工程光学复习大纲.ppt

1,复习大纲（2014）,《应用光学》的基本理论体系,第一章准备铺垫,第二章核心,第三章补充,第九章评价,第七章综合,第六章像差,第四章实际,第八章发展,,,,,,,,第五章度量,,2,目 录,第一章 几何光学的基本定律与成像概念第二章 理想光学系统第三章 平面和平面系统第四章 光学系统中的光束限制第五章 光度学和色度学基础第六章 光线的光路计算及像差理论第七章 典型光学系统第九章 光学系统的像质评价,,,,,,,,,3,第一章 几何光学的基本定律与成像概念,1. 几何光学的基本定律（内容、表达式、现象解释） 1）光的直线传播定律 2）光的独立传播定律 3）反射定律和折射定律（全反射及其应用） 4）光路的可逆性： 5）费马原理（最短光程原理）： 6）马吕斯定律：2. 完善成像条件（3种表述）,4,,3. 应用光学中的符号规则（6条）4. 单个折射球面的光线光路计算公式（近轴、远轴）,,,,,5,,5.单个折射面的成像公式（定义、公式、意义） 1）垂轴放大率 判断像的正倒、虚实及缩放 2）轴向放大率 3）角放大率γ 4） γ=  5）拉赫不变量 J=n’u’y’=nuy,6,,6.球面反射镜成像公式(n'=-n) J = u’y’ = - uy,7,,7.共轴球面系统公式（过渡公式、成像放大率公式）,,8,第二章 理想光学系统,1.共轴理想光学系统的成像性质是什么？ （3大点）2.无限远的轴上（外）物点的共轭像点是什么？它发出的光线有何性质？,9,,3. 无限远的轴上（外）像点的对应物点是什么？4. 物（像）方焦距的计算公式为何？5. 物方主平面与像方主平面的关系为何？ 其用途为何？光学系统的节点及性质？,,,,10,,6. 图解法求像的方法为何？（注意虚物概念） （可选择的典型光线和可利用的性质5条+1条）7. 解析法求像方法为何？（牛顿公式、高斯公式） 1）牛顿公式：,,,11,2）高斯公式：,,12,8. 由多个光组组成的理想光学系统的成像公式？ （过渡公式）9. 理想光学系统两焦距之间的关系？,,13,10. 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） 1）轴向放大率 2）角放大率 3）三种放大率之间的关系,,14,11.理想光学系统的组合公式为何？正切计算法？ 1）焦距： 2）光焦度： 3）焦点位置： 4）主平面位置：,,15,,5）正切计算公式：,16,12.两种典型的光组组合及其特点（组成、特点和应用）？ 1）远摄物镜 2）反远距型物镜,,17,第三章 平面和平面系统,1.平面光学元件的种类？作用？（3点）2.平面镜的成像特点和性质？平面镜的旋转特性？3.光学杠杆原理和应用？（测小角度和微位移）4.平行平板的成像特性？（3点）近轴区内的轴向位移公式？,18,,5.反射棱镜的种类（4种）、基本用途、成像方向判别、等效作用与展开。

6.折射棱镜的作用?其最小偏向角公式及应用7.光楔的偏向角公式及其应用（测小角度和微位移）,,19,,8.棱镜色散、色散曲线、白光光谱的概念9.常用的光学材料有几类？各有何特点？,,20,第四章 光学系统中的光束限制,1.什么是孔径光阑(作用)、入瞳、出瞳、孔径角？它们的关系如何？2.什么是视场光阑(作用)、入窗、出窗、视场角？它们的关系如何？3.什么是渐晕、渐晕光阑、渐晕系数？渐晕光阑和视场光阑的关系如何？4.系统中光阑的判断方法如何？,,,,21,,5.照相系统的基本结构怎样？成像关系和光束限制情况?6.望远系统的基本结构怎样？成像关系和光束限制情况?7.显微系统的基本结构怎样？成像关系和光束限制情况? 物方远心光路原理.,,,22,,8.光瞳衔接原则是什么?为什么要遵守该原则?9.场镜的定义、作用、成像关系如何？10.什么是景深、远景景深、近景景深？景深公式和影响因素？,,23,第五章 光度学和色度学基础,1.光度学中辐射量和光学量有哪些？单位是什么？什么是光度学基本量？定义和单位是什么？2.光传播过程中光学量的变化规律？光能损失有哪些？,,24,第六章 光线的光路计算及像差理论,1.什么是像差？共有几种像差？消像差的基本原则是什么？2.对像差计算有特征意义的光线有哪些？3.什么是单个折射球面的不晕点（齐明点）？有何性质？,25,3.各种像差的定义、影响因素、性质、消像差方法？,,26,,4.哪些像差与孔径有关？哪些像差与视场有关？5.显微物镜、望远物镜、照相物镜各应校正什么像差？为什么？,27,第七章 典型光学系统,1.正常眼、近视眼和远视眼的定义和特征是什么？应如何校正非正常眼？调节能力的计算公式是什么？2.什么是视觉放大率？表达式及其意义？它与光学系统的角放大率有何异同？,28,,3.放大镜的视觉放大率为何？（注意条件） 0＝D/f '＝250/f ',29,4. 关于显微镜系统： 1）组成（光学结构特点）、成像关系、 光束限制（生物显微镜和测量显微镜） 2）视觉放大率公式： Г＝250/f ' 3）线视场公式： 4）数值孔径、出瞳D’：NA＝nsinu, D'＝500NA/Г,,,,30,,5）物镜的分辨率： 6）显微镜的有效放大率：500NA≤Г≤1000NA 7）物镜的景深：NA,  8）视度调节：5. 临界照明和坷拉照明中的光瞳衔接关系？,31,6. 关于望远系统（开普勒）： 1）组成（光学结构特点）、成像关系、 光束限制 2）视觉放大率公式：Г＝－f '0/f 'e＝－D/D’, Г＝1/β 3）分辨率和与视觉放大率的关系：＝140″/D , Г＝60″, Г＝60″/  ＝D/2.3 4）有效放大率和工作放大率：,,,,32,7. 关于摄影系统： 1）组成（光学结构特点）、成像关系、 光束限制 2）摄影物镜的3个主要参数及其影响作用： 焦距f ’（像的大小）、相对孔径D/f ’（像面照度、分辨率）和视场角2（成像的范围） 3）分辨率公式：1/N＝1/NL＋1/Nr NL＝1/σ＝D/1.22λf ’,,,33,,4）光圈的定义及其与孔径光阑、分辨率、 像面照度、景深的关系： 光圈数：F＝f’/D， 光圈F, 光圈2a,光圈分辨率，光圈像面照度 ，光圈 景深 5）景深公式及其影响因素： 2a, P, f’ 6）摄影物镜的种类：（5种） 普通、大孔径、广角、远摄、变焦距,34,8. 关于投影系统： 1）系统的基本要求（像差、照明） 2）主要光学参数（4个： ） 3）其照明系统的衔接条件（2条）,,,,35,第九章 光学系统的像质评价,1.光学系统共有几种像质评价方法，各有何优缺点？2.光学传递函数是怎样反映光学系统像质优劣的？,,36,题型,一、填空题(10')二、判断题(18')二、做图题(16')三、简答题(20')四、计算题(36'),。