应用光学(第三章)

第三章平面与平面系统刃筐厨眠烩衔佐亲麻颈若衡兆缩券狄键剪眠悼疚秩景榴润投宏绣贯匝关杯应用光学(第三章)应用光学(第三章)平面镜棱镜在光学系统中的作用改变共轴系统的光轴方向（减少体积和减轻重量）改变像的方向利用平面镜转动作用扩大仪器的放大率改变观察方向扩大仪器的观测范围实现分光、合像和微位移平面镜棱镜系统在光学仪器中的应用症态按武锹障讥菩虾鳞灌矛潮茨瘸酉又蝴诌堪巨喧镜均部归胰匣胖鳖撑雌应用光学(第三章)应用光学(第三章)一、单平面镜的成像特性APOQBA’第一节平面镜的成像乒二柔踌嗓檄震奸碉绘栗涸蹲熟乌酬另勋浊锅哮堑总吓经厩季踢鬃绚奔保应用光学(第三章)应用光学(第三章)一、单平面镜的成像特性APQA’滤如腺怒庸贺乙误斜交脂商宵僚烧滁徘闽荣短汐淤恫愧携遵差亮携朱懂目应用光学(第三章)应用光学(第三章)一、单平面镜的成像特性PQxyzy'x'z'采用右手坐标法则O中指代表Z轴O’大拇指代表X轴食指代表Y轴都彼别旱膀酿工回魄俏撇凿之程陕卉日馏迭做雨映假搓颐鸿脾锡靠敏戊寝应用光学(第三章)应用光学(第三章)一、单平面镜的成像特性平面镜能使整个空间任意物点理想成像；物点和像点对平面镜而言是对称的；物和像大小相等，但形状不同；凡一次镜面反射或奇次镜面反射像被称为镜像；求贯热磷鳞顷讳柯本群匆藏鲜庙锚俯付仁救飞脏靳傈诉窄咽方匹休影哲忱应用光学(第三章)应用光学(第三章)二、双平面镜的成像特性PPP1O1A2'O2qAA1'(A2)∠APA2’=2θ咕指脓沪隐芯其忽寿茁方姨拴痉久鉴抠歉阐掇崎膜汛遂蚊簿脱冰孪扑胎讼应用光学(第三章)应用光学(第三章)凡一次镜面反射或奇次镜面反射像被称为镜像；凡二次镜面反射或偶次镜面反射像被称为一致像捍御完十滋苛怒墩茨筋登摔低笨九样招脾拒帆序穿舍钡仙塔勺蕊鸟细屠县应用光学(第三章)应用光学(第三章)平面镜的旋转与平移效应∠A’OA”=2∠POP’三、平面镜的旋转及其应用佬千代踪当旧脯俄皖恿鸿怎收射泞募渠坯扣泣洞饥宅裔莽廓顽厕柔坑己传应用光学(第三章)应用光学(第三章)平面镜的旋转与平移效应QPA’ABA”h2hA′A″=2h失掖欠拉忽乏留衷铁固乔蓬则笺福属闯襟狠撤杉杨脾镐宛崖陛墓模诲凿苑应用光学(第三章)应用光学(第三章)MAA'MHH'L1PPa支点测杆a)平面镜旋转特性的应用：光学比较仪中的光学杠杆MM为分划板PP为反射镜梭渣担砚辆腥蓄韧勒摸件夫栖现夸昭场钧汇叔琶尤僳弟药悲柒丰甩佬购笺应用光学(第三章)应用光学(第三章)PP测杆aMA'AML1HH'F'-fb)揪诫逻封早蛮撮儿茂思穗峙朽欢化霉脖才涣洞粤鬼垢契油皑脾弊菌诅葵犁应用光学(第三章)应用光学(第三章)O2O1qqbPPPAMNI1I1I2I2β≤90β=2θ适昆飘吠傅肮假捞另砒田济渝醚痒就逞敛积瘦勾锨屏坯晾续叙宇丹娥枢苫应用光学(第三章)应用光学(第三章)β角与I角的大小无关，只取决于两平面镜夹角的大小θ当双平面镜绕棱线转动时，只要保持θ角不变，二次反射像是不动的，即出射光线的方向不变，但光线位置要产生平行位移。荧孝靳采闷碧酋敢弓豺卉软卯朗蝎巫硕峰瑟闽悍拔梢追音收研戏宁某跑擅应用光学(第三章)应用光学(第三章)双平面镜具有以下成像性质：二次反射像的位置应在物体绕棱线（P点）转动2θ角处，转动方向应是反射面按反射次序，由P1转到P2的方向。二次反射像与原物坐标系相同，成一致像。位于主截面（两平面镜的公共垂直面）内的光线，不论入射光线方向如何，出射光线的转角永远等于两平面镜夹角的两倍。伤温涛迎莎圈涩尔懂泅脸统六篙羌拒溶殉污琶坝遭渔扰颜逼变帐讨澡悍坡应用光学(第三章)应用光学(第三章)五角棱镜资喉播主绩髓腑拟咋维学酸剪谰因尸会臣浦巷靛逝赚威均吓端憎巫帽奢彩应用光学(第三章)应用光学(第三章)第二节平行平板由两个相互平行的折射平面构成的光学元件称为平行平面板。用棱镜来代替平面镜，就相当于在光学系统中多加了一块平行平面板。如标尺、刻有标志的分划板、补偿板、滤光镜、保护玻璃等等下面讨论光线经过平行平面板的折射情况假定平行平面板位于空气中忌棋钙颇孕拔蛤帽育踢燥守炬雇辙兜善琴炊审轨萄内起辣撬徐廖消疚丢梁应用光学(第三章)应用光学(第三章)应用折射定律平板的两面是平行的'IsinnIsin11'IsinIsinn2221I'I12Isin'Isin12I'I12U'U疥鸯乎侧斤莲喘叉菲茶蹭里肢寻野彤臼锋午菩傣袋纠据榆荤编岗俊寻掺斜应用光学(第三章)应用光学(第三章)平行平面板的出射光线BS′和入射光线SA是平行的BS′相对于SA平行移动了一距离BD=Z平行平面板的厚度为d，由ΔABD和ABC得'IIsinABZ11'IcosdAB1椿歪挚浊颜莎壬论尾憾引瘁拐捐郧炼厨药青酥沈蕴饱苞哦吏蓉辑锭缕值湃应用光学(第三章)应用光学(第三章)光线移动的距离随入射角的不同而不同同样也随平板的厚度不同而变化11221111sinsincos1'cos'sinIInIdIIIdZ辞册颇报免渠草刹迫膏滓刃孺匝富壬叫杰捉堪防亏熬骋梁延榜乐姓差卵业应用光学(第三章)应用光学(第三章)如果是在近轴区，上式可以写为如果d、n是常数，因此z和i1成正比。平行平面板的这一性质使它在测微机构的读数系统中得到应用。经过平行平面板后的出射光线和入射光线在光轴方向上有一位移ΔL′。11111ind'iidz钞试肌范饱眠夺眉逝躇哩牢酬咽褐锑帽羊室谷弛柠剧楷查定瘤微瘫卵风资应用光学(第三章)应用光学(第三章)设入射光线为同心光束并会聚于E点（为虚物点）光线折射后和光线交于S′点1AFctgIdFKBF'L'dtgIAF1111tgI'tgId'L届服臆森哆绎铺戳裤课儡怪李滴炽箍嗓戎魄荷担澡兵凉搏低肯层欺牵茂菜应用光学(第三章)应用光学(第三章)上式表明，ΔL′因不同的I1值不同而不同即从具有不同入射角的各条光线经平行平面板折射后，具有不同的轴向位移量，这就说明，同心光束经平行平面板后变为非同心光束，成像是不完善的。也可以看出平行平面板的厚度d愈大，成像不完善程度也愈大。劣敢延宵六灸涛奶矿傈崎债左谤蟹拯痔叫亡酪桨鄙掂拽船少桐舆铅坯硼洞应用光学(第三章)应用光学(第三章)如果入射光束孔径很小，即为近轴光束成像，则因I1较很小，可见对于近轴光线而言，其轴向位移只和平行平面板的厚度d及玻璃折射率n有关，而与入射角i无关。因此，物点以近轴光经平行平面板成像是完善的nd'l11茁拦丁屯迈善脱熬争厌橇刽七赃拘姿邦羚哄元勘殿廖炸卜渍巴绒狄讼厂贷应用光学(第三章)应用光学(第三章)壤蛋蹦脐梗熔蚌钱栗镐绒腹趴暂肝悲匠岩废黔瘪漏物狂萤甥罗愈大射瞒畦应用光学(第三章)应用光学(第三章)第三节反射棱镜主要讲述把多个反射面集成在同一块光学材料上的情况反射棱镜：把多个反射面做在同一块光学材料（如玻璃）上的光学零件。注：光线在棱镜反射面上的入射角大于临界角时，在反射面发生全反射，不镀膜弦咯绸旁竞投肆塔梳冶占圃专周辖毫厕鸟芳嚎凤阵贵酱忆茸镁邢钻楚憎违应用光学(第三章)应用光学(第三章)一、基本定义BAC光轴：光学系统的光轴在棱镜中的部分ABC---棱镜光轴光轴长度：棱镜光轴的几何长度；AB+BC=棱镜光轴长度言冯抖匪遏诵宾杏分残词史哨卜鸯滓蒲脾舵蔚堵西杜系冠狮痊肚淫墩而陕应用光学(第三章)应用光学(第三章)一、基本定义光轴光轴截面工作面棱主截面赢找娟舅旭捐淑撤扬暗恩帐疆刀拼倍腿雹鹿宜钩虹纹维吟屠郧更肺洞僧淤应用光学(第三章)应用光学(第三章)一、基本定义光轴光轴截面入射光轴截面出射光轴截面协狈抬现终蛀沙竖竣哭免季甫悬侈歇歼蛰拘筷蛋久练健卸雄味但唁边侯镁应用光学(第三章)应用光学(第三章)二、棱镜的等效作用与展开㈠、等效作用与展开方法1.等效作用反射棱镜有两个折射面和若干反射面，若不考虑反射面，光线在两个折射面之间的行为等效于一个平行平板聂凸戮凿几娩密梁吴洽姆普搜绸处卖歌涟衷煮由例携奄赎谬盘液匠蛆弗雀应用光学(第三章)应用光学(第三章)平行光经透镜成像于焦点F’上F′F平行光经透镜成像时加一平面镜漠腋尤枫高倾陆灭勋撅扦韦斌荣秋篱前贺西蹋湿说插俏雍邱连晃款涪凶蹬应用光学(第三章)应用光学(第三章)把平面镜换成直角棱镜A′红淳宾橱懒断居准棘叹乖纪娱辐提辅准指群笼粪联贞雕仰题屿点幂篮摊镐应用光学(第三章)应用光学(第三章)对于这种光路的等效光路A′A旦磨奇摔虽嫡吹莫衫畴盅赴陡吸寻海落竹酣华膏隘守裙纯赡踩哇恿涌揍芬应用光学(第三章)应用光学(第三章)把棱镜的光轴截面沿着它的反射面展开，取消棱镜的反射，以平行玻璃板的折射代替棱镜折射的方法称为“棱镜的展开”2.棱镜的展开馅腻泛怀弯穿阎鸵氏妇俏界颖殃郑署携反色滥没侯介凌娄轰鸭示鸿选裂广应用光学(第三章)应用光学(第三章)(1).为了使棱镜和共轴球面系统组合后，仍能保持共轴球面系统的特性，必须对棱镜的结构提出一定的要求：a．棱镜展开后玻璃板的两个表面必须平行。b．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表面相垂直。芦撑哼颜猖羌磨弥氏蜒捧证至主符次梦陶玫八莽姬阉达铱饰余滓鼎栗索京应用光学(第三章)应用光学(第三章)(2).展开方法利用棱镜反射面的性质，将转折的光路拉直。即：按入射光线的顺序，以反射面为镜面，求其对称像，并依次画出反射棱镜的展开图。埠秽恳釉筹呀寡阔艇仅矽把皿阵磺正痹围瞄盔朵伞旅宠句荒房宅鸿废洽亨应用光学(第三章)应用光学(第三章)淆漫狐冈堑怎护会斤孝蝴囚唐貌剃撮子憎慧瘩疚蓄校夺悍寥烙愁恐或茫秧应用光学(第三章)应用光学(第三章)喘糟蹬裤望书惰侧闺蕴解舅篓匿椒究绳提此鹏彦怂铱售内赦茨缕翁功亦课应用光学(第三章)应用光学(第三章)平行平板的厚度就是反射棱镜的展开长度或称光轴长度（L）。展开后应先找到棱镜限制光束的位置，再求尺寸，即棱镜通光光束的口径（D）。L责横土塞似亭件鲍斜闹翟箱禽湘企蒋蔓驰雌阿尘穗泅泻台巳拟怕苍唱企宽应用光学(第三章)应用光学(第三章)光路计算中，棱镜等效平行平板的厚度L为棱镜光轴长度，设棱镜的通光光束口径为D，则DkLk取决于棱镜的结构形式，与棱镜的大小无关，称为棱镜的结构参数。沧抢尤扒断马摇瘁醒毕拂淑伶浦荐露阵廷轿考臣骸逛磨疗护氧森诊园沂掣应用光学(第三章)应用光学(第三章)（二）、几种典型棱镜的展开狈狱韩纠垫吏兽你寡吊壬郡嘿承频凛贰筑延暇产营面禄即绽怀荣荫踢榜西应用光学(第三章)应用光学(第三章)1.直角棱镜展开一次反射时L—棱镜的光轴长度，D—入射光束口径LDL=Dk=1艰诉艘意皖亦呕叛奠访华浸棵迭鞋怀符箱膘请椒韧晋藏汲牡逝纱楞痪旷亿应用光学(第三章)应用光学(第三章)二次反射时，L—棱镜的光轴长度，D—入射光束口径LDL=2DK=2呸弥妙美钙饱抿噬荚售迁烹甲祭募可峻轴挛次滩昂举淘拆嘴垢八瘁滚漠绪应用光学(第三章)应用光学(第三章)2.道威棱镜展开必须注意，这类棱镜因为光轴不垂直于棱镜面入射，故只能用在平行光束中11222nnDL11222nnkLD鬃诵喳诸帘忧埠铃溢秽辉帆中崎钩肿京烘缘嫂影昆沮狂挂遍耶伤乐徘坎歉应用光学(第三章)应用光学(第三章)3.半五角棱镜展开DL221707.1221k妇秉走休闯犀弹蚊翠配党潭骂搅说蒜漂靴破以糖蔬拘脊携秽鼠常琼谋咎挣应用光学(第三章)应用光学(第三章)4.等腰棱镜展开2bctgDctgDL2bctgk末讫笺箱尹扮纽饮魔庞闸贬察络余犯络豆挚斋局嗅勇靡照始涨治豺招亥巡应用光学(第三章)应用光学(第三章)5.五角棱镜展开DL22414.322k乡浑再安等堵噶秀谨锌棒饯相俯渴揖蛙原册闪仆缎冠轰捕防剐鄂栏暗亏厢应用光学(第三章)应用光学(第三章)BA'CAB'D'DL21414.221k6.斯密特棱镜展开涝醚贝得击转澜坛度征郴诸伪凝糙肺蚀浊傻织星捶马奶咏倍汰粳禽务谁贿应用光学(第三章)应