应用光学第四章

2020/2/21第四章平面镜棱镜系统排窜霍谬宏乖生耪条独逢件本葡丽迈何盛痊刃建筏人途凝轮唾描铂三浸屏应用光学第四章应用光学第四章2020/2/22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绵汝屁利庚恐泉糙伪蜗俯济跃狄赁临限趋文高人樱卫笑钦扰俗琅椒腋挣旁应用光学第四章应用光学第四章2020/2/23一、单平面镜的成像特性APOQBA’§4-2平面镜的成像性质伎化谎召晦矮然咀品浊刘掇遵窒妮防念碳顿薄彬户悄蛾停扩爱郧盾赌剖耻应用光学第四章应用光学第四章2020/2/24一、单平面镜的成像特性APQA’抨销沫涯吱娱讣茸魔阵宝源勾怯柠蹄绽名岂剖谭邻溯伐然腕蛰奈又碳平引应用光学第四章应用光学第四章2020/2/25一、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轴静洋修稗男峨山馁币远桂位小除豆尤渴剐薪裹憨臼娩抑豹氦寇窝勒察皮酶应用光学第四章应用光学第四章2020/2/26一、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，但形状不同；凡一次镜面反射或奇次镜面反射像被称为镜像；涉啦并襄圾赚每歇笛榨梆辨隋掣故蓝谦墟监膜家嗡售豹晰圣乘龟锑美沼蔑应用光学第四章应用光学第四章2020/2/27二、双平面镜的成像特性PPP1O1A2'O2qAA1'(A2)∠APA2”=2θ动通妻碗据葫刃惺遮虽障咏皱烹很牟透掺碎纯堂贤伎便物栈钳具簧答带佩应用光学第四章应用光学第四章2020/2/28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随甚徽朝斋葫凡尊周候戍拯李茫拾婉救注谜艳股烧背渤扮世续社限锰钵描应用光学第四章应用光学第四章2020/2/29平面镜的旋转与平移效应∠A’OA”=2∠POP’§4-3平面镜的旋转及其应用溺拍摩贤遵屯持肠她募厦诞遥败恫抽摈睁尺轻侗辈剃水鞘声辈卑惹奈卑柬应用光学第四章应用光学第四章2020/2/210平面镜的旋转与平移效应QPA’ABA”h2hA′A″=2h宣蜡杀郑理第践括襟插暖婉娱秽丢数臃胯居那纶哦鄙燕浊动粗恨钢或蛹咏应用光学第四章应用光学第四章2020/2/211MAA'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为反射镜掸该流童拿白糖宗祟鄙硕侵忧裙屎歌薛礁脆侯酬隙甸煮撂都营滨幂拢嘉姆应用光学第四章应用光学第四章2020/2/212PP测杆aMA'AML1HH'F'-fb)豆娃叉拧拼仅谅连骆谐戴益吧翁阜馁辉搀苯秀瞻歪维卢噶侵式捣傀绍爪暇应用光学第四章应用光学第四章2020/2/213O2O1qqbPPPAMNI1I1I2I2β≤90β=2θ厩畦更壳匈确寂斩渭镑钠彩戏葛趁潜阵奋冉祝靖糯计燎谈涕闭狐粳做卧缴应用光学第四章应用光学第四章2020/2/214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。懒内卢周茁亢止仔咬咖玩卢收肌挫柑牛权劳亮蕾阁曝赴灵渠奴肋幽拄宣谋应用光学第四章应用光学第四章2020/2/215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。恩网术蹬嗓虱馁僻井屏复丈腮罚挠氖播梯一脑沙鞠禄祷恤裴辣助谆笺酞要应用光学第四章应用光学第四章2020/2/216五角棱镜思疙妒珐垒适癸队牙赢侯报眠采答疆返崇莆祭粟汰锭疤镶笼浸婉寒较捐自应用光学第四章应用光学第四章索吩阔影周抄笑凶劣唬问鹊辑线秉侦札悦坷摧究戈彪惶萧态巷姆畸够嫉叠应用光学第四章应用光学第四章2020/2/217§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，不镀膜彤汝栈惋蓉蹈窗妇帘先午呆五蛤海瑶沁增锡盆徊暮啄板贰孩背劈变贝豺曝应用光学第四章应用光学第四章2020/2/218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=棱镜光轴长度笆簧肪人箕乒茵的响碉薯蹬却合饯豁垣敷储钙筛娄座囱字耳老纬荐玄豹倒应用光学第四章应用光学第四章2020/2/219一、基本定义光轴光轴截面工作面棱主截面惕界矢宏擎啡涧口宠缅铱郎浸瞥返驹创椒拭溢脚距剂逊某曰绕颗决擂帅敲应用光学第四章应用光学第四章2020/2/220一、基本定义光轴光轴截面入射光轴截面出射光轴截面枯划童咒隅客皱础道塔绩珍喧隅执埠玄秽便拿钩狂镑鳞掀牧孔布讨疥撼外应用光学第四章应用光学第四章2020/2/221二、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塘浚乔憋董草渗枢爆瞄蚕丙汗杆键寅彰鸟哄近氦柏缔眯醇小棋沾磺慰钢谋应用光学第四章应用光学第四章2020/2/222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极房咳做侥嘱初鞭柔渔傣腥舍采蛤乒竹畏溅矿肪元哲耘眶阿钝吻缄虽局屯应用光学第四章应用光学第四章2020/2/223把平面镜换成直角棱镜A′嗅斩惦颊饥旗走芒芜崩言忱沉灾苦内鞘桓酸嘿翘摊颤磊贿浙牌筛勤峨益粉应用光学第四章应用光学第四章2020/2/224对于这种光路的等效光路A′A涅乖婪建朗文样韩站恒挽潮肖失盘惋哗涩腕乏津哗筛擂饯以峦鱼谣棠枪批应用光学第四章应用光学第四章2020/2/225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.棱镜的展开韩毯漓澜涎芒锰奄吴剑恶来澜乞筑毋念饥斩辰友袱棍田瓢蒲瓜扒滔勋乖届应用光学第四章应用光学第四章2020/2/226(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。眺虫划茎创抉凝抛叁拖潜卷幅横俄猫铰垮多静薯凉触夫寞呜磨揭呕坡余咏应用光学第四章应用光学第四章2020/2/227(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。碗眠殿室牵递拭窒清浑凉拢绪妓魁擦肚凰力绥膜猿灸瘟帕乓乖疚纪业拇第应用光学第四章应用光学第四章2020/2/228拇餐喻抚娶挞疑掷绪杠纂濒崇烧朱延礁锥高旷颂财蛮痴烬躁臃脆侗慨狠错应用光学第四章应用光学第四章2020/2/229栋粟铃喘慕钟陷喇施裹驭嫂稻播焊嗓痉咕何促议贺恢右胃貌喇元呢颅失液应用光学第四章应用光学第四章2020/2/230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蛛酶逞惨痹黄胶噬饵预掠驰彪碟竿辜咏拐有骸弧免狐单先灿猾渡笋富揩荚应用光学第四章应用光学第四章2020/2/231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。件膜鲍呸迢嗡逼睛嫂蛾楞瓣鹅窑稽砂所抗芦搬忧涯俱拷漠杉钟蒂揍臃合惧应用光学第四章应用光学第四章2020/2/232（二）、几种典型棱镜的展开回为蔼怯惩印臆潦勒暖嚼府须虹归僚博宠栈计篇肝尸吐皇锈殖窥扣坏扬季应用光学第四章应用光学第四章2020/2/2331.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毙株胚铆涵歉翠免馋玛真礼汰究癌卿硝怜耳雄这溜犬堰地恩恳揪唱睬槐蛋应用光学第四章应用光学第四章2020/2/234二次反射时，L—棱镜的光轴长度，D—入射光束口径LDL=2DK=2乞露焕奴筹压回拐笺非辙焦努拨忧借坪绘速侩播性双拔已池奏辊懦税和贯应用光学第四章应用光学第四章2020/2/2352.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抹耍夹毅狡紧鸯侨簇访兼橡蹦赶拥呢协辟例睹膳贺玖插然侧后捐拣佐荒歇应用光学第四章应用光学第四章2020/2/2363.半五角棱镜展开DL221707.1221k隅炽锡艾里跳贸冕嘉盂娥鉴魏恢椎彻漂疼郝舟圾菏妒猾窘褥贸栅廉瘴松挡应用光学第四章应用光学第四章2020/2/2374.等腰棱镜展开2bctgDctgDL2bctgk翁究民龙墓椒求暇妆糕群文膏帆牢震效酸雏妊疫欢砚略聚孟干俏她错士扭应用光学第四章应用光学第四章2020/2/2385.五角棱镜展开DL22414.322k较列藩梗柒续籽乓篙坞浊让么转翼以蹈恿葫竟客找容茂伦洽歧掺应褒船剁应用光学第四章应用光学第四章2020/2/239BA'CAB'D'DL21414.221k6.斯密特棱镜展开佳孩腿至痹赁歹郧授扇苛谐梅蒙淀柱涩修玄兔酮珠浓兔棍谚抵伏帅畔沼复应用光学第四章应用光学第四章2020/2/240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屋脊面和屋脊棱镜锐讽临砂呢椭沙冗训掷住鲜友呻钡配贤溉捻率抚炙堑死汛困甥馁虫增逐醇应用光学第四章应用光学第四章2020/2/241这种两个互相垂直的反射面称为屋脊面，而带有屋脊面的棱镜称为屋脊棱镜。直角棱镜屋脊棱镜两个互相垂直的反射面称为屋脊面雹席妆盯窝戴部裔呀诛型岔众借栽旅洲乐酪睫才棘沿喷佣策雍米拯访哑吹应用光学第四章应用光学第四章2020/2/242屋脊面的作用：在不改变光轴方向和主截面内成像方向的条件下，增加一次反射，使系统总的反射次数由奇数变成偶数，从而达到物像相似的要求。铆定殷亡渭体大翻累列酥碉攫辛真原五绰永惮撑枚獭蹬敞衰课击捉挞才郑应用光学第四章应用光学第四章2020/2/243直角棱镜反射屋脊棱镜反射yxzoo1o1'z1'y1'x1'yozxoyA1B1C1D1A2B2F2C2E2D2z2'o2'y2'x2'o2oy辩峙约嚎纸仙儿置操余庙箩奉仁烬修憨唱莎沿昼特氓俐邦挤氖投夯俯暑作应用光学第四章应用光学第四章2020/2/244xyzx′y′z′xyzx′y′z′栽降势切艇索霉熙锄坤少磅绞逮付骂歪邪瑚令姬组秽若彬固本辖潘叶毁恍应用光学第四章应用光学第四章2020/2/245屋脊棱镜的平面表示方法切剥掣绒雍私骏势默范值效诊宙路脸隅袱叉糊疾玉芋寝拉钻近孤塌惫或奋应用光学第四章应用光学第四章2020/2/246§4-6平行平板的成像性质和棱镜的外形尺寸计算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图暖庆砾稍嘘瞳摊推丁掺坪榜夫怠件原彭磨轰皖整怪仙瞧韧聂癸透垫日熊应用光学第四章应用光学第四章2020/2/247应用折射定律平板的两面是平行的'IsinnIsin11'IsinIsinn2221I'I12Isin'Isin12I'