第三章第二节

平行平板平行平板的成像特性平行平板的等效光学系统概述平行平板是由两个相互平行的折射平面构成的光学元件。分划板、测微平板、保护玻璃等。反射棱镜展开后，其在光路中的作用等效于一个平行玻璃平板。平行平板的成象特性平行平板成像示意图平行平板的成象特性轴上一点A1发出一孔径角U1为的光线A1D，经平行平板两表面折射后，其出射光线的延长线与光轴相交于A’2，出射光线的孔径角为U’2。平行平板的折射率为n，且位于空气中，光线在两折射面上的入射角和折射角分别为I1、I’1、I2、I’2。由折射定律，sinI1=nsinI’1，nsinI2=sinI’2由于两平面平行，I1’=I2由此sinI2’=sinI1，I2’=I1平行平板出射光线与入射光线平行，光线经平行平板后方向不变。平行平板的成象特性光线经平行平板后方向不变，U’2=U1从而说明平行平板是个无光焦度的光学元件，不会使物体放大或缩小，在光学系统中对总光焦度无贡献。1tantan1'2UU1112平行平板的成象特性像相对于物的侧向位移ΔTDE为三角形∆DEG和∆DEF的公共边，有：三角公式展开，并利用可求得：)'sin('cos)'sin(11111IIIdIIDEDGT'sinsin11InI)'coscos1(sin111InIIdT平行平板的成象特性像相对于物的轴向位移ΔL’利用三角形∆DEG的边角关系得：应用折射定律，代入上式：)'coscos1('sin'111InIdLIDGL)'1('11tgItgIdL平行平板的成象特性轴上位移ΔL’随入射角I1（即孔径角U1）的不同而不同。轴上点发出不同孔径的光线经平行平板后与光轴的交点不同。同心光束经平行平板后变成了非同心光束。平行平板不能成完善像。利用轴向位移ΔL’，像点A’2相对于第二个面的距离可按图中的几何关系式由下式直接给出：L’2=L1+ΔL’-d平行平板的等效光学系统对于平行平板的近轴光线，由于I1及I’1很小，其余弦值可用1代替，则轴向位移为：Δl’=d(1-1/n)从而对于平行平板的近轴区有：轴向位移只正比于d。Δl’与入射角无关，近似认为近轴区成完善像。d愈大，平板愈厚，轴向位移Δl’愈大。平行平板的等效光学系统利用上述性质，可将平行玻璃平板简化为一个等效空气平板。平行平板的等效光学系统等效空气平板如图所示，入射光线PQ经玻璃平板ABCD后，出射光线HA’平行于入射光线。过H点作光轴的平行线，交PA于G，过G作光轴的垂线EF。将玻璃平板的出射平面CD及出射光路HA’一起沿光轴平移△l’，则CD和EF重合，出射光线在点G与入射光线重合。光线经过玻璃平板的光路与无折射的通过空气层ABCD的光路完全一样。此空气层称为平行玻璃平板的等效空气平板。平行平板的等效光学系统等效空气平板的厚度：如果光学系统中有平行玻璃平板（包括由反射棱镜展开的平行玻璃平板），可将其等效为空气平板。计算无平行玻璃平板时的像方位置，然后沿光轴移动一个轴向位移，就得到有平行玻璃平板时的实际像面位置。ndldd/'小结平行平板成像的特性：轴向位移：平行平板不能成完善像。在近轴区内，平行平板成像是完善的。在光学系统中，平行平板可等效为空气平板：计算无平行玻璃平板时的像方位置，然后沿光轴移动一个轴向位移。)'1('11tgItgIdL