【摘要】：2.1 子午面内实际光线经共轴球面系统折射的光路计算公式本节讨论子午面内实际光线经单个球面及共轴球面系统折射的光路计算。具体光路计算公式的形式，随所选择的表示光线位置的坐标形式而不同。子午面内的光路计算只涉及平面三角几何，其光线位置只需距离和角度两个坐标参量即可决定。
2.1 子午面内实际光线经共轴球面系统折射的光路计算公式
本节讨论子午面内实际光线经单个球面及共轴球面系统折射的光路计算。首先建立单折射球面的光路计算公式，然后过渡到整个系统的计算。
光路计算的基本过程可以归结为：选择适当的坐标参量，以确定空间点、线（光线）的位置；运用折射定律计算出经该面折射后的坐标；再求出相对于下一个折射面的坐标（转面）。具体光路计算公式的形式，随所选择的表示光线位置的坐标形式而不同。子午面内的光路计算只涉及平面三角几何，其光线位置只需距离和角度两个坐标参量即可决定。
图2.1 单球面的折射
下面导出的光路计算公式，其入射光线的位置用球面项点到入射光线与光轴交点的距离L（称物方截距或物距）以及入射光线与光轴的夹角U（称为物方孔径角）两个参量表示；经球面折射后，折射光线的位置相应地用L＇（称像方截距或像距）和U＇（称像方孔径角）表示。今后，对同一字母所表示的量，凡字母右上角加“撇”的，即为像方量，以表示与物方量的区别。图2.1表示了入射光线PA经球面（两边介质折射率为n和n＇）折射后，得到折射光线PA＇的情况。
需要解决的问题是，根据给定的入射光线坐标L、U和已知折射球面的结构参数（半径r和折射面前后介质的折射率n、n＇），导出计算折射光线坐标L＇、U＇的计算公式。
由于实际光线的位置可能有各种情况，球面弯曲的方向也可能不同，为了建立适用于各种情况下光路计算的普适公式，以使解的结果具有唯一确定性，在导出计算公式之前，必须首先对图中各有关物理量，建立统一的符号规则。
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