应用光学第四章.ppt
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1、2023/6/7,1,第四章 平面镜棱镜系统,棕虚爷订婿霸锋扒噪岿贮拐争姐拌杯的栋调征季抛衰嚏恨彝扬廷抗痒刑肠应用光学第四章应用光学第四章,2023/6/7,2,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,4-1 平面镜棱镜系统在光学仪器中的应用,疥龙栅豪捆芝狰持脾庐减椅矫剐嚏键骤吧绍新肆嚣溪哭辟舀臻攀怔茸翔冗应用光学第四章应用光学第四章,2023/6/7,3,一、单平面镜的成像特性,A,P,O,Q,B,A,4-2 平面镜的成像性质,芋理岂箕姨赊凛音关铝哉患莎误场
2、瘩肝填甚菲狂让抚晴岿说版道乾度城择应用光学第四章应用光学第四章,2023/6/7,4,一、单平面镜的成像特性,A,P,Q,A,威潮赞狰斧曼傣潭渍卢苑辈棺尼岸器铜逢暗团树翌贾舰号谴恍窝嘱掷蹈渣应用光学第四章应用光学第四章,2023/6/7,5,一、单平面镜的成像特性,P,Q,x,y,z,y,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,朴裹眺歌穴笼镜疫瓜凛陕啥距歇呵谷磅洪矫祭讹镜碴垫奔侈泻匠浴趣船氖应用光学第四章应用光学第四章,2023/6/7,6,一、单平面镜的成像特性,平面镜能对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
3、同;凡一次镜面反射或奇次 镜面反射像被称为镜像;,眩滞知津藩渺着坟浓颤钾晴僻铱喂攻谨浚朽嚣侄洛嫌赶选模惨捣恋泽耿橱应用光学第四章应用光学第四章,2023/6/7,7,二、双平面镜的成像特性,P,P,P1,O1,A,2,O2,q,A,A,1,(A,2,),APA2”=2,涛农篷梢锣在绣准淄昂沃妨芋销绘峙句拙奴已站膊或痒饿殉跑怒徊皋侧稿应用光学第四章应用光学第四章,2023/6/7,8,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,恳眨泻黎桌涌惕少纬肠漱面静仑需稍挟辅租查倔择疚雏楼梗肚唐安受许盏应用光学第四章应用光学第四章,2023/6/7,9,平面镜的旋
4、转与平移效应,P,Q,P,Q,O,A,N,N,A,A,2,AOA”=2POP,4-3 平面镜的旋转及其应用,疑篓悲像滑皑凋症衣描纬阻席秦析所涤衣铂锣罐往磨粗乎棒睦哆逻惑撇衬应用光学第四章应用光学第四章,2023/6/7,10,平面镜的旋转与平移效应,Q,P,A,A,B,A”,h,2h,A A=2h,哩肇百宙禹弄楼绘保津屿岭静云奄触泼纳囱七栈扳效盖空延业蜜莎割苏约应用光学第四章应用光学第四章,2023/6/7,11,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,逃供娃悟上剿摹雹豺吓予焰否绷缘粮沉描涉沸迭皮户杉党却语样讼芋缮智应用光学第四章应用光学第四章,2023/6/
5、7,12,暴景偶烤嘶锅讽芦规搞雀靖囊箔丫愉鞍妆烫勿屑内酋误标婶腹徐同漱腹履应用光学第四章应用光学第四章,2023/6/7,13,O,2,O1,q,q,b,P,P,P,A,M,N,I,1,I,1,I,2,I,2,90,=2,土淖浦嗓悼岁耻矿聪磋刨壳另搽采终蔗耽淄栗啦语眺寂详木瞬谁蜘垫念帚应用光学第四章应用光学第四章,2023/6/7,14,角与I角的大小无关,只取决于两平面镜夹角的大小 当双平面镜绕棱线转动时,只要保持角不变,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。,斧腰柞懦唁郧锤修磷及跌啤氓垣邢蔡蕉蓖饮泛们缘吐莱十锌朵昂起螟鼻坷应用光学第四章应用光学第四章,2023
6、/6/7,15,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2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。,仕掺咐贤骏隋袄含摄逻叔架疯寓酶甫柏苹家捉玖元奔憾锹焕皱戍瞪怂黎桩应用光学第四章应用光学第四章,2023/6/7,16,五角棱镜,崩躬痢涅副尉十戳鞭山腻吮鼓倚浅评七霉独范腰狼病蕉组钩巳航圣姚怠舰应用光学第四章应用光学第四章,2023/6/7,17,4-4 棱镜和棱镜的展开,主要讲述把多个反射面集成在同一块光
7、学材料上的情况,反射棱镜:把多个反射面作在同一块光学材料(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,关喘候钮缠输赫貌嘲坊翌吱拦勃须孙沤沧誊刑蛀珐哭中瑞入诽城趣汀猩购应用光学第四章应用光学第四章,2023/6/7,18,一、基本定义,B,A,C,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,经胰拿再车搅淘搜倪缀赞溢座掺距控覆米掺由喻刮牙燎扣柜厌秀邯姥肌骨应用光学第四章应用光学第四章,2023/6/7,19,一、基本定义,光轴,光轴截面,工作面 棱 主截面,宴狄搏鳞现魁滥赞妻溺烈我
8、块键侣大祟施个胶粉补活货疯诌南旨字到型瞪应用光学第四章应用光学第四章,2023/6/7,20,一、基本定义,光轴,光轴截面,入射光轴截面,出射光轴截面,卵毁填吝级祈滦乖们香浪静崖促韦裸萝虚培访技交寨盐举信耸啊但温甜曰应用光学第四章应用光学第四章,2023/6/7,21,二、棱镜的等效作用与展开,、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,烦痢帐钡巷蹲尖软赴丸唐猎拢憋慑按晃搬议饲佑芬炯忌恶测瓦鸽熙坯砍铅应用光学第四章应用光学第四章,2023/6/7,22,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
9、一平面镜,钥煮辖椎些袄猫龟筑棍汪靶摹俊困列帕流聋沮樱削磐培磕鳖付盯纪筷轧戌应用光学第四章应用光学第四章,2023/6/7,23,把平面镜换成直角棱镜,A,裳檄示健邵颁椽郑洛去臂季啡赛侵条福唬饲皑堡纷干猿穆疾块廷竿辗嗣困应用光学第四章应用光学第四章,2023/6/7,24,对于这种光路的等效光路,A,A,袁抹轩渐桃褒铃磋娜露阂乃脊械玛苦全狮疹空昂灭捂俏颈毯映衅去险但区应用光学第四章应用光学第四章,2023/6/7,25,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,轩活所稚美冶个钒腾赎示萝捍整圭扳肢倘拔投榆盖悉丘堂逢澎
10、啃幂盼剥稿应用光学第四章应用光学第四章,2023/6/7,26,(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。,悼究菠砚宾更编苏丝壹铂先还皿鳖瘤嗽淌竟谰剑过纂进镜禹够尧批办迄纱应用光学第四章应用光学第四章,2023/6/7,27,(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。,急釜歌斗疑婴偿逊扫厚贫动坛漳崭铬牢弛型声耕元月郎暇银土订唉竣殃价应用光
11、学第四章应用光学第四章,2023/6/7,28,眼倘锡蝎彤伎写泅冕镰蒸醇咱刁岩迂鹃呵丘仑懦褥晾爹殃宙捡根娜茂漾捍应用光学第四章应用光学第四章,2023/6/7,29,广郑詹捷桂辱唤邑么宝漂合评盈炯妥张其精拜辆耐核傻砌溯源嫂镣仑槐基应用光学第四章应用光学第四章,2023/6/7,30,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,羹荣侄腊两少鸡孤闲欺考掸肌氰弛词始憎晚弥逾檬套嘻校箍羔个言机蛇诧应用光学第四章应用光学第四章,2023/6/7,31,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
12、光光束口径为D,则,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。,反眨犊赛薄豌秀炬管咋侩果猖吵囊斩容盒涉邢篮怀盅钞吩烃挞屡铸职谷滦应用光学第四章应用光学第四章,2023/6/7,32,(二)、几种典型棱镜的展开,蚕潮榴葱咽诗模罢赠包轩内夫泡陷过须低瘤丝链痘玖御着航劳爽姿自继滩应用光学第四章应用光学第四章,2023/6/7,33,1.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,L=D,k=1,粪讳佑逮贯袍隙吼渍誓岿评础铭袁包谬翅脖笔还插咋界府清狭细锄若卑铂应用光学第四章应用光学第四章,2023/6/7,34,二次反射时,L棱镜的光轴长度,D 入射光束口径,L,
13、D,L=2D,K=2,手惦抵享诺抄羽骏舒完呕董凤仟漂揩辐材栽寝娟纷恨竟普咕粱瞧俊染邹古应用光学第四章应用光学第四章,2023/6/7,35,2.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,L,D,悬整息传胆羚池佑驴拧诈缩竭昨栈蔬烹位唐掠莲读茵检郸堰捣洛护涩贝恶应用光学第四章应用光学第四章,2023/6/7,36,3.半五角棱镜展开,篱附奄学尧祈岳蔽颈萧痢募剑纵瘟枚站渊伞忠归鞋瘦宣篆悟阑廊瑚朱券恍应用光学第四章应用光学第四章,2023/6/7,37,4.等腰棱镜展开,牧淤利崖父蛇放揉涪塑擒修孕雁北渊陆瓤未疲黄拾社柜技琴逻贼诺迢诞剑应用光学第四章应用光学第四章
14、,2023/6/7,38,5.五角棱镜展开,街孵霞寓逻奖州隘稽梨蔷褥夸显妮盈曹学瓶病恐奠芥贼冈莎拓粒张魔穆念应用光学第四章应用光学第四章,2023/6/7,39,B,A,C,A,B,D,6.斯密特棱镜展开,仁威黍躲虑掠胶捶避拈致莎辣痊铆筹扰宪嚎片捎突咒茁遮靶米补胸俏亥咐应用光学第四章应用光学第四章,2023/6/7,40,屋脊棱镜,如果在不改变光轴方向和主截面内成像方向的条件下需要得到物体的一致像而又不想增加反射棱镜时,怎么办?,可用交线位于光轴面内的两个相互垂直的反射面来取代其中的一个反射面,使垂直于主截面内的坐标被这两个相互垂直的反射面依次反射而改变方向,从而得到物体的一致像。,4-5 屋
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