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1、2-9 用作图法求光学系统的用作图法求光学系统的理想像理想像 已知一个理想光学系统的主点和的位置，利用光线通过它们后的性质，对物空间给定的点、线、面通过画图追踪典型光线求像，称为作图法求像。这可是重点呦！1 若 f 0，为正光组（会聚光组）若 f 0，为负光组（发散光组）记住喽，求像时先判断光组的正负！FF HH 正光组F FHH 负光组2可供选择的典型光线和可供利用的性质可供选择的典型光线和可供利用的性质有：有：（1）平行于光轴入射的光线，经过系统后过像方焦点。F HH3（2）过物方焦点的光线，经过系统后平行于光轴。FHH4（3）倾斜于光轴的平行光线，经过系）倾斜于光轴的平行光线，经过系统后
2、交于像方焦平面上某一点。统后交于像方焦平面上某一点。-wFHH5（4）自物方焦平面上一点发出的光束）自物方焦平面上一点发出的光束经系统后成倾斜于光轴的平行光束。经系统后成倾斜于光轴的平行光束。（5）共轭光线在主平面上的投射高度相等，即一对主平面的垂轴放大率为1。FHH6（6）光轴上的物点其像必在光轴）光轴上的物点其像必在光轴上。上。（7）过主点光线方向不变（n,n相同时）。HH再次强调：作图时先注意光组的正负，看物方焦点F和像方焦点F 的位置。7已知已知F 和和F，求轴上点，求轴上点A 的像的像AAFF 方法1：过 F 作物方焦平面，与A点发出的光线交于N，以N为辅助物，从N点作平行与光轴的直
3、线，经过光组后交于像方焦点F，则AN光线过光组后与辅助光线平行，与光轴的交点既是A。N（一）正光组轴上点作图HH8方法2：过F 作辅助线，过光组后与光轴平行，交像方焦平面于N，则A点射出的与辅助光线平行的光线过光组后过 N 点，与光轴交点即是A。AAFF NHH9方法：过 A 作垂直于光轴的辅助物AB，按照前面的方法求出B，由B作光轴的垂线，则交点A就是 A 的像。AAFF HHBB10方法方法4：利用过主点光线方向不变，作利用过主点光线方向不变，作过主点的辅助光线。利用像方过主点的辅助光线。利用像方焦平面上发出的光线过光组后焦平面上发出的光线过光组后平行射出的性质。然后作平行平行射出的性质。
4、然后作平行辅助光线的出射光线。辅助光线的出射光线。AAFF NHH11也可以利用像方焦平面。作和入射光线平行的辅助光线，利用与光轴成一定角度的光束过光组后交于像方焦平面。AAFF NHH12方法方法5：利用像方焦平面性质和过利用像方焦平面性质和过物方焦点的辅助光线。物方焦点的辅助光线。AAFF NHH13Q（二）负光组轴上点作图（二）负光组轴上点作图FFHHAAN方法1：（1）AQQ（4）NR（3）延长AQ到NR（2）辅助焦平面（5）RR（主面上投射高度相等）R（6）RF（7）QQ（8）QA/RF（物方焦平面一点发出的光线过光组后平行射出）14方法方法2：（1）AQ（5）HR/RH（3）RH/
5、AQ（4）辅助面F（6）反向延长HR交辅助面F 于N（2）QQ（7）NQ于光轴交点既是A（物方平行光线出射后反向延长线会聚于像方焦平面上一点）FFHHAANQRRQ15方法方法3：（1）AQ（5）辅助面F（3）RF/AQ（4）RR/HH（6）反向延长RR交辅助面F 于N（2）QQ（7）NQ于光轴交点既是A（物方平行光线出射后反向延长线会聚于像方焦平面上一点）FFHHAANQRRQ16方法方法4：（3）QQ（4）由Q作直线过F（5）BH（2）由B作 BQ/光轴（8）由B作直线垂线于光轴交点即是A（1）辅助物AB（6）HN（7）反向延长HN，于QF 交于BFF HHAANQBQB17方法方法5：（
6、3）QQ（4）由Q作直线过F（5）BF（2）由B作 BQ/光轴（8）由B作直线垂线于光轴交点即是A（1）辅助物AB（6）RN（7）反向延长RN，于QF 交于BFF HHAANQBQBHR18QFFHHAAN方法6：QRR19（三）正光组，实物成像（三）正光组，实物成像已知理想光组的物方焦点F 和像方焦点F，求物AB 的像（a）物在二倍焦距外成倒立缩小实像；像在一倍焦距外，二倍焦距内。物、像在两侧BAAFF HHB2F 2F20 实物成等大倒立实像，位于二倍像方焦点上。分立两侧(b)物在物在二倍焦二倍焦距上距上AAFF HHBB2F 2F21（c）物在）物在二倍焦距之内，一倍焦距二倍焦距之内，一倍焦距之外之外成放大倒立实像，像在二倍焦距外两侧AAFF HHBB2F 2F22（d）物在）物在焦平面焦平面上上成像于像方无限远,两侧AFF HHB2F 2F23(e)物在物在一倍焦距一倍焦距内内实物成放大正立虚像，同侧AFF HHB2F 2F AB 24（四）正光组、虚物成像（四）正光组、虚物成像(a)虚物在一倍焦距内FF ABAB缩小正立实像（一倍焦距之内），物像同侧HH25(b)虚物在一倍焦距之外，二倍焦距之内成正立、缩小、实像（一倍焦距之内），物像同侧FF ABABHH2F 26(c)虚物在二倍焦距之外成正立、缩小、实像（一倍焦距之内），物像同侧FF ABABHH2F 27
29用作图法求光学系统的理想像
