廖进昆应用光学chapter3课件

平面镜和棱镜

MirrorsandPrisms1平面系统

转折光路转像改变观察范围分光和分色作用：平面光学元件：平面反射镜平行平板反射棱镜折射棱镜光楔2平面镜成像反射球面成像表明物像位于异侧成正像

反射平面成像另可利用反射定律来证明！3平面镜成像的性质平面镜最常用，也是最简单并能成完善像的唯一一个光学元件正立、大小相等、虚实相反的像，像和物对称于平面镜右手坐标系变成左手坐标系，反演，成镜像奇次反射成镜像，偶次反射成一致像平面反射镜系统与共轴球面系统组合后，可以改变共轴球面系统的方向，但不影响象的清晰度，不改变象的大小和形状4平面镜的旋转特性5应用于测量微小位移（光学杠杆）61)当两面镜夹角为θ时，出射光线和入射光线的夹角为2θ；其旋转方向，与反射面按反射次序由P1转到P2的方向相同。2)当两平面镜一起转动时，出射光线与入射光线的夹角不变，只是光线位置发生了平移（入射光线方向不变）3)若两平面镜相对移动α角，出射光线方向改变2α。所以在运输过程中可能造成夹角变化，故往往将二者做成相对不变化，这就是反射棱镜I1I1I2I2θθβP1P2β=2θ双面镜的旋转特性

910平行平板定义：由二个互相平行的折射平面构成的光学元件应用：分划板、显微镜载物台上的载波片和盖玻片、滤光片和滤色片、补偿平板及保护玻璃片等。反射棱镜也展开成平板，因此研究平行平板的成像具有重要意义

11成像特性121314平行平板等效空气层15反射棱镜定义：有一个或多个平面反射表面磨制在同一块玻璃上形成的光学元件作用：折转光路、转像、倒像、扫描16实物一次反射棱镜二次反射棱镜三次反射棱镜棱镜组合系统17类型xxyyzz右手坐标左手坐标xyz右手坐标zyx右手坐标xyz右手坐标yzx右手坐标全反射棱镜

波罗棱镜

五角棱镜

向后反射镜/三垂面反射镜

18屋脊棱镜19两屋脊面间的夹角必须严格为90°，否则易引起双像。垂直

非垂直

20组合棱镜21分光棱镜22分色棱镜23转像棱镜24双像棱镜25对物成镜像，光轴方向不变，当棱镜绕光轴转α时，像转2α达夫棱镜：光轴与斜面平行的棱镜26周视瞄准镜用等腰直角棱镜和达夫棱镜组成，怎样实现周视的？

27物像坐标变化28对具有两相互垂直的主截面系统先求出一个主截面内的，然后再求出另一主截面内的，但要注意，此时坐标所代表的方向（垂直、平行主截面），已发生变化，要按变化了的求之单镜头反光照相机，SLR（SingleLensReflex）(P66Pic4-16)29反射棱镜展开1）光束在棱镜内部的平面反射和一般平面镜的成像性质完全相同，区别只是在于棱镜增加了反射次数，因此在讨论棱镜的成像性质时，只需要讨论棱镜的折射性质。2）把棱镜的主截面沿着它的反射面展开，取消棱镜的反射，以平行平板的折射代替棱镜折射的方法称为“棱镜的展开”。结构常数k：棱镜展开长度与通光口径的比值K=L/D3031a、共轴球面系统中的各个透镜组和平面反射的配合次序不受限制，因为平面镜可以使任意空间的物体成像；b、为了保持系统的共轴性，共轴球面系统中各个透镜组的光轴，必须和平面镜系统中的同一共轭轴线相重合，也就是使各个透镜组的光轴在平面镜系统中构成一条共轭轴线；c、为了保持共轴球面系统的光学特性不变，必须使各个透镜组之间的间隔保持不变。共轴球面系统与平面镜系统组合32a、如果系统中有棱镜，则相当于除了平面镜外，在系统中另外加入了一块平行玻璃板；b、必须考虑平行玻璃板产生的像面位移；c、各透镜组之间的间隔应等于共轴球面系统的原有间隔加上棱镜所引起的像平面位移；共轴球面系统与棱镜系统组合33折射棱镜定义反射棱镜——利用表面的反射作用折射棱镜——利用表面的折射作用，工作面为两个折射面折射棱——入射面与出射面的交线折射角——顶角α偏向角δ——入射光线与出射光线的夹角从入射光线转到出射光线，顺正逆负αI1-I2I1´-I2´δn折射棱镜与光楔34一偏向角可以证明，当I1=-I2

或I1=-I2

时，其偏向角最小。上式可写为αI1-I2I1´-I2´δn35应用1）测定材料的折射率

2）棱镜光谱仪

36