第二章 共轴球面光学系统

这是一篇关于第二章 共轴球面光学系统的思维导图，包括：基本概念和符号规则、单个折射球面成像、单个反射球面成像n'=-n、共轴球面光学系统成像。

第二章 共轴球面光学系统

• 基本概念和符号规则
  • 常用符号（向右为正，向左为负）
    • 曲率半径r
    • 物体大小y
    • 像的大小y’
    • 光线入射角I
    • 光线折射角I’
    • 物方截距（物体到折射面或反射面顶点距离)L
    • 像方截距（折射面或反射面顶点到像的距离）L’
    • 物方孔径角（入射光线与光轴夹角）U
    • 像方孔径角（折射光线与光轴夹角）U’
  • 符号规则
    • 光路方向：自左向右
    • 光线与光轴的夹角：光轴转向光线，顺时针为正，逆时针为负
    • 光线与法线的夹角：光线转向法线，顺时针为正，逆时针为负
    • 光轴与法线的夹角：光轴转向法线，顺时针为正，逆时针为负
  • 符号规则意义
    • 物的虚实：物在左，负物距，对应实物
    • 像的虚实：像在右，正像距，对应实像
    • 成像方向：物高像高符号相反，成倒像
• 单个折射球面成像
  • 光路计算
  • 近轴区成像物像关系
  • 近轴区成像放大率
  • 放大率与物体成像关系
    • β
      • >0，成正像；<0，成倒像
      • 绝对值=1，物像大小一致；>1，成放大像；<1，成缩小像
      • >0，物像同侧，虚实相反；<0，物像异侧，虚实相同
• 单个反射球面成像n’=-n
  • 物像关系公式：1/l’+1/l=2/r
  • 反射球面焦距：f’=f=r/2
  • 成像放大率
    • β=y'/y=-l’/l
    • α= dl'/dl =-l’^2/l^2=-β^2
    • γ=u'/u=l/l'=-1/β
  • 拉赫不变量：J=uy=-u'y'
  • 球面反射镜成像特点
    • β>0，物像异侧，虚实相反，成正像
    • α恒为负，故物体沿光轴移动，像总是以相反方向移动
    • 球心处γ=1，故通过球心的光线沿原光路反射，仍会聚于球心
• 共轴球面光学系统成像
  • 过渡公式
    • n2=n1';nk=n(k-1)'
    • u2=u1';uk=u(k-1)'
    • y2=y1';yk=y(k-1)'
    • l2=l1-d1;lk=l(k-1)'=d(k-1)
    • n1u1y1=n2u2y2=nkukyk=nk'uk'yk'=J
  • 成像放大率
    • β=β1β2...βk
    • α=α1α2...αk
    • γ=γ1γ2...γk