平面与平面系统

平面与平面系统第一页，共三十三页，2022年，8月28日3平面与平面系统平面反射镜平行平板反射棱镜折射棱镜光楔功能光路转折像高度量翻转成像光谱分析第二页，共三十三页，2022年，8月28日平面镜成像从O点发出的同心光束，经反射镜M反射后，形成从O’点发出的同心光束完善成像实物成虚像，虚物成实像r,l’=-l，=1OO’M第三页，共三十三页，2022年，8月28日反射引起的手系变化偶数次反射，手系不变奇数次反射，手系改变物体顺时针旋转，反射像反时针旋转同样角度第四页，共三十三页，2022年，8月28日平面镜转动引起的光线转动入射光线不动平面镜转动角度-I1’=I,-I2’=I+,-I2’’=-I2’+=I+2反射光线相对于原反射光线转动I1’-I2’’=2角度放大MM1NN1I-I1’-I2’-I2’’2第五页，共三十三页，2022年，8月28日角度放大的应用测量微小角度测量微小位移第六页，共三十三页，2022年，8月28日双平面镜两镜平行，出射光线与入射光线平行两镜夹，出射与入射光线夹角=2只与有关。若入射角和不变，双镜绕棱边旋转，出射光线方向不变M1M2M1M2第七页，共三十三页，2022年，8月28日双平面镜的连续一次像M1M2:xyzx’y’z’

x’’y’’z’’

右手左手右手物体绕棱从M1到M2转2成像M2M1:物体绕棱从M2到M1转2成像M1M2yxzy’x’z’y’’x’’z’’2第八页，共三十三页，2022年，8月28日DI1A2’A1-U1平行平板U1=U2’，=tgU2’/tgU1=1=1/=1=2=1光焦度为零侧向位移T=DG轴向位移L’=DG/sinI1d-L1ΔL’-U2’nI1’G-L1’L2-L2’第九页，共三十三页，2022年，8月28日光线的平移量DEF:DE=d/cosI1’DEG:DG=DEsin(I1-I’

)展开sin()并应用折射定律侧向位移T=DGT=dsinI1[1-cosI1/(ncosI1’)]轴向位移L’=DG/sinI1L’=d[1-cosI1/(ncosI1’)]L’=d(1-tgI1’/tgI1)L’与U有关DI1-U1dΔL’I1’GEFI1’I1第十页，共三十三页，2022年，8月28日平行平板的等效系统L2’=L1+L’-d近轴时，l2’=l1+l’-dL’=d(1-tgI1’/tgI1)l’=d(1-1/n)近轴细光束时，L’与U无关，平行平板完善成像物通过平行平板的像由物平移L’得到第十一页，共三十三页，2022年，8月28日等效系统光路平行平板可等效为一个空气平板板厚度为d’=d-l’按空气平板计算后，像点再平移l’就得实际像点实质就是无平行平板l’d’d第十二页，共三十三页，2022年，8月28日反射棱镜一个或多个反射镜磨制在一块玻璃上。若反射面不满足全反射条件，需镀反射膜反射一次，光轴折转一次用于转折光路，转像，扫描结构紧凑，装调要求低入射面和出射面是折射面，一般与光轴垂直垂直于棱的平面主截面，光轴在主截面内工作面（反射、入射、出射）与主截面垂直第十三页，共三十三页，2022年，8月28日简单棱镜（只有一个主截面）一次反射棱镜直角棱镜等腰棱镜道威棱镜由图可知，垂直于主截面的坐标和沿光轴的坐标方向不变，在主截面内的坐标方向改变第十四页，共三十三页，2022年，8月28日多次反射棱镜使得仪器结构紧凑直角棱镜30直角棱镜斯密特棱镜是否镜像看反射次数第十五页，共三十三页，2022年，8月28日屋脊棱镜消除镜像，同时不增加反射面数量两个互相垂直的反射镜，交线位于主截面内。用此组合反射镜取代反射棱镜中的一个反射面，形成屋脊面垂直于主截面的坐标被两次反射改变方向，得到与物体一致的像第十六页，共三十三页，2022年，8月28日屋脊棱镜与普通棱镜的比较第十七页，共三十三页，2022年，8月28日屋脊棱镜详解普通直角二次反射棱镜，x-z面为主截面主截面垂直于图面，普通棱镜变为屋脊棱镜xyzz’x’y’xyzz’x’y’主截面第十八页，共三十三页，2022年，8月28日立方角锥棱镜由立方体切下一角形成光线以任意角度入射，出射光线始终与之平行激光测距第十九页，共三十三页，2022年，8月28日复合棱镜几个棱镜的组合分光棱镜分色棱镜反蓝膜反红膜第二十页，共三十三页，2022年，8月28日棱镜的成像方向判断oz’与光轴出射方向一致垂直于主截面的oy’方向视屋脊面数量而定。屋脊面数量为奇，oy’与oy相反；否则相同平行于主截面的ox’方向视反射面数量而定（屋脊面算两个反射面）。反射面数量为奇，出射手系与入射手系相反，反之相同复合棱镜在各个主截面内使用上述规则有透镜时，要考虑透镜成像的正倒第二十一页，共三十三页，2022年，8月28日棱镜的成像方向判断实例1xyzx’y’z’x’’y’’z’’第二十二页，共三十三页，2022年，8月28日棱镜的成像方向判断实例2道威棱镜由图知，棱镜绕光轴转90，像绕光轴转180棱镜绕光轴转角度，像绕光轴转2角度主截面主截面第二十三页，共三十三页，2022年，8月28日棱镜的成像方向判断实例3周视瞄准仪仪器转动，眼不动，物与像的手性相同zxyzyxyxzy’’’x’’’z’’’第二十四页，共三十三页，2022年，8月28日双像棱镜

A在光轴上，A1’和A2’重合II和III之间半透半反两个直角棱镜均非屋脊棱镜IIIIII一路主截面是图面，出射手性不变，AA1’IIIVIIII一路，在IV内的一段主截面垂直于图面，出射手性改变，AA2’第二十五页，共三十三页，2022年，8月28日反射棱镜的等效作用和展开反射棱镜=入射、出射折射面+反射面折射面=平行平板反射面=转折光路等效作用：按反射面翻转光路，把折线光路拉直，反射镜等效为平行平板用等效平行玻璃平板代替入射、出射面之间的光路=棱镜的展开第二十六页，共三十三页，2022年，8月28日直角一次反射棱镜的展开入射光：紫色展开之前的光路：会聚于F点，红色展开之后的光路：会聚于F’点，蓝色L:等效平板厚度FF’L第二十七页，共三十三页，2022年，8月28日展开方法在主截面内，按反射面的顺序，以反射面与主截面的交线为轴，依次使主截面翻转180两折射面与光轴垂直，展开可得等效平行平板两折射面与光轴不垂直，展开所得有侧向平移棱镜展开后，按平行平板简化计算第二十八页，共三十三页，2022年，8月28日典型棱镜的展开L=KD，K-棱镜结构参数第二十九页，共三十三页，2022年，8月28日折射棱镜用于光路转折和色散两折射面的夹角称折射棱镜的折射角垂直于折射棱的平面为主截面出射光与入射光的夹角为偏向角，从入射光以锐角转向出射光，顺时针为正第三十页，共三十三页，2022年，8月28日偏向角关系式入射和出射光线对称于棱镜时(I1=-I2’，I1’=-I