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光学（1）

ds 2025/5/14 10:18:32

#灵感# 图像调试人员怎么能不知道光？

光源：

光线：

独立传播定律：

折射率：

全反射：

折射棱镜：

☆`·.·˙˙`··˙˙`··˙☆`·.·˙˙`··˙☆˙ 光学成像☆`·.·˙˙`··˙˙`··˙☆`·.·˙˙`··˙☆˙

光束：

光学镜头：

光轴：

像差：

球差：

傍轴光线：

多球面逐次成像

常用的光学概念:

光源：

能够发光或辐射光能量的物体。

光线：

从发光点发出的携带能量并具有方向的几何线，它的位置 + 方向描述了光能向外传播的“领域和方向”。(理论基础：同性均匀介质中，光沿着直线传播)

独立传播定律：

沿不同方向传播的光在空间某一点相遇时，彼此互不影响。

入射线与入射点处分界面发法线所构成的平面成为入射面。

分界面法线与入射线、反射线和折射线所组成的夹角 $i_{1}$ 、 $i_{1}^{'}$ 、 $i_{2}$ 分别称为入射角、反射角、折射角。

入射角与反射角相等。

折射率：

仅由两种介质的光学性质决定，对于一定波长的光线，在一定的温度和压力下，该比值为一个常数。称为介质2 相对于介质1 的折射率。

$\frac{sin i_{1}}{sin i_{2}}$

常说的折射率是任何介质相对于真空的折射率。常见介质折射率举例：

折射率小的介质称为 光疏介质，折射率大的介质称为 光密介质。

光的可逆性原理：当光线的传播方向逆转时，它将沿着同一路线逆向传播。比如若光线沿折射线方向由介质2 逆向入射，则摄入介质1 的折射光线也将沿着原来的入射方向传播。

全反射：

入射光线从光密介质1 射入光疏介质2，折射角> 入射角。若不断增加入射角，则折射角可能=90°，此时折射光线会消失。所有的入射光线全部被反射，这种现象称为全反射。

全反射的应用：光学仪器中利用各种全反射棱镜代替平面反射，以减少反射时的光能损耗。例图是一种常用的“全反射等腰直角棱镜”。另外，在光的传输中，利用光的全反射原理制成光纤，在光通信领域发挥巨大作用。

折射棱镜：

光学楼镜是将光的折射应用于实际光学系统的典型器件，通常是由抛光平面包围着的透明介质（如玻璃、水晶等）所构成的棱柱体，可以在光学系统中起到偏向、色散、分束和起偏等作用。

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光束：

光学中，将具有一定关系的一些光线的集合称为光束。

从一个点光源发出的光束便是同心光束。光线方向从光束的心指向外的称为发散光束。(定义：如果一束光中各光线本身或其延长线交于同一点，则称此光束为同心光束（或称单心光束），其交点称为同心光束的心），光线方向指向光束的心的称会聚光束。

平行光束可以看作是同心光束的一种特例，它的心位于无限远处。

光学镜头：

由一个以上的反射面或折射面组合而成的光学系统，称为光具组，常见的平面镜、透镜以及照相机等光学仪器的镜头（简称光学镜头），都可称为光具组。光学系统中按照光束的不同可以对经过光具组的物和像进行分类。

光轴：

光学成像仪器的最基本的器件之一就是透镜。最简单的透镜，例如日常使用的放大镜，一般是由两个球面折射面构成的，而一些复杂的镜头，如照相机镜头，则是由许多简单的透镜组合而成的。一般来说，无论是单透镜还是组合透镜，其所有折射球面的球心均在同一条直线上，称这样的光学系统为共轴球面系统，所有球心所在的直线称为该共轴球面系统的主光轴，简称光轴。

像差：

物点Q 到球面顶点A 的距离称为物距 s , 像点Q'到A 的距离称为像距 s' 。而s 和 s' 的关系和入射光的倾角 α 有关。这就表明从物点发出的不同倾角的光线通过球面折射后不再是同心光束，不可能汇聚于一点，即Q' 不再是唯一的像点，而是在Q' 附近形成一个有无穷像点组成的一个像斑。这就是产生像差的原因。

球面顶点：穿过球心的光轴和球面交于点A，则A 称为球面顶点。

像差定义：将光学系统实际成像与理想成像的偏差统称为像差。光学系统的像差可分为两大类：一类是单色光成像时产生的像差，称为单色像差。单色像差包括球差、彗差、像散、场曲和畸变五种初级像差；另一类是复色光成像时，由于介质对不同色光有不同的折射率而产生的像差，称为色像差，它包括位置色差和放大率色差。

齐明点：

有两对特殊的共轭点，在物距 S1和 S2上可以形成唯一的像点，分别位于固定像距为S1' 和 S2' 的位置上，这两对特殊的点，称为球面折射的齐明点。除齐明点外，位于其它物距的物点均不能严格成像。所以，实际应用中做不到(不需要)严格成像，只能（只要）将像斑控制在足够小的范围内，不影响成像质量就可以了。