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理想光具组作图成像研究

2012-03-20孙文军王春来励强华

物理通报 2012年1期

孙文军 许 多 王春来 励强华

(哈尔滨师范大学物理与电子工程学院 黑龙江 哈尔滨 150025)

引言

光具组是由多个共轴的折射球面和反射球面构成的光学系统,而理想成像要求空间每一点都能严格成像,也就是物方的每一个同心光束都能转化成像方的一个同心光束.满足这种理想成像要求的光具组叫做理想光具组[1~3].对于任何共轴的光具组,无论其结构多复杂,只要能把它看成理想光具组,物像之间的共轭关系就完全由几对特殊的点和面所决定,这就是共轴理想光具组的基点和基面.由此可知,基点基面是为确定复杂光学系统的理想像位置及大小而提出的.文章主要利用理想光具组的几对特殊的点和面研究其成像的过程和特点.

基面包括主面和焦面.主面是横向放大率为1的一对共轭面,无穷远物平面和像平面的共轭面分别是像方焦面和物方焦面.主面与光轴的交点为主点,焦面与光轴的交点为焦点.另外还有一对节点,由于节点的位置很难确定,所以本文只讨论主点、主面、焦点、焦面的利用.

1 作图法求理想光具组像的依据[4~6]

作图法求理想光具组成像时可供利用的两条光线如下.

(1)过物点平行于光轴的光线,出射光线必经过像方的焦点.

(2)过物点和物方焦点的光线,出射光线必平行于光轴.

为了科学地表示各个物理符号的物理意义,特规定如下物理量的正负号,如图1所示.

图1 物理量的正负号及作图分析实例1

1)在物方……

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