郁道银主编 工程光学(知识点)(2)

2018-12-23 00:33

10、理想光学系统两焦距之间的关系?

11、理想光学系统的放大率?(定义、公式、用途、与单个折射面公式的区别和联系)

12、理想光学系统的组合公式为何?正切计算法?

13、几种典型的光组组合及其特点(组成、特点和应用)?

第 三 章 小 结( 平面与平面系统)

1、平面光学元件的种类?作用?(4种)

平面反射镜,唯一能成完善像的最简单的光学元件,可用于做光杠杆 平行平板,平行平板是个无光焦度的光学元件,不使物体放大或缩小, 反射棱镜,实现折转光路、转像和扫描等功能。 折射棱镜,改变光线的出射角,可用于放大偏转量。 2、平面镜的成像特点和性质?平面镜的旋转特性? 每一点都能成完善像,并且像与物虚实相反。

平面镜转动α,反射光线转动θ。

奇数次反射成镜像,偶数次反射成一致像。 3、光学杠杆原理和应用?(测小角度和微位移)

从透镜物方焦点发出光线束,经过系统后成平行光束经过微小偏转θ的平面镜后反射,再经过系统汇聚在像方焦平面上,测得垂轴距离y,则y=f’tan2θ=2θf’,测杆支点与光轴距离a,移动量x,θ=tanθ=x/a, so, y=(2f’/a)x=Kx,K为放大倍数。

4、平行平板的成像特性?(3点)近轴区内的轴向位移公式?

平行平板是个无光焦度的光学元件,不使物体放大或缩小,只将像从物位置进行一个轴向平移。近轴区能成完善像,非近轴区不能成完善像。

5、加平面镜、平行平板的成像计算。

6、反射棱镜的种类(4种)、基本用途、棱镜的主截面、成像方向判别、等效作用与展开。

简单棱镜,改变出射角,增加光程 屋脊棱镜,得到与物体一致的像

立方角锥棱镜,出射光线平行于入射光线像与物仅发生一个平行平移

复合棱镜,实现特殊功能,如分光、分色、转像、双像等 成像方向的判断

1)、O'z'坐标轴与光轴出射方向一致

2)、垂直于主界面的坐标轴O'y',若有奇数个屋脊面,则像方向与物方向相反;若有偶数个屋脊面,则方向相同

3)、平行于主界面的坐标轴O'x',(一个屋脊面当两个反射面)若有奇数个反射面,则像坐标系与物坐标系相反;若有偶数个反射面则相同

4)遇到透镜,O'x'、O'y'均转向。

7、折射棱镜的作用?其最小偏向角公式及应用 改变光线的出射角,可用于放大偏转量。

α为棱镜顶角,δ为偏向角。当光线的光路对称与折射棱镜

时,偏向角最小。已知α,测的最小偏向角δ,即可求得棱镜的折射率n

8、光楔的偏向角公式及其应用(测小角度和微位移)

δ=2(n-1)αcosφ, φ为两光楔相对旋转的角度。

当φ=90°时可用于测微小位移,单个棱镜的偏向角δ已知,棱镜间距离Δz已知,则垂轴方向的微小位移Δy=Δz δ = (n-1)αΔz

9、棱镜色散、色散曲线、白光光谱的概念。

棱镜色散:同一透明介质对于不同波长的单色光具有不同的折射率,故复合光经过棱镜后能被分解成多种不同颜色的光。

色散曲线:将介质的折射率随波长的变化用曲线表示。

白光光谱:狭缝发射出的白光经过透镜准直为平行光,平行光经过棱镜分解为各

色光,经过透镜汇聚在焦平面上排列成各种颜色的狭缝像。

10、常用的光学材料有几类?各有何特点?

光学玻璃,制造工艺成熟,品种齐全,一般能透过波长为0.35~2.5μm的各色光,超出波段范围的光会被强烈吸收。

光学晶体,透射波段比光学玻璃宽,应用日益广泛

光学塑胶,价格便宜、密度小、重量轻、易于压制成型、成本低、生产效率高和不易破碎等诸多优点,主要缺点是热膨胀系数和折射率的温度系数比光学玻璃大的多,受温度影响大成像质量不稳定。

第四章小结( 光学系统中的光阑与光束限制) 1、什么是光阑?

限制成像光束和成像范围的遮光片称为光阑。

2、什么是孔径光阑(作用)、入瞳、出瞳、孔径角?它们的关系如何? 限制轴上物点孔径角大小,并有选择轴外物点成像光束作用的光阑。 入瞳/出瞳:孔径光阑经前/后光学系统在物/像空间所成的像。 孔径角:光轴上的物体点与透镜的有效直径所形成的角度。 孔径光阑、入瞳和出瞳三者是物像关系。 主光线:通过入瞳中心的光线。

3、什么是视场光阑(作用)、入窗、出窗、视场角?它们的关系如何? 限制成像范围的光阑。 类似于入/出瞳。

视场角:主光线与光轴的夹角

物方视场角:在物空间,入窗边缘对入瞳中心张的角 像方视场角:在像空间,出窗边缘对出瞳中心张的角。


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