几何光学课件：棱镜

1、一反射棱镜的类型一反射棱镜的类型简单棱镜（一次、二次、三次反射棱镜）简单棱镜（一次、二次、三次反射棱镜）屋脊棱镜屋脊棱镜立方角锥棱镜立方角锥棱镜复合棱镜等复合棱镜等本文来自一生范文网http:/，更多优秀范文模板请访问http:/ 二、基本定义二、基本定义BAC光学光学系统的光轴在系统的光轴在棱镜中的部分棱镜中的部分ABC-ABC-棱镜光轴棱镜光轴棱镜光轴的几棱镜光轴的几何长度；何长度；AB+BC= =棱镜光轴长度棱镜光轴长度 二、基本定义二、基本定义物空间为右手坐标物空间为右手坐标本文来自一生范文网http:/，更多优秀范文模板请访问http:/zoxyzoxyzoxyzyox 直角棱镜使光

2、线折转直角棱镜使光线折转9090等腰棱镜使光线折转任意角度。等腰棱镜使光线折转任意角度。二者的特点是：入射面、出射面与光轴二者的特点是：入射面、出射面与光轴垂直。垂直。 道威棱镜，入射面、出射面与光轴不垂直。 道威棱镜道威棱镜9090旋转后，像旋转旋转后，像旋转180180。 道威棱镜道威棱镜: : 绕光轴旋转绕光轴旋转 角，其对应的反射角，其对应的反射像同方向像同方向2 2 旋转角旋转角。 成镜像；成镜像； 在主截面内坐标方向在主截面内坐标方向改变，垂直于光轴截面内坐改变，垂直于光轴截面内坐标方向不变。标方向不变。 （二）二次反射棱镜（二）二次反射棱镜（二）（二）二次反射二次反射棱镜棱镜 以

3、上几种棱镜两反射面之间的夹角有为：以上几种棱镜两反射面之间的夹角有为：22.5、30 、45 、90 和和180 。也使光线折转也使光线折转45 、60 、90 、180 和和360 。 其中：五角棱镜和直角棱镜多用于显微其中：五角棱镜和直角棱镜多用于显微镜观察系统，使光线折转，便于观察。镜观察系统，使光线折转，便于观察。斜方棱镜使光轴平移，多用于双目镜斜方棱镜使光轴平移，多用于双目镜仪器中，调节目距。仪器中，调节目距。二次反射成像的特点二次反射成像的特点： 成一致像；成一致像； 入射光线与出射光线入射光线与出射光线之间的夹角取决于两反射之间的夹角取决于两反射面之间的夹角。面之间的夹角。 （三

4、）三次反射棱镜（三）三次反射棱镜光路在棱镜光路在棱镜中的光路很中的光路很长，可以折长，可以折叠光路，使叠光路，使仪器紧凑。仪器紧凑。 入射光线入射光线与出射光线与出射光线之间的夹角之间的夹角为为4545 屋脊棱镜 如果如果在不改变光轴方向和主截面内成像方在不改变光轴方向和主截面内成像方向的条件下向的条件下需要得到物体的一致像而又不想增加需要得到物体的一致像而又不想增加反射棱镜时，怎么办？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可用交线位于光轴面内的两个相互垂直的反射面射面来取代来取代其中的一个反射面，使垂直于主截面其中的一个反射面，使垂直于主截面内的坐标被这两个相互垂直的反

5、射面依次反射而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，从而得到物体的改变方向，从而得到物体的一致像。一致像。（四）（四） 屋脊面和屋脊棱镜屋脊面和屋脊棱镜屋脊面的作用：屋脊面的作用： 在不改变光轴方向和主截面在不改变光轴方向和主截面内成像方向的条件下，内成像方向的条件下，增加一次反射增加一次反射，使系统总的反射次数由，使系统总的反射次数由奇数变成偶奇数变成偶数数，从而达到物像相似的要求。，从而达到物像相似的要求。本文来自一生范文网http:/，更多优秀范文模板请访问http:/直角棱镜反射屋脊棱镜反射yxzoo1o1z1y1x1yozxoyA1B1C1D1A2B2F2C2E2D2z

6、2o2y2x2o2oy屋脊棱镜的平面表示方法（五）角锥棱镜由立方体切下一个角而形成的。角锥棱镜特点角锥棱镜特点1、三个反射工作、三个反射工作面相互垂直，底面相互垂直，底面是一等腰三角面是一等腰三角形，为棱镜的入形，为棱镜的入射面和出射面。射面和出射面。2、当光线以任意当光线以任意方向从底面入射，方向从底面入射，经过三个直角面依经过三个直角面依次反射后，出射光次反射后，出射光线始终平行于入射线始终平行于入射光线。光线。3、当角锥棱镜绕当角锥棱镜绕其顶点旋转时，出其顶点旋转时，出射方向不变仅产生射方向不变仅产生一个平移。一个平移。应用：与激光测距应用：与激光测距仪配合测距仪配合测距 由两个以上的棱

7、镜组合起由两个以上的棱镜组合起来形成，可以实现一些特殊或来形成，可以实现一些特殊或者单个棱镜难以实现的功能。者单个棱镜难以实现的功能。（六）复合棱镜（六）复合棱镜四四 棱镜和棱镜的展开棱镜和棱镜的展开主要讲述把多个反射面集成在同一块主要讲述把多个反射面集成在同一块光学材料上的情况光学材料上的情况反射棱镜：把多个反射面作在同一块光反射棱镜：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，不于临界角时，在反射面发生全反射，不镀膜镀膜二、棱镜的等效作用与展开二、棱镜的等效

8、作用与展开、等效作用与展开方法、等效作用与展开方法 1.等效作用反射棱镜有两个折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面，光线在两个折射面之间的行为等效于一个平行平板等效于一个平行平板平行光经透镜成像于焦点平行光经透镜成像于焦点F上上平行光经透镜成像时加一平面镜平行光经透镜成像时加一平面镜把平面镜换成直角棱镜把平面镜换成直角棱镜对于这种光路的等效光路等效光路 把棱镜的光轴截面沿着它的反射面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的折射

9、代替棱镜折射的方法称为“棱镜的展开”（二）棱镜的展开(1).为了使棱镜和共轴球面系统组合后，仍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，必须对能保持共轴球面系统的特性，必须对棱镜棱镜的结构提出一定的的结构提出一定的要求要求：a棱镜展开后玻璃板的两个表面棱镜展开后玻璃板的两个表面必须平必须平行行。b如果棱镜位于会聚光束中，则光轴必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须和棱镜的入射及出射表面相垂直垂直。(2).展开方法利用棱镜反射面的性展开方法利用棱镜反射面的性质，将转折的光路拉直。质，将转折的光路拉直。即：按入射光线的顺序，以即：按入射光线的顺序，以反射面为镜面，求其对称像，反射面为镜面，求其对称像，并依次画出反射棱镜的展开并依次画出反射棱镜的展开图图。折射棱镜折射棱镜 ：利用表面的折射作用来工作：利用表面的折射作用来工作折射棱折射棱 ：入射面与出射面的交线：入射面与出射面的交线折射角折射角 ：两折射面夹角：两折射面夹角偏向角偏向角 ：入射光线与出：入射光线与出射光线的夹角从入射光线转到射光线的夹角从入射光线转到出射光线，顺正逆负出射光线，顺正逆负主截面：垂直于折射棱的平面主截面：垂直于折射棱的平面 本文来自一生范文网http:/，更多优秀范文模板请访问http:/ 利用最小偏角可测量利用最小