f ' ? 100
H ? 20 50
H
D
D' H '
50 L l2 '
H '? 10
24
§4-6 平行平板的成像性质和棱镜的外形尺寸计算
? An example: 一个薄透镜组，焦距为 100，通光口径为 20。利
用它对无限远物体成像，像的直径为 10。在距离透镜 50处加入一
个五角棱镜，使光轴转折 90°求棱镜的尺寸和通过棱镜后的像面
7
§4-3 平面镜的旋转及应用
A
I1 I1
O1
O2
I2
?
I2
M
? 思考：当两平面反射镜夹角 θ 减小α角时，光线转角 β如何变 化？
N
?
?
8
§4-3 平面镜的旋转及应用
? Applications
?
2?
?
9
§4-4 棱镜和棱镜的展开
? 棱镜：由反射面和折射面组成的一块玻璃 ? 主截面：与各个棱垂直的截面称为棱镜的“主截面”
? I P1 h1 O1
? I' n
K h2
EN
等效空气层厚度 E
P2 E ? O1A? NA
O2 A
A'
L
O1 A ?
h1 tan(? I )
NA ? h2 ? h1 ? L ?tan(? I ')
tan(? I )
tan(? I )
E ? L tan I ' ? L ?cos I ? k ?L k ? cos I
l1' ? nl1
l2 ? l1'? L ? nl1? L
L
A l2 ' A'
l1
2. Second surface
1 ? n?0 l2' l2
l2 '?
l2 n
?
l1 ?
L n
22
§4-6 平行平板的成像性质和棱镜的外形尺寸计算
n
n?1
L/n
l2 ' A
l1
A' L/ n
l2 '
l1
l2 '?
l1
tan I n cos I ' n
cos I '
26
§4-6 平行平板的成像性质和棱镜的外形尺寸计算
E ? L tan I ' ? L ?cos I ? k ?L tan I n cos I ' n
B
A'
I
? ? 90?? 2I
?
C
I
A
C
I?
When convergent beam
? B ? ? C ? 90?? ? / 2
B
13
§4-4 棱镜和棱镜的展开
? Pentagonal prism
90?
E
A
D 45? B C
Film
14
§4-4 棱镜和棱镜的展开
D
E
A
? Pentagonal prism 要求光线旋转 90°
E B''
CF G
16
§4-4 棱镜和棱镜的展开
D
A
B
? Boot shaped prism
D
L
C
F
G
L ? AC ? FG
A'
? D tan 60? ? D tan 30?
B'
? 4 3D
A'' 3
E B''
17
§4-5 屋脊面和屋脊棱镜
y x
z
y'
z' x'
y
x z
Roof surface
z'
D
45? C C'
C''
B A' L
L ? (2 ? 2)D
B'
B' '
A' '
15
§4-4 棱镜和棱镜的展开
? Boot shaped prism 1. 必须加补偿棱镜 2. 棱镜与补偿棱镜间留有空隙 3. 补偿棱镜材料与棱镜相同 4. 棱镜第二个反射面必须镀膜
A
B
D
E
A D
C
F
G
B
A' B'
A' '
11
§4-4 棱镜和棱镜的展开
? Rectangular prism
B
A'
AB// A'C
? ABC ? ? A'CB F'
Mirror image:
A
C
F
? ACB ? ? A'CB
So:
等腰三角形
? ABC ? ? ACB
12
§4-4 棱镜和棱镜的展开
? Rectangular prism When parallel beam
尺寸。
H
D
D ? H ? H' ? 15
D' H '
2
50 L l2 '
L ? 3.414D ? 51.21
n ? 1.5163 e ? L ? 33.8 l2 '? 50 ? e ? 16.2 n
D' ? 10 ? 20 ? 10 ?16.2 ? 11.62 100
25
§4-6 平行平板的成像性质和棱镜的外形尺寸计算
10
§4-4 棱镜和棱镜的展开
? 棱镜的展开：以平行玻璃板的折射代替棱镜折射的方法
? 平面反射不影响成像性质，平面折射影响成像性质
? 对棱镜的要求：
1. 棱镜展开后玻璃板的两个表 面必须平行；
2. 如果棱镜位于会聚光束中， 则光轴必须和棱镜的入射及 出射光面相垂直。
B
A'
F'
A
C
F
对于平行光束只须满足第一个条件
4
§4-2 平面镜的成像性质
I ? I'
? 平面镜能使整个空间理想成像，物 点和像点对平面镜对称
? 物和像大小相等，物空间的右手坐 标在像空间为左手坐标，像是物的 “镜像”
? 偶数个平面反射成像大小、形状不 变；奇数个平面反射镜成像为镜像
5
§4-3 平面镜的旋转及应用
I I'
? ? 2I
2I ? 2?
第四章 平面镜棱镜系统
Chapter 4: Mirror and prism systems
1
§4-1 平面镜棱镜系统在光学仪器中的应用
2
§4-1 平面镜棱镜系统在光学仪器中的应用
3
Байду номын сангаас
§4-1 平面镜棱镜系统在光学仪器中的应用
? 平面镜棱镜系统的主要作用 : ? 将轴系统折叠以缩小仪器的体积和减轻仪器的重量 ? 改变像的方向 ? 改变共轴系统中光轴的位置和方向 ? 利用平面镜或者棱镜的旋转，可连续改变系统光轴的方向，扩 大观察范围
?
I 2?
当平面镜绕垂直于入射面的轴转动 α角时，反射光线将转动 2 α
6
§4-3 平面镜的旋转及应用
A
I1 I1
O1
O2
I2
?
I2
M
?
?
? O1O2M
2I1 ? 2I2 ? ?
? ? 2(I1 ? I2 )
N ? O1O2 N
? ? I1 ? I2
So
? ? 2?
Conclusion: 出射光线的 转角永远等于两平面镜间 夹角的二倍
y'
x'
18
§4-5 屋脊面和屋脊棱镜
y x
z
x' z' y'
y x
z
x' z'
y'
19
§4-5 屋脊面和屋脊棱镜
1 2 2' 1' 1 2 2' 1'
20
§4-5 屋脊面和屋脊棱镜
21
§4-6 平行平板的成像性质和棱镜的外形尺寸计算
1
2
1. First surface
n
n ? 1 ?0 l1' l1
?
L n
e? L n
等效空气层厚度
23
§4-6 平行平板的成像性质和棱镜的外形尺寸计算
? An example: 一个薄透镜组，焦距为 100，通光口径为 20。利 用它对无限远物体成像，像的直径为 10。在距离透镜 50处加入一 个五角棱镜，使光轴转折 90°求棱镜的尺寸和通过棱镜后的像面 尺寸。