2.1.3基本几何元件的基点和基面
1 薄透镜的基点和基面
l 0 l 0
g 1 b 1
薄透镜物方主点和像方主点,物方节点和像方节点都位于光心
2 单个折射球面的基点和基面 单个折射球面可看作单独的理想光具
组,也具有基点和基面.
主平面轴向放大率 b 1
b nlH
n l H
nlH nl H
n n n n l l r
由于单球面折射的物方和象方折射率不相等因此两焦 距大小不等,主点和节点也不重合.
３ 球面反射镜的等效光组
b l'
l
gl
l
lH lH lJ lJ
lH lH 0
lJ lJ r
球面反射镜物方主点和像方主点重合位于顶点,物方节点和像 方节点重合位于球心。
g＝1的一对共轭光线中，物方光线和光轴的交点称为
物方节点J，像方光线和光轴的交点称为像方节点J’。
物方节平面：过J并且和光轴垂直的平面。 像方节平面：过J’并且和光轴垂直的平面。
2、理想光学系统的基点和基面表示
F
H
-f
f’
H’
F’
3 、焦距
物方焦距: F相对H的轴向线度,即f 。
像方焦距: F’相对H’的轴向线度,即f’ 。
l lH
lH lH
l lH 上式两边同乘以
得:
nlH
nl H
n
r
n
l
H
l
H
nlH nl H
上式左边为零,
n
r
n
l
H
l
H
0
n n 0 r
l lH 0
对单球面折射物方主点,像方主点和球面顶点相重合,物方主平
面和像方主平面相切与球面顶点.
n ii
n’
i’
F
H O
H’ f
r
JC J’
F’
-f
f’
由于主点已知焦距由
f n r n n ,
确定,焦点和焦平面的位置也就确定了.
f n r n n
由节点的定义和角放大率公式有
g lJ 1
lJ
lJ lJ
代入单个球面折射公式 n n n n l l r
得: lJ lJ r
即单球面折射的一对节点均位于球心处,过节点垂直于 光轴的平面即节平面
导非理想光学系统的设计。
2.1.2 基点和基面的概念－基点和基面
(1)主点和主平面 (2) 焦点和焦平面 (3)节点和节平面
(1) 主点和主平面－基点和基面的概念
y 光学 y’ H 系统 H’
物方和像方主平面
垂轴放大率b＝1的一对共轭面中，物平面称
为物方主平面，像平面称为像方主平面。 物方主点H： 物方主平面和光轴的交点。 像方主点H’：像方主平面和光轴的交点。
§2.1 理想光学系统的基点和基面
2.1.1 理想光学系统及其基本特点
1． 理想光学系统：
空间任意大的物体以任意宽的光束通过光学系统均能 成完善像。
2．理想光学系统成像特点：
(1) 点物成点像。 (2) 线物成线像。 (3) 平面物成平面像。
3．意义
(1) 可以研究可以视为理想光学系统的光学系统的成像； (2) 可以作为非理想焦点和焦平面－基点和基面的概念
光
学
系
F’
统
光
学
F
系
统
像方焦点F’：光轴上位于负无穷远的物对应的像点。 像方焦平面：过F’并且和光轴垂直的平面。
物方焦点F：光轴上位于正无穷远的像对应的物点。 物方焦平面：过F并且和光轴垂直的平面。
(3)节点和节平面－基点和基面的概念
光学
J 系统
J’
物方节点J和像方节点J’：