能產(chǎn)生清晰的、與物貌完全相似的像的光學(xué)系統(tǒng)。光學(xué)系統(tǒng)是由透鏡、反射鏡、棱鏡及光闌等多種光學(xué)元件按一定次序組合成的整體。曲率中心在同一直線上的兩個(gè)或兩個(gè)以上折射(或反射)球面組成的光學(xué)系統(tǒng)稱為共軸球面系統(tǒng),曲率中心所在的那條直線稱為該光學(xué)系統(tǒng)的主光軸。對(duì)單個(gè)折射球面或球面反射鏡,主光軸是連結(jié)球面頂點(diǎn)(球面受光部分的中點(diǎn))與其曲率中心的直線。有一定關(guān)系的光線組成光束,凡光束中各光線(或其延長線)均交于同一點(diǎn),則此光束稱為同心光束。入射的同心光束經(jīng)理想光學(xué)系統(tǒng)后,出射光束也必定是同心光束。入射同心光束的交點(diǎn)稱為物點(diǎn),出射同心光束的交點(diǎn)稱為像點(diǎn)。 #L0I+ K,K\
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理想光學(xué)系統(tǒng)具有下述性質(zhì) : Ne7{{1
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1.光學(xué)系統(tǒng)物方一個(gè)點(diǎn)(物點(diǎn))對(duì)應(yīng)像方一個(gè)點(diǎn)(像點(diǎn))。即從物點(diǎn)發(fā)出的所有入射光線經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)后,出射光線均交于像點(diǎn)。由光的可逆性原理,從原來像點(diǎn)發(fā)出的所有光線入射到光學(xué)系統(tǒng)后,所有出射光線均交于原來的物點(diǎn),這一對(duì)物、像可互換的點(diǎn)稱為共軛點(diǎn)。某條入射光線與對(duì)應(yīng)的出射光線稱為共軛光線。 F^z8+W
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2.物方每條直線對(duì)應(yīng)像方的一條直線,稱共軛線;物方每個(gè)平面對(duì)應(yīng)像方的一個(gè)平面,稱為共軛面。 :5{@*
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3.主光軸上任一點(diǎn)的共軛點(diǎn)仍在主光軸上。任何垂直于主光軸的平面,其共軛面仍與主光軸垂直。 Sp,Q,Q4
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4.對(duì)垂直于主光軸的共軛平面,橫向放大率(見凸透鏡)為常量。 BpG'e-2
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研究理想光學(xué)系統(tǒng)上述物、像兩方一一對(duì)應(yīng)關(guān)系的理論稱為高斯光學(xué),光純粹是一種幾何理論,首先由德國科學(xué)家C.F.高斯在1841年的著作中闡明。實(shí)際中不存在真正的理想光學(xué)系統(tǒng),平面反射鏡是個(gè)例外,但其橫向放大率恒為1。共軸球面系統(tǒng)嚴(yán)格說不是理想光學(xué)系統(tǒng),但在傍軸條件下可近似地滿足理想光學(xué)系統(tǒng)的要求,理想光學(xué)系統(tǒng)的概念和理論正是以此為原型抽象和概括出來的,故高斯光學(xué)也稱傍軸光學(xué)。 y9li<u<PF
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在共軸球面系統(tǒng)中,若入射光線和出射光線靠近主光軸,且與主光軸的夾角μ很小,使sinμ≈tgμ≈μ,cosμ≈1近似成立,則相應(yīng)的光線稱為傍軸光線,上述條件稱為傍軸條件。在傍軸條件下共軸球面系統(tǒng)可近似看作理想光學(xué)系統(tǒng)。