当前课程知识点:光学工程基础 > 上篇:应用光学——望远系统 > 2.11.1 望远系统 > 2.11.1 望远系统
接下去我来为大家讲解
望远镜的基本原理
以及视觉放大倍率
它的分辨率等一些概念
那什么叫望远系统呢
如何从光学的角度
来定义望远系统
我们是这么定义的
望远系统有两个光组组成
第一个光组的像方焦点
与第二个光组的物方焦点重合
并且f1′大于f2′
我们通常称这样的系统
叫做望远系统
第一个光组我们称之为物镜
第二个光组我们称之为目镜
望远镜有它自身的特征
大家看这个光路图
第一个是物镜
第二个是目镜
物镜的像方焦点
与目镜的物方焦点重合
也就是说我们可以看出来
如果把它看成组合光学系统的话
这个组合光学系统的光学间隔
Δ它是等于零的
我们知道
前面学过的组合光学系统的
焦距计算公式我们知道
如果光学间隔为零
该系统的焦距是无穷大
或者说光焦度为零
那么我们称这样的系统
叫无焦系统
无焦系统的一个特征是
如果是平行光进入物镜
从目镜出来的也是平行光
这样的无焦系统的
它的主点和焦点
都在无穷远处
我们常用的望远镜有两种形式
第一类我们称之为
开普勒式望远镜
第二类我们称之为
伽利略式望远镜
开普勒式望远镜
它的物镜和目镜
都是提供正光焦度的光学组件
物镜成的像
在物镜和目镜的公共的焦平面处
它成的是一个实像
这个实像我们称之为中间实像
经过目镜成一放大的虚像
在无穷远处
伽利略望远镜
同样也是由物镜和目镜组成
不同于开普勒式望远镜的是
它的目镜是一个提供
负光焦度的光组
物镜的像方焦平面
与目镜的物方焦平面也是重合的
物镜的像经过目镜
成一放大的虚像
在无穷远处
不同于开普勒式望远镜
伽利略式望远镜
像为正立的
开普勒式望远镜
它的像是倒立的
这是为什么呢
大家从图上的光路图
大家可以看出来
开普勒式望远镜的物方视场
是从光轴以下入射的
而它的虚像
是在光轴上方
因此它的像是倒立的
而伽利略式望远镜呢
它的物方视场和像方视场
是同号的
我们也可以认为是
它的物方视场和像方视场
在我们的光路图上
都在光轴以下
没改变视场的符号
因此伽利略式望远镜
成的是正像
另外如果这个望远镜
物镜相同 放大倍率相同
那么用伽利略式望远镜
设计出来的望远镜呢
相对而言
它的长度会更短
我们常用的手持望远镜
都是伽利略式望远镜
我再补充说一个望远系统
这个望远系统
在我们前面讲透镜的时候
可能遇到过
这是就是一个透镜
那么我们以前知道
透镜的焦距公式
计算公式是这样的
如果这个透镜
它们的间隔满足这个计算公式
那么我们可以
从透镜焦距公式得到呢
它的组合焦距
或者它透镜的焦距
等于无穷
那么这时候它就是一个望远系统
从光路上来看
我们可以认为这时候
第一个面的像方焦点
和第二个面的物方焦点重合
所以这是一个比较简单的
望远系统
下面我再给大家介绍
几个我们常见的
天文望远镜
它的结构是怎么样的
我们最常见的一类
是叫牛顿式望远镜
大家看光路 无穷远目标发出的光线
经过抛物镜反射
经一个小反射镜再反射
它会成像在抛物面的焦平面上
该像我们知道是中间像
由目镜放大以后
供人眼观察
牛顿式望远镜制作比较简单
是许多业余爱好者
经常业余制作的一类望远镜
它的一个缺点是
它中间有遮拦
另一类我们称之为
卡塞格林式望远镜
它是一个使用了
两个镜片的组合的望远镜
它的主镜是个凹面的抛物镜
次镜是凸的双曲面
无穷远处的物体发出的光线
经主镜的反射
和双曲面的反射
经过主镜中心的口
成像在它的焦平面上
后面有由目镜供人眼观察
卡塞格林式望远镜
还有两类变形的系统
第一类称之为施密特卡塞格林式
另外一种是马克苏托夫
卡塞格林式
好
关于望远镜的基本情况的介绍
我们就讲到这儿
-1.1.1 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
-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
-1.2.3 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: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
-2.1.1 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
-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
-2.2.4 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
-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
-2.3.3 图解法求像
-2.3.4 解析法求像
-2.3.5 理想光学系统的放大率
-2.3.6 理想光学系统焦距关系
-2.3.7 理想光学系统组合
-2.3.8 透镜与薄透镜
-2.3.9 远摄型光组和反远距型光组
-第三次作业--作业
-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
-2.4.3 反射棱镜成像方向
-2.4.4 棱镜转动定理
-2.4.5 角锥棱镜和折射棱镜
-2.4.6 光学材料简介
-第四次作业--作业
-2.5.1 光阑简介与孔径光阑
-2.5.2 视场光阑与渐晕
-2.5.3 远心光路
-2.5.4 景深
--2.5.4 景深
-第五次作业--作业
-2.6.1 光度学与色度学基础
-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
-2.6.4 色度学基本概念
-2.6.5 CIE标准色度学系统
-第六次作业--作业
-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
-2.7.4 彗差、像散、场曲、畸变
-2.7.5 垂轴像差、波像差
-2.7.6 光学传递函数
-第七次作业(像差)--作业
-2.8.1 人眼的光学模型
-2.8.2 人眼的缺陷与校正
-2.8.3 人眼的景深
-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
-上篇:应用光学——光学系统的分辨率--第八次作业(人眼)
-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
-2.11.1 望远系统
-2.11.2 望远镜的放大倍率
-2.11.3 望远镜的视觉放大率
-2.11.4 望远镜的分辨率
-第九次作业(望远镜)--作业
-2.12.1 显微镜及其放大率
-2.12.2 显微镜的视觉放大率
-2.12.3 显微镜的孔径光阑
-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
-2.12.6 显微镜的景深
-2.12.7 显微镜的照明系统
-第九次作业(显微镜)--作业
-3.1.1 电磁场的波动性
-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
-3.2.1 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
-3.2.3 菲涅耳公式
-3.2.4 全反射与倏逝波
-3.2.5 金属表面的反射
-3.2节课后习题--作业
-3.3.1 光的吸收、色散和散射
-3.4.1 光波的叠加
-3.5.1 干涉原理及相干条件
-3.5节课后习题--作业
-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节课后习题--作业
-3.7.1 时间相干性
-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
-3.8.1 干涉条纹的定域
-3.8.2 平行平板产生的等倾干涉
-3.8.3 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
-3.9.1 斐索干涉仪
-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
-3.10.1 平行平板的多光束干涉
-3.10.2 F-P 干涉仪
-3.10.3 光学薄膜基础
-3.10.4 单层膜与多层膜
-3.10课后习题--作业
-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节习题--作业
-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
-3.12.3 圆孔衍射
-3.12节习题--作业
-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
-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
-3.14.3 几种典型光栅
-3.14节习题--作业
-3.15.1 圆孔和圆屏(盘)的菲涅耳衍射
-3.15.2 菲涅耳透镜
-下篇:物理光学—— 菲涅耳衍射(菲涅耳衍射)
-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
-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节习题--作业
-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
-3.17.3 全息术
-3.17节习题--作业
-3.18.1 偏振光概述
-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
-3.18.4 单轴晶体中光的传播
-3.18节习题--作业
-3.19.1 光波在晶体表面的折射和反射
-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)
-3.20.2 偏振光和偏振态的琼斯矩阵表示
-3.20节课后作业--作业
-3.21.1 偏振光的变换
-3.21.2 偏振光的测定
-3.21节课后习题--作业
-3.22.1 平面偏振光的干涉
-3.22.2 会聚偏振光的干涉
-3.22节课后习题--作业
-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)
-3.23.2 电光效应(一)
-3.23.2 电光效应(二)
-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--作业






