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1 光波、光线和成像1

1.1 引言1

1.2 透镜对波面和光线的作用与透镜成像5

1.3 费马原理8

1.4 非均匀介质中的光线微分方程14

1.5 几何光学中常用的曲面形状15

习题18

参考文献19

2 近轴光学20

2.1 近轴范围和近轴成像光线20

2.2 单个近轴球面的成像性质23

2.3 单个近轴球面成像的放大率26

2.4 近轴球面系统中的近轴光线追迹29

2.5 近轴矩阵光学37

习题44

参考文献45

3 理想光学系统46

3.1 理想光学系统与共线成像理论46

3.2 理想光学系统的基点与基面48

3.3 理想光学系统的物像关系53

3.4 理想光学系统的放大率59

3.5 理想光学系统的组合62

3.6 透镜70

习题72

参考文献73

4 平面反射镜、反射棱镜与折射棱镜75

4.1 平面反射镜75

4.2 反射棱镜78

4.3 反射棱镜转动引起的光轴方向和成像方向变化的分析和计算85

4.4 反射棱镜作用矩阵的特征值与特征方向96

4.5 从棱镜成像到棱镜转动定理100

4.6 反射棱镜的几何误差101

4.7 折射棱镜与光楔111

习题118

参考文献119

5 常用光学系统120

5.1 简眼120

5.2 放大镜123

5.3 显微镜的工作原理125

5.4 望远镜的工作原理128

习题133

参考文献133

6 光学系统中的光束限制135

6.1 光阑135

6.2 照相系统和光阑139

6.3 望远系统中成像光束的选择141

6.4 显微镜系统中的光束限制与分析144

习题146

参考文献147

7 光学系统的分辨率、景深及光能的传递148

7.1 光学系统的分辨率148

7.2 圆孔的夫琅禾费衍射和艾里斑148

7.3 衍射分辨率与瑞利判据150

7.4 人眼的分辨率152

7.5 望远镜系统的分辨率153

7.6 显微镜系统的分辨率154

7.7 照相物镜的理论分辨率155

7.8 光学系统的景深156

7.9 数码照相机镜头的景深162

7.10 显微镜系统的景深164

7.11 光度学中的物理量166

习题172

参考文献174

8 梯度折射率光线光学175

8.1 引言175

8.2 自然界的梯度折射率介质176

8.3 径向梯度介质中的光线方程178

8.4 自聚焦透镜及其成像185

8.5 自聚焦透镜成像的矩阵表述191

习题195

参考文献196

9 变焦距镜头的理想光学分析197

9.1 变焦距镜头概述197

9.2 两组元机械补偿法变焦系统的光学运动分析203

9.3 两组元机械补偿法变焦系统理想光学分析的计算步骤及实例208

9.4 光学补偿法变焦系统理想光学分析实例212

习题226

参考文献227

部分习题参考答案228