳像、內(nèi)窺鏡反 射 型折 射 型2.光路可逆性原理光路可逆性原理l光沿原路返回。光沿原路返回。l注：注：對(duì)于反射和折射現(xiàn)象，無(wú)論均勻介質(zhì)還是非均勻介質(zhì)，簡(jiǎn)單光學(xué)系統(tǒng)還是復(fù)雜光學(xué)系統(tǒng)，光的可逆性均成立。 反射一定存在l入射光入射光 折射特定條件下可能沒(méi)有（全反射）時(shí)發(fā)生全反射。mII n1n21I1I2I1.3 費(fèi)馬原理費(fèi)馬原理l費(fèi)馬原理是從費(fèi)馬原理是從“光程光程”的觀點(diǎn)描述光傳播的規(guī)律的觀點(diǎn)描述光傳播的規(guī)律,是幾何光學(xué)最基本的定律。是幾何光學(xué)最基本的定律。一、光程：一、光程：光在介質(zhì)中經(jīng)過(guò)的幾何路程與光在該介質(zhì)中的折射率的乘積。1.1.均勻介

19、質(zhì)中：均勻介質(zhì)中：l注：光在某種介質(zhì)中的光程等于它在相同時(shí)間內(nèi)在真空中所走過(guò)的路程。2.2.非均勻介質(zhì)：非均勻介質(zhì)：tclclnLBAdlzyxnLndldL),(ABabcdn1.3 費(fèi)馬原理費(fèi)馬原理二、費(fèi)馬原理：二、費(fèi)馬原理：光從空間一點(diǎn)傳播到另一點(diǎn)的實(shí)際路徑是沿著光程為極值（極大、極小、常量）的路徑傳播的。三、用費(fèi)馬原理理解光的三大幾何定律三、用費(fèi)馬原理理解光的三大幾何定律均勻介質(zhì)中：均勻介質(zhì)中：兩點(diǎn)間以直線最短直線傳播.反射反射0BAndlLABB1n2nMMNN1I1IQQ)()()()()()(11BMAAMBBMMAnBMAMBAMnAMB M與A和B在同一平面內(nèi) 光束反射時(shí)沿光

20、程為極小值路線行走。1.3 費(fèi)馬原理費(fèi)馬原理折射光束折射時(shí)沿光程為極小值路線行走。 M與A和B在同一平面內(nèi)。0sinsin)(dx)AOB(d)()(2211222222112222221121InInxbaxbnxaxnxbanxanOBnAOnAOB為極值根據(jù)費(fèi)馬原理，光程應(yīng)1n2nAB1I2I1a2abNNOx1.3 費(fèi)馬原理費(fèi)馬原理下面是一個(gè)光程為極大值的情況。實(shí)際光程為APB，滿足反射定律。)()()()()(AQBAPBQBAQAQBSBRSQRAQRBARARBPBAPAPBABCMNEFPRSQ反射球面反射球面橢橢球球面面實(shí)際光線光程為極大值的路徑傳播1.4 成像的概念成像的概

21、念各種各樣的光學(xué)儀器各種各樣的光學(xué)儀器 顯微鏡顯微鏡:觀察細(xì)小的物體觀察細(xì)小的物體 望遠(yuǎn)鏡望遠(yuǎn)鏡:觀察遠(yuǎn)距離的物體觀察遠(yuǎn)距離的物體各種光學(xué)零件各種光學(xué)零件反射鏡、透鏡和棱鏡反射鏡、透鏡和棱鏡1.光學(xué)系統(tǒng)：把各種光學(xué)零件按一定方式組合起來(lái)，滿足一定的要求。一、光學(xué)系統(tǒng)的概念和分類一、光學(xué)系統(tǒng)的概念和分類2.光學(xué)系統(tǒng)分類u按有無(wú)對(duì)稱軸分：按有無(wú)對(duì)稱軸分： 共軸系統(tǒng)：系統(tǒng)具有一條對(duì)稱軸線，光軸。 非共軸系統(tǒng)：沒(méi)有對(duì)稱軸線。u按介質(zhì)分界面形狀分：按介質(zhì)分界面形狀分： 球面系統(tǒng)：系統(tǒng)中的光學(xué)零件均由球面構(gòu)成。 非球面系統(tǒng)：系統(tǒng)中包含有非球面。 共軸球面系統(tǒng)：系統(tǒng)光學(xué)零件由球面構(gòu)成，并且具有一條對(duì)稱軸線。

22、l今后我們主要研究的是共軸球面系統(tǒng)和平面鏡、棱今后我們主要研究的是共軸球面系統(tǒng)和平面鏡、棱鏡系統(tǒng)鏡系統(tǒng)。二、物和像的基本概念1.基本概念基本概念l光軸：光軸：光學(xué)零件光學(xué)零件曲率中心的連線。對(duì)于一個(gè)球面，光軸是通過(guò)球心的直線對(duì)于一個(gè)透鏡，光軸是兩個(gè)球心的連線若光學(xué)系統(tǒng)由球面組成，它們的球心位于同一直線上，則稱為共軸球面系統(tǒng)，這條直線為該光學(xué)系統(tǒng)的光軸。實(shí)際上，光學(xué)系統(tǒng)的光軸是系統(tǒng)的對(duì)稱軸。l頂點(diǎn)：光軸與球面的交點(diǎn)1.4 成像的概念成像的概念2. 物和像的概念物和像的概念物點(diǎn)：實(shí)際進(jìn)入光學(xué)系統(tǒng)的入射光線的交點(diǎn)或物點(diǎn)：實(shí)際進(jìn)入光學(xué)系統(tǒng)的入射光線的交點(diǎn)或虛延長(zhǎng)線的交點(diǎn)。虛延長(zhǎng)線的交點(diǎn)。物點(diǎn)包括：實(shí)物

23、點(diǎn)和虛物點(diǎn)。像點(diǎn)：從光學(xué)系統(tǒng)出射的實(shí)際光線的交點(diǎn)或反像點(diǎn)：從光學(xué)系統(tǒng)出射的實(shí)際光線的交點(diǎn)或反向延長(zhǎng)線的交點(diǎn)。向延長(zhǎng)線的交點(diǎn)。像點(diǎn)包括：實(shí)像點(diǎn)和虛像點(diǎn)。實(shí)像可以用屏幕、膠片或眼睛接收。實(shí)像可以用屏幕、膠片或眼睛接收。虛像只能用眼睛接收。虛像只能用眼睛接收。1A)(21AA2A1.4 成像的概念成像的概念3. 物空間和像空間物空間和像空間物空間：物空間：進(jìn)入光學(xué)系統(tǒng)的實(shí)際光束所在空間；像空間：像空間：從光學(xué)系統(tǒng)出射的實(shí)際光束所在空間。4. 物、象方介質(zhì)折射率：物、象方介質(zhì)折射率：入射光線和出射光線所在介質(zhì)折射率。n1n2AA三三、物像之間的等光程性、物像之間的等光程性完善像點(diǎn)：完善像點(diǎn)：點(diǎn)物成點(diǎn)像，即：發(fā)散或會(huì)聚光束經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)后變成另一束發(fā)散或會(huì)聚光束。完善成像條件完善成像條件： 物點(diǎn)光學(xué)系統(tǒng)像點(diǎn) 同