2022-2023學年高二物理競賽課件：軸球面系統(tǒng)coaxial systems of spherical surface的近軸成像

共軸球面系統(tǒng)（coaxialsystemsofsphericalsurface）的近軸成像

2共軸球面系統(tǒng)（coaxialsystemsofsphericalsurface）的近軸成像主光軸

所有折射球面的光軸在一條直線上 共軸

成像系統(tǒng)含有多個折射球面系統(tǒng)的主光軸（principalopticalaxis）32-4-1共軸球面系統(tǒng)的基點（cardinalpoints）

分析共軸球面系統(tǒng)的成像問題：系統(tǒng)復雜時，對各個球面用

逐次成像法，顯然是不方便的。

我們更關注一個物體的最終成像位置，而不關心中間像在何處。將系統(tǒng)作為一個整體來研究,希望能找到整個系統(tǒng)的一般特性整個系統(tǒng)的參照點－－基點4A.焦點（focalpoints）和焦平面共軸系統(tǒng)OO’OO’：系統(tǒng)的主光軸F’

像方焦點(第二主焦點)：平行于光軸的入射光線的像點F

物方焦點(第一主焦點)：平行于光軸的出射光線對應的物點。5B.主點（principalpoints）和主平面（principalplanes）主點定義:線放大率b=+1

的一對共軛（物像）平面與光軸的交點相應的共軛平面－－主平面物方主點(第一主點)像方主點(第二主點)和6共軸系統(tǒng)F’FOO’圖示：主點的形成11’1)入射光線1的出射光線1’通過F’；HH’RR’4)兩入射光線的延長線交點R

與兩出射光線的延長線交點R’互為共軛,并且線放大率b=+1.hh3)選取光線2的傾角使光線2’與光線1有相同的高度；22)入射光線2的出射光線2’平行于光軸；2’2’2’7主點的作用：

分別作為物空間和像空間的基準點。圖示：物PP1如何成像？PP1FF’HH’

F

相對于H的坐標---第一主焦距f；-ff’

F’

相對于H’的坐標---第二主焦距f’；P1’P’系統(tǒng)的作用等價于入射光線經(jīng)過兩主平面的兩次折射8C．節(jié)點（nodalpoints）和節(jié)平面（nodalplanes）節(jié)點

---角放大率的一對共軛平面與光軸的交點節(jié)平面

---通過節(jié)點并垂直于光軸的平面HH’O’O-u-u’NN’圖示：節(jié)點N和N’的定義9節(jié)點的解析位置：HH’O’ONN’節(jié)點N和N’是一對物像共軛點,并且和N相對于H的坐標:同理N與N’分別在H和H’的同一側(cè)距離相同的位置返回10當成像系統(tǒng)的兩邊是相同介質(zhì)時，可以證明

D.基點的一些特性主點焦點兩焦點不共軛焦距從主點量起,分別為

f

和f’

節(jié)點和節(jié)點和主點重合兩主點共軛兩主平面上的任一對等高點共軛兩節(jié)點共軛

112-4-2共軸球面系統(tǒng)的的近軸成像求解

（圖解法和解析法）

如果已經(jīng)知道光學系統(tǒng)的基點，可將系統(tǒng)作為一個整體對待，而不必考慮系統(tǒng)內(nèi)部每個面的折射成像

分析共軸球面系統(tǒng)的成像問題,如果每次都對各個球面用逐次成像法,顯然是不方便的;通常可用圖解法和解析法求解成像過程。12