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第一部分 成象理论 1

第—章 基本定律 1

1.1.1 引言 1

1.1.2 光的直线传播定律 2

1.1.3 诸光束的独立性定律 2

1.1.4 反射定律 3

1.1.5 折射定律.折射率 3

1.1.6 光线通过两种透明媒质的分界面时发生的现象 6

1.1.7 全反射 10

1.1.8 矢量形式的反射定律和折射定律 13

1.1.9 极端光程定律 15

1.1.10 马吕(Malus)定律 19

1.1.11 光线经过稜镜时在稜镜主截面内的折射 20

1.1.12 光线经过折射角很小的稜镜时的折射.楔形镜 22

第二章 基本方程式 25

1.2.1 引言 25

1.2.2 符号的规定 25

1.2.3 光线经过球面折射时光线光路的三角计算 27

1.2.4 光线光路计算举例 30

1.2.5 基本方程式的一般确实性 33

1.2.6 基本公式的精确度及其校对公式 37

1.2.7 补充计算公式 42

1.2.8 光线经过平面折射时的光线光路计算 44

1.2.9 光线经过平行平面板折射时的光线光路计算 46

1.2.10 光线光路计算开始时初始数据的考虑 47

1.2.11 近轴光线的计算 49

1.2.12 拉格朗日(1agrange)定理 53

1.2.13 数字计算(续)——光学计算的正规格式 57

1.2.14 子平面内斜光束之计算 64

1.2.15 子午面和弧矢面内邻主光线细光束经过球面折射的计算 67

1.2.16 沿主光线的高斯光学公式 71

1.2.17 矢量形式的空间光线计算 74

1.2.18 矢量形式空间光线计算的应用 81

1.2.19 光程差的三角计算 84

1.2.20 光程差与几何象差的关系(一) 92

1.2.21 光程差与几何象差的关系(二) 95

1.2.22 因参考点移动而产生的光程差 96

第三章 理想光学系统就理论 98

1.3.1 理想光学系统、高斯光学 98

1.3.2 共轴光学系统的主点、主平面和焦距 99

1.3.3 按系统焦点确定光轴上共轭点的公式(牛顿公式)、垂轴放大率公式 100

1.3.4 按主点确定光轴上共轭点的公式(高斯公式) 101

1.3.5 拉格朗日-亥姆霍兹(Lagrange-Helmholtz)公式、焦距的比例 102

1.3.6 理想光学系统的放大率公式 104

1.3.7 光学系统的分类 105

1.3.8 焦平面、焦点、主平面和主点的性质.节平面和节点 107

1.3.9 理想光学系统的焦距公式 109

1.3.10 通过光学系统的点和线的共轭象的作图法 111

1.3.11 具有公共轴的两光学系统的组合 112

1.3.12 望远系统 113

1.3.13 光线的会聚度.系统的光焦度.屈光度 117

1.3.14 有一定厚度的透镜.焦距公式.透镜的形式 117

1.3.15 无限薄透镜.由无限薄透镜组成的等效系统 123

第四章 光束在光学系统内的限制 126

1.4.1 关于光学系统光栏的概念.有效光栏或孔径光栏.入射光瞳和出射光瞳.主光线 126

1.4.2 视场光栏.窗或孔.渐晕 129

1.4.3 空间点在平面上的成象.主线及入射光瞳和出射光瞳的中心之意义.景相变化与景相畸变 131

1.4.4 平面上所成的空间象的不清晰度.成象空间的深度 133

1.4. 5 主光线的焦栏光路 139

1.5.1 辐射能通量.光通量 141

第五章 光能.光度学 141

1.5.2 视见函数 142

1.5.3 发光强度.照度.面发光度和光源的亮度 143

1.5.4 光度学数量的度量单位 151

1.5.5 元光管.史特洛泊耳(straubel)定理 155

1.5.6 光束的亮度.折射时光由于反射的损失.折射光束的亮度 157

1.5.7 光由于媒质吸收的损失 160

1.5.8 光学仪器中亮度损失的计算 161

1.5.9 通过具有一定大小的入射光瞳的光学系统的光通量.象的照度。入射和出射光瞳的孔径 163

1.5.10 摄影物镜的光强度.象的照度在视场边缘的减弱 166

1.5.11 肉眼所感觉到的主观亮度 169

1.5.12 通过仪器观察时眼睛所感觉到的象的主观亮度 171

第六章 成象的衍射理论 180

1.6.1 引言 180

1.6.2 几何光学基础 181

1.6.3 惠更斯-夫累涅耳(Huygens-Fresnel)原理 182

1.6.4 夫劳因霍斐(Fraunhofer)衍射 186

1.6.5 焦点附近的衍射图形 192

1.6.6 理想光学系统的分辨能力 195

1.6.7 在相干照明下显微镜分辨能力——阿贝(Abbe)理论 197

1.6.8 泽尼克(zernike)的位相方法观察 200

1.6.9 盖博(Gabor)重结构原理 204

2.1.1 象差的转面倍率、球差的表示式 207

第一章 球差、正弦条件 207

第二部分 象差理论 207

2.1.1-1 球差的正负 212

2.1.2 初级球差 215

2.1.2-1 单透镜初级球差表示式 218

2.1.3 高级球差、本征球差、平面产生的球差 221

2.1.3-1 折射率和相对孔径 223

2.1.3-2 物距和相对孔径 226

2.1.4 衍生高级球差 228

2.1.5 球差的级数表示式 231

2.1.6 校正球差时应有的光学系统结构 233

2.1.7 相邻点波象差关系、正弦条件及其他 233

2.1.8 正弦差分布 238

2.1.9 同轴球面系统中正弦差和光栏位置关系 241

2.1.10 薄透镜各个折射面对校正球差和彗差作用 242

2.1.11 计算结果的图示和判断 244

第二章 论外象差 247

2.2.1 同轴球面系统中畸变的表示式、初级畸变 247

2.2.2 同轴球面系统中畸变和物体位置的关系 248

2.2.3 细光束的聚焦特性 251

2.2.4 邻主光线高斯光学——物体移动时象面弯曲变化 253

2.2.5 同轴球面系统的象散 254

2.2.6 空间光线的象差分布 258

2.2.7 象差分布的分量表示 259

2.2.8 象面弯曲表示为各面贡献之和 263

2.2.9 初级象散、象面弯曲和畸变 264

2.2.9-1 高级象散和象面弯曲 267

2.2.10 为使轴外细光束成理想象时，光学系统应有结构 273

2.2.11 象面弯曲、象散和畸变的表示和评价 275

第三章 色差 278

2.3.1 光学材料 278

2.3.2 由光程差推导色象差 279

2.3.3 (d′- D′)方法消色差 283

2.3.4 轴向色差海面的分布表示式 284

2.3.5 初级色差 284

2.3.6 分离薄透镜 288

2.3.7 二级光谱 291

2.3.8 (d′- D′)法计算所得的色差与光线光路方法间的关系及轴上点色差图示法 296

2.3.9 轴外点色差的光线光路方法讨论——色差的正弦条件 299

第四章 象差的一般性质 303

2.4.1 象差的一般表示式 303

2.4.2 象差的几何意义和描写光束特性的方法 306

2.4.2-1 球差 307

2.4.2-2 轴外球差 308

2.4.2-3 畸变 309

2.4.2-4 彗差 310

2.4.2-6 象散和象面弯曲 313

2.4.2-5 轴外彗差 313

2.4.2-7 色差 314

2.4.3 光栏移动时象差变化，计算结果的图示和判断 315

2.4.3-1 计算结果的图解法 318

2.4.4 光栏象差和物面象差关系 321

2.4.5 物面移动时象差变化 325

2.4.6 初级色差 330

2.4.7 球面的初级象差 333

2.4.7-1 由球差表示式导出其他表示式——将轴外象差看作球差 333

2.4.7-2 由畸变表示式导出其他象差表示——将子午象差看作畸变差异 338

2.4.7-3 薄透镜的初级象差 339

2.4.7-4 双胶合透镜P,W表示式 344

2.5.1 有象差时的衍射图形 349

第五章 光学系就成象质量评价 349

2.5.2 中心点亮度 350

2.5.3 瑞利判断 351

2.5.4 理想光学系统的焦深 352

2.5.5 一级和二级球差公差 353

2.5.6 各种象差的常用公差 357

第六章 由要求确定光学系就结构 359

2.6.1 焦距、倍率、共轭距、总长、工作距离和瞳孔距 359

2.6.2 通光孔径、相对孔径、视场、场镜 365

2.6.3 正象和光路弯折 376

2.6.4 怎样校正象差 379

2.6.5 结构的选择和质量预计 382

3.1.1 眼睛的解剖结构 385

第三部分 光学仪器 385

第一章 眼睛和视觉 385

3.1.2 把眼看作光学系统；示意眼和简化眼 387

3.1.3 眼睛的调节.眼睛的折射及其缺陷的矫正.眼睛光学系统的特性 388

3.1.4 眼的象差 392

3.1.5 适应，日间视觉与黄昏视觉 393

3.1.6 视觉绝对阈；眼的敏感度 397

3.1.7 眼的分辨能力(视觉敏锐度) 398

3.1.8 单眼视觉和双眼视觉 400

3.1.9 实体视觉 402

3.1.10 通过立体镜所观察的空间 406

3.2.1 照相乳剂特性 411

第二章 照相配录和放映 411

3.2.2 照相物镜的发展历史及其基本类型 415

3.2.3 变焦距照相物镜 423

3.2.4 照相物镜的象差 426

3.2.5 照相物镜的分辨能力 430

3.2.6 照相机 432

3.2.6-1 照相机的取景和对焦 433

3.2.6-2 照相机的快门 438

3.2.7 投影仪 439

3.2.8 电影技术 443

3.2.9 彩色摄影 448

3.2.10 高速摄影 452

3.3.1 放大镜及其放大倍率 469

第三章 放大镜和显微镜 469

3.3.2 显微镜及其放大倍率 471

3.3.3 显微镜中的光束限制 473

3.3.4 显微镜结构的发展 476

3.3.5 观察方法 490

3.3.6 一些显微镜的结构 494

3.3.7 红外及紫外显微镜 503

第四章 望远镜 505

3.4.1 天文望远镜 505

3.4.2 地形测量和大地测量仪器中的望远镜 513

3.4.3 军用望远镜 521