Optics4.1实像与虚像、实物与虚物(5) 讨论物和像都是由一系列的点构成的,物点和像点一一对应实物、实像的意义在于有光线实际发自或通过该点,而虚物、虚像仅仅是由光的直线传播性质给人眼造成的一种错觉,实际上并没有光线经过该点物和像具有相对性,虚实之间也可以进行转换透镜2的像透镜1的像物Q'Q"Q透镜2的虚物透镜1透镜2
Optics (5) 讨论 ① 物和像都是由一系列的点构成的,物点和像点一一对应。 ② 实物、实像的意义在于有光线实际发自或通过该点,而虚 物、虚像仅仅是由光的直线传播性质给人眼造成的一种错 觉,实际上并没有光线经过该点。 ③ 物和像具有相对性,虚实之间也可以进行转换。 Q 物 Q ' 透镜1的像 Q '' 透镜2的像 透镜2的虚物 透镜1 透镜2 4.1实像与虚像、实物与虚物
Optics4.2 物方和像方、物与像的共轭性(1)光学系统的物方和像方物方(物空间):物点所在的空间(包含入射光线及其延长线)。像方(像空间):像点所在的空间(包含出射光线及其延长线)。像方空间物物方像像方物方空间观察者,或接收器物所在的空间反射镜的物方和像方重合所在的空间说明?任何情况下,物方包含所有的实、虚物点,像方包含所有的实、虚像点。物空间只与物点或入射光束发生关系,像空间只与像点或出射光束发生关系。这也是判断空间一点是物方还是像方的依据。对一个具体的光具组,物方可能不仅包含位于光具组前面的空间,而且也包含其后2面的空间。像方的概念也同样如此
Optics (1)光学系统的物方和像方 物方(物空间):物点所在的空间(包含入射光线及其延长线)。 像方(像空间):像点所在的空间(包含出射光线及其延长线)。 物 像 物方空间 像方空间 物所在的空间 物方 像方 反射镜的物方和像方重合 观察者,或接收器 所在的空间 说明 ① 任何情况下,物方包含所有的实、虚物点,像方包含所有的实、虚像点。物空间只 与物点或入射光束发生关系,像空间只与像点或出射光束发生关系。这也是判断空 间一点是物方还是像方的依据。 ② 对一个具体的光具组,物方可能不仅包含位于光具组前面的空间,而且也包含其后 面的空间。像方的概念也同样如此。 4.2 物方和像方、物与像的共轭性
Optics4.2 物方和像方、物与像的共轭性(2)牛物与像的共轭性对于给定的光学系统,无论物与像是实是虚,均具有共轭特性,即:将物点移到原来的像点位置,并使光线沿反方向射入光具组,像点将出现在原来的物点位置上。这样的一对物像点被称为共轭点共轭特性是光路可逆性原理的必然结果。共轭特性反映了物像之间的关系
Optics 对于给定的光学系统,无论物与像是实是虚,均具有共轭 特性,即:将物点移到原来的像点位置,并使光线沿反方 向射入光具组,像点将出现在原来的物点位置上。这样的 一对物像点被称为共轭点。 (2)物与像的共轭性 共轭特性是光路可逆性原理的必然结果。 共轭特性反映了物像之间的关系。 A A' A'' 4.2 物方和像方、物与像的共轭性
Optics4.3物像之间的等光程性等光程性:物点O经光具组成像于O',则O和Q'之间的光线等光程对实物和实像,多条光线光程的平稳值只能是恒定值,即相等。对虚物和虚像,引入“虚光线”与“虚光程”的概念。问题:虚光程怎么理解?一物像空间与折射率的关系按照费马原理,物像之间等光程nAB, +n'B,A' = nAB, +n'B, An对任意光线成立,只能是等式为0MB.BBnAB, =-n'B,A' nAB, =-n'B,An'虚光线则虚像所在空间折射率n'=-nA'反射光线的反向延长线P(QP) =ndln为所属空间的折射率QL)
Optics 4.3 物像之间的等光程性 等光程性:物点Q 经光具组成像于Q',则Q和Q' 之间的光线等光程。 𝑄𝑃 ≡ − න (𝐿) 𝑃 𝑄 𝑛𝑑𝑙 对实物和实像,多条光线光程的平稳值只能是恒定值,即相等。 对虚物和虚像,引入“虚光线”与“虚光程”的概念。 对任意光线成立,只能是等式为0 1 1 2 2 nAB n B A nAB n B A 按照费马原理,物像之间等光程 2 2 nAB n B A 1 1 nAB n B A 反射光线的反向延长线 虚光线 n n' 则虚像所在空间折射率 n' = -n n 为所属空间的折射率 问题:虚光程怎么理解?—物像空间与折射率的关系
Optics4.4等光程面和严格成像光学系统严格(理想)成像的条件(1)同心性不变:由物点发出的同心光束通过光具组后保持同心性不变(2)拿等光程成像:由物点发出的所有光线通过光具组后均应以相等的光程到达像点。讨论(1)同心性不变条件和等光程条件是等价的。(2)不满足理想成像条件时,即同心性被光具组破坏的情况下,出射光束变为像散光束,像点变为弥散斑。(3)从等光程性与同心性不变条件的等效性,可以对物的共轭像点做定义:对于一个物点,如果相应的光学系统能使其发出的所有光线,均以相等的光程通过另一点,则该点与物点共轭,称为像点
Optics 4.4 等光程面和严格成像 光学系统严格(理想)成像的条件 (1) 同心性不变:由物点发出的同心光束通过光具组后保持同心性不变。 (2) 等光程成像:由物点发出的所有光线通过光具组后均应以相等的光 程到达像点。 讨论 (1) 同心性不变条件和等光程条件是等价的。 (2) 不满足理想成像条件时,即同心性被光具组破坏的情况下,出射光 束变为像散光束,像点变为弥散斑。 (3) 从等光程性与同心性不变条件的等效性,可以对物的共轭像点做定 义:对于一个物点,如果相应的光学系统能使其发出的所有光线,均以相 等的光程通过另一点,则该点与物点共轭,称为像点