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2.11.2 望远镜的放大倍率在线视频

2.11.2 望远镜的放大倍率

下一节:2.11.3 望远镜的视觉放大率

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2.11.2 望远镜的放大倍率课程教案、知识点、字幕

望远镜它也是一类光学系统

光学系统都存在放大倍率的问题

接下去我们来讨论这个望远镜

对有限距离处的物体成像以后

它的放大倍率怎么样

这是望远镜的光路图

这是物镜 这是目镜

物镜的像方焦点

与目镜的物方焦点重合

物为AB

F1为物镜的物方焦点

接下去我先把光路图分析一下

从B点我们画一条光线

平行于光轴的光线

这个光线

与物镜的物方焦平面

相交于E点

那么该光线往前传播以后

我们知道 它会会聚在

物镜的像方焦点

因为该点也是目镜的物方焦点

因此它从目镜折射以后

它也仍然是平行于光轴的光线

我们再另外做一条光线

从E到A的这么一条光线

该光线我们可以认为是

经过A点 也经过E点

可以认为是

从E点发出的一条光线

因为我们知道E点

是在物镜的物方焦平面上

所以该点发出的光线

在物镜的像空间都是平行的

因此这条光线

应该平行于这条光线

该光线在目镜的物空间是平行的

那么它们两者都会会聚于

目镜的像方的焦平面上

也就是E'上

该光线继续往前传播

会聚于A'点

我们知道A点和这个A'点

它们是共轭的

我们再做一条辅助光线

该光线是平行于EA这条光线

这条光线的物方孔径角

与这条光线的物方孔径角

它们相等

在物镜的物空间是平行的

因此它们共同会聚于

物镜的焦平面上

也就是这一点

因为这条光线

是从物镜的物方焦点发出的

所以它经过物镜以后

是平行于光轴

最终会会聚于目镜的焦点上

所以从这看出来

F1和F2' 它们其实是共轭的

这样我们可以画出了

AB的共轭像 A'B'

它的高度为负y'

接下去我们来求解一下

这个望远系统的角放大倍率

大家看在三角形

F1H1Q1这个三角形里面

它的tanU等于H1Q1比上H1F1

我们知道H1F1

其实就是物镜的焦距

也就是等于负的f1

在三角形F2'H2'Q2'

我们同样也根据刚才的方法

tan负U'应该等于

H2'Q2'比上H2'F2'

H2'F2'就是目镜的像方焦距f2'

因为H1Q1等于H2'Q2'

所以我们把它的

这个系统的角放大倍率

γ应该等于tanUA'比上tanUA

因为UA'等于U' UA又等于U

所以它们又等于

tanU'比上tanU

把这两个式子一比

我们就得到它的角放大倍率

应该等于f1比上f2'

又等于 因为望远镜是在空气中

所以f1'等于负的f1

我们求得了望远镜的角放大倍率

那么接下去我们就可以求解

望远镜的垂轴放大倍率

和轴向放大倍率

这个求解过程

我们可以用以前我们学过的

理想光学系统中

垂轴放大倍率 角放大倍率

和轴向放大倍率的之间的

彼此关系求得

大家看

这就是它们之间的彼此关系

这我们已经很熟悉了

根据这个关系我们可以得到

望远镜的角放大倍率

和轴向放大倍率

和垂轴放大倍率

它的表达式是这样的

γ我们已经知道了

等于负的f1'比上f2'

那么β就等于负的f2'比上f1'

α轴向放大倍率等于

f2'比上f1'的括号平方

我们讨论一下

那么大家看一下

从这个地方 我们得到

就是说这个望远镜

它的垂轴放大倍率

还是角放大倍率

还是轴向放大倍率

跟物体的物距没有关系

只和它们的焦距

物镜和目镜的焦距比有关系

另外我们看出来

我们这个望远镜

对物体的垂轴放大倍率

其实是小于1的

它的角放大倍率是大于1的

接下去我们来讨论一种

望远镜起到放大作用的情况

我问大家一个问题

如果把望远镜

放在有限焦距的物镜前面

那最终会怎么样

好 我们来讨论一下这个问题

大家看我们这边的光路图

这是个望远镜

这是个有限焦距的物镜系统

那么无穷远过来的光线

平行光轴的光

会会聚在物镜目镜

公共焦点处

经过目镜以后

依然是平行光轴出射

这道光线经过后面的物镜

将会聚在该物镜的像方焦点处

然后继续往前传播

根据我们以前学的

主点焦点的概念

这个F3'其实也是整个系统

组合系统的焦点

这个入射光

与这个出射光之间的交点

所对应的平面

是整个系统的像方主平面

它的主点用H'表示

那么F'这一点

也就是说物镜的像方焦点

到主点之间的距离

就是整个系统的

光学系统的焦距

它的像方焦距

好 那我们接下去来讨论一下

整个系统的焦距f'是多少

我们先看一下这

h1比上负的h2

它就是应该等于

f1'比上负的f2 等于1/β

也就是这个望远镜的

垂轴放大倍率的倒数

或者说是γ1

也就是说这个望远镜的

角放大倍率

那整个系统的焦距f'

应该等于负的h1比上tan-U'

那我们在分子分母上

同时乘上一个h2

那么这个式子就变成

H1比上H2

把这个负号放到下面去

就比如说负的h2

乘上h2比上tan-U'

那么这一项刚才我们已经求了

它等于1/β1

或者等于γ1

那么这一项呢 h2比上tan的负U'

那么它就等于f3'

那么最终我们得到

f1'等于γ1乘上f3'

也就是最后的组合焦距

它是望远镜的角放大倍率

乘上有限焦距系统的焦距

那么这个时候

大家会得到一个什么结论呢

也就是说一个物镜前面

加个望远镜

整个系统组合以后

它的焦距就变大了

变大的倍数是望远镜的

角放大倍率的倍数

这个角放大倍率的倍数

是物镜的焦距

比上目镜的焦距的比值

一般来说这个比值都非常大

那么也就是说

我们把一个有限的焦距

它的焦距放大了

那么这个其实挺有用的

那么我们就可以

怎么用呢

比如说我的照相机前面

加个望远镜

本来是个短焦的镜头

加了望远镜以后

它就是变成个长焦的镜头

长焦镜头可以拍摄远处的目标

这就是有限焦距系统前面

加一个望远镜的作用

望远镜的放大倍率这方面内容我们就讲解到这

光学工程基础课程列表:

绪论——课程内容简介

-1.1.1 课程背景和内容简介

--课程背景和内容简介

-1.1.2 光学工程的特点

--光学工程的特点

-1.1.3 本课程的学习方法

--本课程的学习方法

--外部链接

绪论——预备知识

-1.2.1 微积分基础知识

--微积分基础知识

-1.2.2 光学工程中的常用函数

--光学工程中的常用函数

-1.2.3 常用函数的运算与变换

--常用函数的运算与变换

-扩展阅读

--SPIE课程:Light in Action-Lasers,Cameras&Other Cool Stuff

--SPIE课程:Optics-Light at Work

--SPIE课程:A Day Without Photonics-A Modern Horror Story

--SPIE课程:Advice to Students from Leaders in the Optics&Photonics Community

--版权说明

上篇:应用光学——光波、光线和成像

-2.1.1 基本概念和光线传播基本定律

--基本概念和光线传播基本定律

-2.1.2 成像基本概念

--成像基本概念

-2.1.3 费马原理

--费马原理

-2.1.4 等光程成像

--等光程成像

-2.1.5 常用曲面形状

--常用曲面形状

-第一次作业--作业

上篇:应用光学——近轴光学

-2.2.1 近轴光学基本概念

--近轴光学基本概念

-2.2.2 近轴球面成像

--近轴球面成像

-2.2.3 近轴球面成像放大率

--近轴球面成像放大率

-2.2.4 物像空间及光学不变量

--物像空间及光学不变量

-2.2.5 矩阵光学简介

--矩阵光学简介

-2.2.6 矩阵光学应用

--矩阵光学应用

-第二次作业--作业

上篇:应用光学——理想光学系统

-2.3.1 理想光学系统基本概念

--2.3.1 理想光学系统基本概念

-2.3.2 理想光学系统的基点与基面

--2.3.2 理想光学系统的基点与基面

-2.3.3 图解法求像

--2.3.3 图解法求像

-2.3.4 解析法求像

--2.3.4 解析法求像

-2.3.5 理想光学系统的放大率

--2.3.5 理想光学系统的放大率

-2.3.6 理想光学系统焦距关系

--2.3.6 理想光学系统焦距关系

-2.3.7 理想光学系统组合

--2.3.7 理想光学系统组合

-2.3.8 透镜与薄透镜

--2.3.8 透镜与薄透镜

-2.3.9 远摄型光组和反远距型光组

--2.3.9 远摄型光组和反远距型光组

-第三次作业--作业

上篇:应用光学——平面反射镜与棱镜

-2.4.1 平面反射镜及双平面反射镜

--2.4.1 平面反射镜及双平面反射镜

-2.4.2 反射棱镜及其展开和平行平板成像

--2.4.2 反射棱镜及其展开和平行平板成像

-2.4.3 反射棱镜成像方向

--2.4.3 反射棱镜成像方向

-2.4.4 棱镜转动定理

--2.4.4 棱镜转动定理

-2.4.5 角锥棱镜和折射棱镜

--2.4.5 角锥棱镜和折射棱镜

-2.4.6 光学材料简介

--2.4.6 光学材料简介

-第四次作业--作业

上篇:应用光学——光学系统中的光束限制

-2.5.1 光阑简介与孔径光阑

--2.5.1 光阑简介与孔径光阑

-2.5.2 视场光阑与渐晕

--2.5.2 视场光阑与渐晕

-2.5.3 远心光路

--2.5.3 远心光路

-2.5.4 景深

--2.5.4 景深

-第五次作业--作业

补充材料:光度学与色度学基础(不占学时)

-2.6.1 光度学与色度学基础

--2.6.1 辐射度学

-2.6.2 视见函数和光度学

--2.6.2 视见函数和光度学

-2.6.3 光传播过程中光学量的变化规律

--2.6.3 光传播过程中光学量的变化规律

-2.6.4 色度学基本概念

--2.6.4 色度学基本概念

-2.6.5 CIE标准色度学系统

--2.6.5 CIE标准色度学系统

-第六次作业--作业

上篇:应用光学——像差简介

-2.7.1 球差

--2.7.1 球差

-2.7.2 色差

--2.7.2 色差

-2.7.3 子午像差和弧矢像差

--2.7.3 子午像差和弧矢像差

-2.7.4 彗差、像散、场曲、畸变

--2.7.4 彗差、像散、场曲、畸变

-2.7.5 垂轴像差、波像差

--2.7.5 垂轴像差、波像差

-2.7.6 光学传递函数

--2.7.6 光学传递函数

-第七次作业(像差)--作业

上篇:应用光学——人眼

-2.8.1 人眼的光学模型

--2.8.1 人眼的光学模型

-2.8.2 人眼的缺陷与校正

--2.8.2 人眼的缺陷与校正

-2.8.3 人眼的景深

--2.8.3 人眼的景深

上篇:应用光学——光学系统的分辨率

-2.9.1 光学系统的分辨率

--2.9.1 光学系统的分辨率

-上篇:应用光学——光学系统的分辨率(光学系统分辨率)

-2.9.2 人眼的分辨率

--2.9.2 人眼的分辨率

-上篇:应用光学——光学系统的分辨率--第八次作业(人眼)

上篇:应用光学——放大镜

-2.10.1 放大镜

--2.10.1 放大镜

-上篇:应用光学——放大镜--第八次作业(放大镜)

-2.10.2 放大镜的光束限制和视场及目镜

--2.10.2 放大镜的光束限制和视场及目镜

上篇:应用光学——望远系统

-2.11.1 望远系统

--2.11.1 望远系统

-2.11.2 望远镜的放大倍率

--2.11.2 望远镜的放大倍率

-2.11.3 望远镜的视觉放大率

--2.11.3 望远镜的视觉放大率

-2.11.4 望远镜的分辨率

--2.11.4 望远镜的分辨率

-第九次作业(望远镜)--作业

上篇:应用光学——显微系统

-2.12.1 显微镜及其放大率

--2.12.1 显微镜及其放大率

-2.12.2 显微镜的视觉放大率

--2.12.2 显微镜的视觉放大率

-2.12.3 显微镜的孔径光阑

--2.12.3 显微镜的孔径光阑

-2.12.4 显微镜的机械筒长

--2.12.4 显微镜的机械筒长

-2.12.5 显微镜的分辨率及有效放大率

--2.12.5 显微镜的分辨率

-2.12.6 显微镜的景深

--2.12.6 显微镜的景深

-2.12.7 显微镜的照明系统

--2.12.7 显微镜的照明系统

-第九次作业(显微镜)--作业

下篇:物理光学——光的电磁性质

-3.1.1 电磁场的波动性

--3.1.1 电磁场的波动性

-3.1.2 平面电磁波及其性质

--3.1.2 平面电磁波及其性质

-3.1.3 球面波与柱面波,光波辐射与辐射能

--3.1.3 球面波与柱面波,光波辐射与辐射能

下篇:物理光学——在两电介质分界面上的折射和反射

-3.2.1 电磁场的连续条件(边界条件)

--3.2.1 电磁场的连续条件(边界条件)

-3.2.2 光在两电介质分界面上的折射与反射

--3.2.2 光在两电介质分界面上的折射与反射

-3.2.3 菲涅耳公式

--3.2.3 菲涅耳公式

-3.2.4 全反射与倏逝波

--3.2.4 全反射与倏逝波

-3.2.5 金属表面的反射

--3.2.5 金属表面的反射

-3.2节课后习题--作业

下篇:物理光学——光的吸收、色散和散射

-3.3.1 光的吸收、色散和散射

--3.3.1 光的吸收、色散和散射

下篇:物理光学——光波的叠加

-3.4.1 光波的叠加

--3.4.1光波的叠加

下篇:物理光学——干涉原理及相干条件

-3.5.1 干涉原理及相干条件

--3.5.1 干涉现象与干涉条件

-3.5节课后习题--作业

下篇:物理光学——杨氏干涉实验

-3.6.1 干涉图样计算

--3.6.1 干涉图样计算

-3.6.2 分波阵面干涉装置的特点

--3.6.2 分波阵面干涉装置的特点

-3.6节课后习题--作业

下篇:物理光学——干涉条纹的对比度及其影响因素

-3.7.1 时间相干性

--3.7.1 时间相干性

-3.7.2 空间相干性

--3.7.2 空间相干性

-下篇:物理光学——干涉条纹的对比度及其影响因素

下篇:物理光学——平板的双光束干涉

-3.8.1 干涉条纹的定域

--3.8.1 干涉条纹的定域

-3.8.2 平行平板产生的等倾干涉

--3.8.2 平行平板产生的等倾干涉

-3.8.3 楔形平板产生的等厚干涉

--3.8.3 楔形平板产生的等厚干涉

-下篇:物理光学——平板的双光束干涉--3.8节课后习题

下篇:物理光学——典型的双光束干涉系统及其应用

-3.9.1 斐索干涉仪

--3.9.1 斐索干涉仪

-3.9.2 迈克尔逊干涉仪

--3.9.2 迈克尔逊干涉仪

-下篇:物理光学——典型的双光束干涉系统及其应用

下篇:物理光学—— 平行平板的多光束干涉及其应用

-3.10.1 平行平板的多光束干涉

--3.10.1 平行平板的多光束干涉

-3.10.2 F-P 干涉仪

--3.10.2 F-P 干涉仪

-3.10.3 光学薄膜基础

--3.10.3 光学薄膜基础

-3.10.4 单层膜与多层膜

--3.10.4 单层膜与多层膜

-3.10课后习题--作业

下篇:物理光学—— 光波的标量衍射理论

-3.11.1 惠更斯—菲涅耳原理

--3.11.1 惠更斯—菲涅耳原理

-3.11.2 菲涅耳—基尔霍夫衍射公式及衍射分类

--3.11.2 菲涅耳—基尔霍夫衍射公式及衍射分类

-3.11节习题--作业

下篇:物理光学—— 典型孔径的夫朗和费衍射

-3.12.1 夫朗和费衍射公式的意义

--3.12.1 夫朗和费衍射公式的意义

-3.12.2 矩孔衍射和单缝衍射

--3.12.2 矩孔衍射和单缝衍射

-3.12.3 圆孔衍射

--3.12.3 圆孔衍射

-3.12节习题--作业

下篇:物理光学—— 光学成像系统的衍射和分辨本领

-3.13.1 成像系统的分辨本领

--3.13.1 成像系统的分辨本领

-下篇:物理光学—— 光学成像系统的衍射和分辨本领

下篇:物理光学—— 多缝的夫朗和费衍射

-3.14.1 双缝与多缝的夫朗和费衍射

--3.14.1 双缝与多缝的夫朗和费衍射

-3.14.2 光栅的分光性能

--3.14.2 光栅的分光性能

-3.14.3 几种典型光栅

--3.14.3 几种典型光栅

-3.14节习题--作业

下篇:物理光学—— 菲涅耳衍射

-3.15.1 圆孔和圆屏(盘)的菲涅耳衍射

--3.15.1 圆孔和圆屏(盘)的菲涅耳衍射

-3.15.2 菲涅耳透镜

--3.15.2 菲涅耳透镜

-下篇:物理光学—— 菲涅耳衍射(菲涅耳衍射)

下篇:物理光学—— 傅立叶光学

-3.16.1 平面波的复振幅分布和空间频率、复杂复振幅及其分解

--3.16.1 平面波的复振幅分布和空间频率、复杂复振幅及其分解

-3.16.2 光波衍射的傅里叶分析方法

--光波衍射的傅里叶分析方法

-3.16.3 透镜的傅立叶变换性质

--3.16.3 透镜的傅立叶变换性质

-3.16.4 相干成像系统分析及相干传递函数

--3.16.4 相干成像系统分析及相干传递函数

-3.16节习题--作业

下篇:物理光学—— 光学信息处理

-3.17.1 非相干成像系统分析及光学传递函数

--3.17.1 非相干成像系统分析及光学传递函数

-3.17.2 阿贝成像理论、波特实验与光学信息处理

--3.17.2 阿贝成像理论、波特实验与光学信息处理

-3.17.3 全息术

--3.17.3全息术

-3.17节习题--作业

下篇:物理光学——光在晶体中传播

-3.18.1 偏振光概述

--3.18.1 偏振光概述

-3.18.2 光在晶体中的传播

--3.18.2 光在晶体中的传播

-3.18.3 单色平面波在晶体中的传播

--3.18.3 单色平面波在晶体中的传播

-3.18.4 单轴晶体中光的传播

--3.18.4 单轴晶体中光的传播

-3.18节习题--作业

下篇:物理光学——光在晶体表面的折射和反射

-3.19.1 光波在晶体表面的折射和反射

--3.19.1 光波在晶体表面的折射和反射

下篇:物理光学—— 晶体偏振器件

-3.20.1 偏振棱镜和相位延迟器(一)

--3.20.1 偏振棱镜和相位延迟器(一)

-3.20.1 偏振棱镜和相位延迟器(二)

--3.20.1 偏振棱镜和相位延迟器(二)

-3.20.2 偏振光和偏振态的琼斯矩阵表示

--3.20.2 偏振光和偏振态的琼斯矩阵表示

-3.20节课后作业--作业

下篇:物理光学——偏振光的变换和测定

-3.21.1 偏振光的变换

--3.21.1 偏振光的变换

-3.21.2 偏振光的测定

--3.21.2 偏振光的测定

-3.21节课后习题--作业

下篇:物理光学——偏振光的干涉

-3.22.1 平面偏振光的干涉

--3.22.1 平面偏振光的干涉

-3.22.2 会聚偏振光的干涉

--3.22.2 会聚偏振光的干涉

-3.22节课后习题--作业

下篇:物理光学——磁光、电光和声光效应

-3.23.1 旋光现象和磁致旋光效应(一)

--3.23.1 旋光现象和磁致旋光效应(一)

-3.23.1 旋光现象和磁致旋光效应(二)

--3.23.1 旋光现象和磁致旋光效应(二)

-3.23.2 电光效应(一)

--3.23.2 电光效应(一)

-3.23.2 电光效应(二)

--3.23.2 电光效应(二)

-3.23.3 声光效应

--3.23.3 声光效应

-下篇:物理光学——磁光、电光和声光效应--3.23节课后习题

期末考试

-期末考试--作业

2.11.2 望远镜的放大倍率笔记与讨论

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