几何光学学习笔记(9)- 3.3 理想光学系统的放大率

  • 1.垂轴放大率b
  • 2.轴向放大率a
  • 3.角放大率g
  • 4.三种放大率之间的关系
  • 5.主点、焦点、节点处的放大率

1.垂轴放大率b

b=−x′f′b={-{x'\over f'}} b=−f′x′​
b=l′lb={l'\over l} b=ll′​
b=yk′y1=y1′y1⋅y2′y2⋅⋅⋅⋅⋅yk′yk=b1b2⋅⋅⋅bkb={{y'_{k}}\over{y_{1}}}={{y'_{1}}\over{y_{1}}}·{{y'_{2}}\over{y_{2}}}·····{{y'_{k}}\over{y_{k}}}=b_{1}b_{2}···b_{k} b=y1​yk′​​=y1​y1′​​⋅y2​y2′​​⋅⋅⋅⋅⋅yk​yk′​​=b1​b2​⋅⋅⋅bk​

2.轴向放大率a

沿轴的微小线段:
a=b2n′na=b^2 {n'\over n} a=b2nn′​
沿轴的有限线段:
aˉ=b1b2n′n\bar a=b_{1}b_{2} {n'\over n} aˉ=b1​b2​nn′​

3.角放大率g

g=1bnn′g= {1\over b}{n\over n'} g=b1​n′n​

若光学系统处于同一种介质中,有g = 1/ b。 此式表明,同一对共辄平面的角放大率和垂轴放大率互为倒数。若垂轴放大率 Ibl >1,则像方成像光束比物方光束细,这是因为角放大率g <1 的缘故。反之,缩小像是以较宽的像方光束形成的。

4.三种放大率之间的关系

ag=bag=b ag=b

5.主点、焦点、节点处的放大率

(1)主点处的放大率
bH=+1,aH=n′n,gH=nn′b_{H}=+1,a_{H}={n'\over n},g_{H}={n \over n'} bH​=+1,aH​=nn′​,gH​=n′n​
(2)焦点处的放大率
bF=−fx=−x′f′=±∞aF=∞gF=0b_{F}=-{f\over x}=-{x' \over f'}= ±∞\\ a_{F}=∞\\ g_{F}=0 bF​=−xf​=−f′x′​=±∞aF​=∞gF​=0
(3)节点处的放大率
gJ=±1,bJ=nn′,aJ=nn′g_{J}=±1,b_{J}={n \over n'},a_{J}={n \over n'} gJ​=±1,bJ​=n′n​,aJ​=n′n​

对于角放大率g 为 -1 的一对共领点,称为反节点,当 g =-1时,可以证明:
bJ=−nn′,aJ=nn′b_{J}={-{n \over n'}},a_{J}={n \over n'}bJ​=−n′n​,aJ​=n′n​

若光学系统处于同一种介质中,则b=-I, a=l, g=-1 。

光学系统中几对特殊共轭点处的放大率:

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