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基面位置与焦距

时间:2022-02-12 理论教育 版权反馈
【摘要】:如图3.26所示,一半径为r的球面,其两边介质的折射率为n和n',下面根据定义来确定单折射球面的焦点、主面和焦距。在近轴条件下,平行于光轴的光线AM经球面上的M点折射后与光轴交于F',根据定义,该点即为单折射球面的像方焦点;类似地,自右向左引一条离轴高度亦为h的平行于光轴的光线BM,在球面上M点折射后与光轴交于F点,该点即为物方焦点。由此,可认为单折射球面的物方焦距与像方焦距可分别由如下线段表示:,。

3.8.1 单折射球面的基点、基面位置与焦距

单折射球面在近轴区内成完善像,因此可以看成是一个理想光组,理想光学系统的所有特性与成像关系均可适用。

如图3.26所示,一半径为r的球面,其两边介质的折射率为n和n',下面根据定义来确定单折射球面的焦点、主面和焦距。

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图3.26 单折射球面基点、基面位置与焦距

在近轴条件下,平行于光轴的光线AM经球面上的M点(其垂轴距离为h)折射后与光轴交于F',根据定义,该点即为单折射球面的像方焦点;类似地,自右向左引一条离轴高度亦为h的平行于光轴的光线BM,在球面上M点折射后与光轴交于F点,该点即为物方焦点。过上述共轭光线在球面上的转折点M,作垂直于光轴的平面,即为单折射球面的相互重合的物方主面与像方主面(MH、MH')。在近轴区的条件下,光线的投射高度h很小,因此重合的物方主面MH与像方主面MH'可以被认为是无限靠近折射球面的顶点O,即两主点H、H'与球面顶点O重合;主面与折射球面在O点的切平面重合。由此,可认为单折射球面的物方焦距与像方焦距可分别由如下线段表示:img270img271

在2.2节中,曾由单折射球面的近轴物像位置关系式(式(2.19))导出单折射球面的像方焦距和物方焦距公式,即

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显然,由于单折射球面两边介质n和n'不同,因而f≠-f';若以n'=-n代入,则得到球面反射镜的焦距公式(式(2.50)),即img273

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