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1、1第一节 球 面 折 射（一）单球面折射 球面折射：光由一种媒质进入另一种媒质，且两媒质的分界面是球面的一部分时，所产生的折射为球面折射。AO为近轴入射光线，AC为法线，则在SAC和SAC中，有：1、单球面折射成像公式第1页/共18页2由折射定律可知：因为AO为近轴光线，所以i1 和i2 都很小，因此：代入折射定律得：因为,都很小，因此：第2页/共18页3代入式 消去AO得球面镜折射得成像公式：说明：1）适用于凸凹得球形折射面，但只适用于近轴光线。2）实物、实像时u和v取正，虚物、虚像时u和v取负。3）凸面迎着入射光时取r为正，凹面迎着入射光时取r为负。物所在的区域为物方空间，折射后若成实像，
2、则像必处于折射面的另一侧，该侧称为像方空间。物在物方空间为实物，在像方空间为虚像。像在像方空间为实像，在物方空间为虚物。第3页/共18页4 例：有一折射率为1.54的玻璃棒，一端为人r=30mm的抛光凸球面，另一端为磨砂平面。试问该棒长为多少时，正好使无穷远处物体经球面镜后清晰地成像在磨砂平面上。解：已知n11，n21.54，r=+30mm，u=，求v=?由成像公式得：因为像距为正值，所以是实像点，在凸球面后85.6mm处。2、焦点、焦距和光焦度 物方焦点（第一焦点）F1：当点光源位于主光轴上某点F1时，发出得光束经折射后变成平行光束，点F1叫第一焦点。F1到O点的距离称为第一焦距 。第4页/
3、共18页5 像方焦点（第二焦点）F2：平行光束于主光轴得入射光束，经折射后成像于主光轴上的点F2，点F2叫第二焦点。F2到O点的距离称为第一焦距 。若 为正，F1，F2为实焦点，折射面对光线起会聚作用。若 为负，F1，F2为虚焦点，折射面对光线起发散作用。它表征球面的光学特性，称为光焦度，r以米为单位时，光焦度的单位为屈光度D。（二）共轴球面系统 共轴球面系统：主轴在一条直线上的几个折射球面组成的系统叫共轴球面系统，简称共轴系统。第5页/共18页6 共轴球面系统中可采用光线追逐法或叫逐次成像法求物体的像。对第一个折射球面凸面迎着入射光：n11，n21.5说明S1是实像第6页/共18页7二、透
4、镜透镜是具有两个球面折射的共轴系统。（一）薄透镜1、薄透镜成像公式 对第二折射球面实像1是虚物，凹面迎着入射光，所以：n1=1.5，n2。=1，u2-40cm，r2=-10cm得：仍是实像 叫焦度，单位为：屈光度，符号D，眼睛业中单位为：度数。1D100度第7页/共18页8用光线追逐法（或称逐次成像法）求物体的像。第8页/共18页9第9页/共18页10三、厚 透 镜1、两焦点F1、F22、两主点H1、H23、两节点N1、N2透镜的三对基点：第10页/共18页11折射系统前后媒质的折射率相同时：也满足薄透镜成像公式：式中的 皆以相应的主平面为起点计之第11页/共18页12五、透镜的相差 由于各种
5、原因，由物体发出的光线经透镜折射后所成的像与物体由偏差，这种现象称为透镜的像差。1、球面像差 主光轴上点状物体发出的远轴光线和近轴光线经透镜折射后不能会聚于主光轴上某一点，这种现象成为球面像差。消除球面像差的方法：1.在镜前放一光阑。2.在会聚透镜后放一发散透镜。第12页/共18页13 2、色像差 不同波长的光通过透镜后不能在同一点成像，这种现象叫色像差。透镜月厚，色像差越明显。原因：波产不同的光在同一种光学材料中的折射率略有差异，波长越短，折射率越大。纠正色像差的方法：将具有不同折射率的凸透镜和凹透镜适当配合，使一个透镜的色像差能被另一个透镜所抵消。第13页/共18页14第14页/共18页15第15页/共18页16第16页/共18页17第17页/共18页18谢谢大家观赏！第18页/共18页