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1、教 案2009 2010 学年第 学期系部数理系教研室(实验室)光电信息技术教研室课 程 名 称工程光学适用班级光信息科学与技术专业二年级学生主 讲 教 师陈小韵职 称 讲师二 年 月 日厦门理工学院教务处 制首 页课程名称工程光学授课对象光信息科学与技术专业二年级学生课程编号课程类型必修课公共基础课（ ）；专业基础课（）；专业课（ ）选修课限选课（ ）；任选课（ ）授课方式课堂讲授（）；实践课（ ）考核方式考试（）；考查（ ）课程教学总学时数72学 分 数4学时分配课堂讲授 72 学时； 实践课 学时基 本教 材和 主要 参考 资料序号教材名称作者出版社出版时间1工程光学（第2版）郁道银等机
2、械工业出版社20072物理光学谢敬辉、赵达尊、阎吉祥北京理工大学出版社20053Principles of OpticsMax Born and Emil WolfCambridge University Press19994物理光学与应用光学石顺祥、张海兴、刘劲松西安电子科技大学出版社20005物理光学刘晨合肥工业大学出版社20076几何光学实验（第1版）杨之昌上海科学技术出版社1984授课教师陈小韵职称讲师授课时间教学目的要求 本课程是一门专业基础课，主要讲授几何光学和物理光学方面的基本理论、基本方法和典型光学系统实例及应用。通过本课程的学习，学生应能对光学的基本概念、基本原理和典型系统有
3、较为深刻的认识，为学习光学设计、光信息理论和从事光学研究打下坚实的基础。 本课程的主要要求： 1 系统掌握几何光学的基础理论，包括基本定律、球面和共轴球面系统理论、理想光学系统理论，平面镜与棱镜系统理论和光学系统中光阑的概念。2 了解光能与颜色的基本量和相关概念。 3 掌握光学系统像差的基本概念、产生原因、危害和校正方法，了解像差的计算。 4 掌握三种典型的光学系统，即：显微系统、望远系统和摄影系统，并了解一些现代光学系统的相关知识。5 掌握光的电磁理论及光波叠加的相关知识。6 掌握光的干涉、衍射、偏振的理论和计算。7 掌握傅立叶光学的基本概念和主要理论。8 了解导波光学和激光的基础知识。教学
4、重点难点其中第二章理想光学系统、第七章典型光学系统、第九章光学系统的像质评价和像质公差、第十二章光的干涉和干涉系统和第十三章光的衍射是重点，第四章和第十三章是难点，针对教学内容中的重点和难点内容，我们采取重点授课、难点适当增加学时、采用形象的课件展示，讲思路，讲方法的教学方法，使学生真正理解和掌握重点和难点内容。注：表中（）选项请打“”课程教案授课时间第 周 周 第 节课次1授课方式（请打）理论课 实验课 习题课 实践课 其他课时安排授课题目（教学章、节或主题）： 课程概率、简介教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：1 使学生了解光学的发展史、重要性及展望，以及学习物理学的方法和科学态
5、度；2基本要求以及应该为学习做好准备。教学内容（注明：重点、难点及疑点）：内容：光学发展的历史回顾近代光学与信息科学光学的研究内容教学基本内容：一自我介绍与该课程的教学要求；(10分钟) 二光学的发展历史 (20分钟)古代光学几何光学光学研究范畴： 光学传播规律 光与物质相互作用光学仪器三现代光学的发展及内容 (35分钟) 20世纪末世界科学几大发现 现代光学的发展 四光学在日常生活中的应用以及实物展示 (15分钟) 对光学现象的新认识高级光学仪器原理 实物展示教学方法及手段：课堂讲授，课堂练习，运用多媒体与板书结合教学，实物展示讨论、作业和思考题：参考资料：梁铨廷主编，物理光学机械工业出版社
6、 1980谢敬辉、赵达尊、阎吉祥，物理光学 北京理工大学出版社，2005 Max Born and Emil Wolf，Principles of Optics, Cambridge University Press, 1999石顺祥、张海兴、刘劲松，物理光学与应用光学西安电子科技大学出版社，2000刘晨，物理光学，合肥工业大学出版社，2007杨之昌，几何光学实验（第1版），上海科学技术出版社，1984备注：注：课程教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份；重复班授课可不另填写教案。课程教案授课时间第 周 周 第 节课次2授课方式（请打）理论课 实验课 习题课 实践课 其他课时安排授课题目（教
7、学章、节或主题）： 第一章 几何光学的基本定律和成像概念第一节 几何光学基本定律第二节 完善成像条件的概念和相关表述第三节 光路计算与近轴光学教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：了解：光学传播的6个定律；完善成像条件的概念熟悉：完善成像条件的概念和相关表述 应用光学中的符号规则光学传播：1）光的直线传播定律 2）光的独立传播定律 3）反射定律和折射定律（全反射及其应用） 4）光路的可逆性完善成像条件的概念教学内容（注明：重点、难点及疑点）：重点：完善成像条件的概念和相关表述难点： 光学传播1）光的直线传播定律 2）光的独立传播定律 3）反射定律和折射定律（全反射及其应用） 4）光路的
8、可逆性难点：完善成像条件的概念应用光学中的符号规则，包括数值、正负以及相应的物理意义教学基本内容：1 几何光学基本定律：1）光的直线传播定律 2）光的独立传播定律 3）反射定律和折射定律（全反射及其应用）4）光路的可逆性 5）费马原理（最短光程原理） 6）马吕斯定律。2完善成像条件的概念透镜的种类像物的叙事判断的标准3 应用光学中的符号规则：符号规则线段：光轴线段；垂轴线段角度：起始边规定 三种不同情况教学方法及手段：课堂讲授，课堂练习，运用多媒体与板书结合教学，实物展示讨论、作业和思考题：参考资料：梁铨廷主编，物理光学机械工业出版社 1980谢敬辉、赵达尊、阎吉祥，物理光学 北京理工大学出版
9、社，2005 Max Born and Emil Wolf，Principles of Optics, Cambridge University Press, 1999石顺祥、张海兴、刘劲松，物理光学与应用光学西安电子科技大学出版社，2000刘晨，物理光学，合肥工业大学出版社，2007杨之昌，几何光学实验（第1版），上海科学技术出版社，1984备注：注：课程教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份；重复班授课可不另填写教案。课程教案授课时间第 周 周 第 节课次3授课方式（请打）理论课 实验课 习题课 实践课 其他课时安排2授课题目（教学章、节或主题）： 第四节 球面光学成像系统第五节 共轴球
10、面系统教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：掌握：物象关系式 光学追迹理论 单个折射球面的光线光路计算公式（近轴、远轴） 垂轴放大率 轴向放大率 角放大率 拉赫不变量了解：共轴球面系统的定义教学内容（注明：重点、难点及疑点）：重点：物象关系式 光学追迹理论 近轴近似3种放大率：垂轴放大率；轴向放大率；角放大率 难点：光线光路计算公式（近轴、远轴） 小l公式组，大 L公式组拉赫不变量教学基本内容：1 物象关系式2光线追迹理论单个折射球面的光线光路计算公式（远轴）小l公式3 近轴近似与完美成像 完美成像条件像差近轴近似单个折射球面的光线光路计算公式（近轴）大L公式4 单个折射面的成像公式，
11、包括垂轴放大率b、轴向放大率a、角放大率、拉赫不变量等公式。 垂轴放大率b的物理意义 垂轴放大率b的正负与物象的虚实倒立关系 轴向放大率a的物理意义 轴向放大率a与垂轴放大率b之间的关系 角放大率的物理意义 角放大率与垂轴放大率b之间的关系 三种放大率的推导关系 拉赫不变量5共轴球面的定义共轴球面过渡公式：将第一个折射面像空间参数转化为第二个折射面物空间参数，称为过渡公式过渡公式对之前的小l和大L成像公式也适用教学方法及手段：课堂讲授，课堂练习，运用多媒体与板书结合教学，实物展示讨论、作业和思考题：参考资料：梁铨廷主编，物理光学机械工业出版社 1980谢敬辉、赵达尊、阎吉祥，物理光学 北京理工
12、大学出版社，2005 Max Born and Emil Wolf，Principles of Optics, Cambridge University Press, 1999石顺祥、张海兴、刘劲松，物理光学与应用光学西安电子科技大学出版社，2000刘晨，物理光学，合肥工业大学出版社，2007杨之昌，几何光学实验（第1版），上海科学技术出版社，1984备注：注：课程教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份；重复班授课可不另填写教案。课程教案课程教案授课时间第 周 周 第 节课次4授课方式（请打）理论课 实验课 习题课 实践课 其他课时安排2授课题目（教学章、节或主题）： 第二章 理想光学系统第
13、一节 理想光学系统与共线成像理论第二节 理想光学系统的基点与基面第三节 理想光学系统的物像关系教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：掌握：理想光学系统光学特性 共线成像理论 理想光学系统的基点与基面的定义和划分单个折射球面的主平面和焦点 理想光学系统的物像关系教学内容（注明：重点、难点及疑点）：重点：掌握：理想光学系统光学特性 共线成像理论 共轭概念 理想光学系统的基点与基面的定义和划分单个折射球面的主平面和焦点 理想光学系统的物像关系可供选择的典型光线和可供利用的性质难点：理想光学系统的基点与基面的定义和划分确定物象关系（利用典型光线和特殊性质） 包括正负光组教学基本内容：第一节 理
14、想光学系统与共线成像理论1为何要研究理想光学系统2完善成像的理想模型：理想光学系统，即高斯光学3理想光学系统的物象关系特性： 共轭概念共线成像理论第二节 理想光学系统的基点与基面理想光祖的特殊点和平面：基点、基面无限远轴上物点发出的光线像方焦点、像方焦平面；像方主点、主平面；像方焦距无限远轴外物点发出的光线物方焦点、物方焦平面；物方主点、主平面；物方焦距物方主平面与像方主平面之间的关系第三节 理想光学系统的物像关系单个折射球面的主平面和焦点如果已知共轴光学系统的一对主平面和两个焦点的位置，就能根据它们找出物空间任意物点的像！可供选择的典型光线和可供利用的性质（多种情况）正光组，实物成像(b)
15、物在二倍焦距上 实物成等大倒立实像，位于二倍像方焦点上。分立两侧（c）物在二倍焦距之内，一倍焦距之外成放大倒立实像，像在二倍焦距外两侧（d）物在焦平面上成像于像方无限远, 两侧(e) 物在一倍焦距内实物成放大正立虚像，同侧正光组、虚物成像(a )虚物在一倍焦距内(b)虚物在一倍焦距之外，二倍焦距之内(c)虚物在二倍焦距之外负光组，实物成像（a）物在二倍焦距外（b）物在一倍焦距外，二倍焦距内（c）物在一倍焦距内负光组，虚物成像（a）虚物，右侧，一倍焦距内（b）虚物，右侧，一倍焦距以外，二倍焦距以内教学方法及手段：课堂讲授，课堂练习，运用多媒体与板书结合教学，实物展示讨论、作业和思考题：参考资料：
16、梁铨廷主编，物理光学机械工业出版社 1980谢敬辉、赵达尊、阎吉祥，物理光学 北京理工大学出版社，2005 Max Born and Emil Wolf，Principles of Optics, Cambridge University Press, 1999石顺祥、张海兴、刘劲松，物理光学与应用光学西安电子科技大学出版社，2000刘晨，物理光学，合肥工业大学出版社，2007杨之昌，几何光学实验（第1版），上海科学技术出版社，1984备注：注：课程教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份；重复班授课可不另填写教案。课程教案授课时间第 周 周 第 节课次5授课方式（请打）理论课 实验课 习题课
17、 实践课 其他课时安排授课题目（教学章、节或主题）： 第三节 理想光学系统的物像关系式第四节 理想光学系统的放大率教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：掌握：图解法和解析法求像方法理想光学系统的三种放大率：包括垂轴放大率b、轴向放大率a、角放大率以及相互关系 拉赫公式的推导熟悉：牛顿公式、高斯公式理想光学三种放大率的物理意义 拉赫不变 光焦度的概念教学内容（注明：重点、难点及疑点）：重点：牛顿公式、高斯公式 图解法和解析法求物象理想光学系统的三种放大率：包括垂轴放大率b、轴向放大率a、角放大率以及相互关系 拉赫公式的推导 系统的节点难点：图解法（尤其是负光组）疑点：光焦度与普通透镜教学
18、基本内容：图解法：正光组：已知系统和物，求像；已知系统和像，求物；已知物象，求系统的基点。 负光组：已知系统和物，求像；已知系统和像，求物；已知物象，求系统的基点。解析法求物象：牛顿公式、高斯公式的推导和一致性主焦面基点 牛顿公式的推导主平面基点 高斯公式的推导牛顿公式、高斯公式其实是对同一种物象关系的不同描述理想光学系统的三种放大率：包括垂轴放大率b、轴向放大率a、角放大率以及相互关系 物方焦距和像方焦距的关系 光学系统的像方焦距与物方焦距之比等于相应介质折射率之比 光焦度理想光组的拉赫公式 光学系统的节点性质：通过物方节点 J 的入射光线，经光组后其出射光线必经过像方节点 J ，且方向不变
19、。 拉赫不变量教学方法及手段：课堂讲授，课堂练习，运用多媒体与板书结合教学，实物展示讨论、作业和思考题：参考资料：梁铨廷主编，物理光学机械工业出版社 1980谢敬辉、赵达尊、阎吉祥，物理光学 北京理工大学出版社，2005 Max Born and Emil Wolf，Principles of Optics, Cambridge University Press, 1999石顺祥、张海兴、刘劲松，物理光学与应用光学西安电子科技大学出版社，2000刘晨，物理光学，合肥工业大学出版社，2007杨之昌，几何光学实验（第1版），上海科学技术出版社，1984备注：注：课程教案按授课次数填写，每次授课均应
20、填写一份；重复班授课可不另填写教案。课程教案授课时间第 周 周 第 节课次6授课方式（请打）理论课 实验课 习题课 实践课 其他课时安排2授课题目（教学章、节或主题）： 第五节 理想光学系统的组合第六节 透镜教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：掌握：焦点位置公式 等效光组的横向放大率 过渡公式光焦度 透镜主点（面）和焦点（面）的位置 各种透镜基点（面）位置分析 了解：焦距有限的系统和无焦系统 特定系统：摄远与反摄远物镜各种曲面组合的透镜系统教学内容（注明：重点、难点及疑点）：重点：等效光组的横向放大率 过渡公式 光焦度 透镜主点（面）和焦点（面）的位置 各种透镜基点（面）位置分析难点
21、：理想光学系统两焦距之间的关系理想光学系统的组合公式正切计算法。教学基本内容：第五节 理想光学系统的组合一、焦点位置公式三、主点位置的确定四、等效光组的横向放大率五、过渡公式理想光学系统的放大率概念及公式理想光学系统两焦距之间的关系理想光学系统的组合公式正切计算法六、焦距有限的系统和无焦系统七、摄远与反摄远物镜反摄远物镜多光组组合计算第六节 透镜：1光焦度形式来表示透镜曲率:透镜主点（面）和焦点（面）的位置各种透镜基点（面）位置分析2 例题分析3第二章理想光学系统总结教学方法及手段：课堂讲授，课堂练习，运用多媒体与板书结合教学，实物展示讨论、作业和思考题：参考资料：梁铨廷主编，物理光学机械工业
22、出版社 1980谢敬辉、赵达尊、阎吉祥，物理光学 北京理工大学出版社，2005 Max Born and Emil Wolf，Principles of Optics, Cambridge University Press, 1999石顺祥、张海兴、刘劲松，物理光学与应用光学西安电子科技大学出版社，2000刘晨，物理光学，合肥工业大学出版社，2007杨之昌，几何光学实验（第1版），上海科学技术出版社，1984备注：注：课程教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份；重复班授课可不另填写教案。课程教案授课时间第 周 周 第 节课次7授课方式（请打）理论课 实验课 习题课 实践课 其他课时安排2授课
23、题目（教学章、节或主题）： 第三章 平面与平面系统第一节 平面镜的成像教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：掌握：平面光学元件的种类和作用单平面镜的成像特性 双平面镜的成像特性平面镜的旋转特性光学杠杆原理和应用了解：平面镜棱镜在光学系统中的作用教学内容（注明：重点、难点及疑点）：重点：单平面镜的成像特性双平面镜的成像特性难点：双平面镜的成像特性 平面镜的旋转特性教学基本内容：第三章平面与平面系统平面镜棱镜在光学系统中的作用：改变共轴系统的光轴方向（减少体积和减轻重量）改变像的方向 利用平面镜转动作用扩大仪器的放大率改变观察方向扩大仪器的观测范围实现分光、合像和微位移一、单平面镜的成像特
24、性平面镜能使整个空间任意物点理想成像；物点和像点对平面镜而言是对称的；物和像大小相等，但形状不同；凡一次镜面反射或奇次 镜面反射像被称为镜像；二、双平面镜的成像特性凡一次镜面反射或奇次镜面反射像被称为镜像；凡二次镜面反射或偶次 镜面反射像被称为一致像平面镜的旋转及其应用平面镜的旋转与平移效应角与I角的大小无关，只取决于两平面镜夹角的大小当双平面镜绕棱线转动时，只要保持角不变，二次反射像是不动的，即出射光线的方向不变，但光线位置要产生平行位移。双平面镜具有以下成像性质：二次反射像的位置应在物体绕棱线（P点）转动2角处，转动方向应是反射面按反射次序，由P1转到P2的方向。二次反射像与原物坐标系相同
25、，成一致像。位于主截面（两平面镜的公共垂直面）内的光线，不论入射光线方向如何，出射光线的转角永远等于两平面镜夹角的两倍。教学方法及手段：课堂讲授，课堂练习，运用多媒体与板书结合教学，实物展示讨论、作业和思考题：参考资料：梁铨廷主编，物理光学机械工业出版社 1980谢敬辉、赵达尊、阎吉祥，物理光学 北京理工大学出版社，2005 Max Born and Emil Wolf，Principles of Optics, Cambridge University Press, 1999石顺祥、张海兴、刘劲松，物理光学与应用光学西安电子科技大学出版社，2000刘晨，物理光学，合肥工业大学出版社，2007
26、杨之昌，几何光学实验（第1版），上海科学技术出版社，1984备注：注：课程教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份；重复班授课可不另填写教案。课程教案授课时间第 周 周 第 节课次8授课方式（请打）理论课 实验课 习题课 实践课 其他课时安排2授课题目（教学章、节或主题）： 第二节 平行平板教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：掌握： 平行平板的成像特性，近轴区内的轴向位移公式。教学内容（注明：重点、难点及疑点）：重点：平行平板的成像特性难点： 平行平板近轴区内的轴向位移公式。教学基本内容：第二节 平行平板由两个相互平行的折射平面构成的光学元件称为平行平面板。用棱镜来代替平面镜，就相当
27、于在光学系统中多加了一块平行平面板。如标尺、刻有标志的分划板、补偿板、滤光镜、保护玻璃等等光线移动的距离随入射角的不同而不同 同样也随平板的厚度不同而变化从具有不同入射角的各条光线经平行平面板折射后，具有不同的轴向位移量，这就说明，同心光束经平行平面板后变为非同心光束，成像是不完善的。 对于近轴光线而言，其轴向位移只和平行平面板的厚度d及玻璃折射率n有关，而与入射角i无关。因此，物点以近轴光经平行平面板成像是完善的教学方法及手段：课堂讲授，课堂练习，运用多媒体与板书结合教学，实物展示讨论、作业和思考题：参考资料：梁铨廷主编，物理光学机械工业出版社 1980谢敬辉、赵达尊、阎吉祥，物理光学 北京
28、理工大学出版社，2005 Max Born and Emil Wolf，Principles of Optics, Cambridge University Press, 1999石顺祥、张海兴、刘劲松，物理光学与应用光学西安电子科技大学出版社，2000刘晨，物理光学，合肥工业大学出版社，2007杨之昌，几何光学实验（第1版），上海科学技术出版社，1984备注：注：课程教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份；重复班授课可不另填写教案。课程教案授课时间第 周 周 第 节课次9授课方式（请打）理论课 实验课 习题课 实践课 其他课时安排2授课题目（教学章、节或主题）： 第三节 反射棱镜教学目的、
29、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：掌握：反射棱镜基本定义 反射棱镜等效作用与展开方法 了解：棱镜的结构参数教学内容（注明：重点、难点及疑点）：重点：反射棱镜基本定义 反射棱镜等效作用与展开方法 棱镜的结构参数难点：反射棱镜等效作用与展开方法教学基本内容：第三节 反射棱镜反射棱镜：把多个反射面做在同一块光学材料（如玻璃）上的光学零件一、基本定义等效作用反射棱镜有两个折射面和若干反射面，若不考虑反射面，光线在两个折射面之间的行为等效于一个平行平板等效作用与展开方法把棱镜的光轴截面沿着它的反射面展开，取消棱镜的反射，以平行玻璃板的折射代替棱镜折射的方法称为“棱镜的展开”展开方法利用棱镜反射面的性质
30、，将转折的光路拉直。平行平板的厚度就是反射棱镜的展开长度或称光轴长度（L）展开后应先找到棱镜限制光束的位置，再求尺寸，即棱镜通光光束的口径（D）棱镜的结构参数屋脊棱镜：这种两个互相垂直的反射面称为屋脊面，而带有屋脊面的棱镜称为屋脊棱镜屋脊面的作用：在不改变光轴方向和主截面内成像方向的条件下，增加一次反射，使系统总的反射次数由奇数变成偶数，从而达到物像相似的要求。屋脊棱镜的平面表示方法普通棱镜和复合棱镜等。普通棱镜：简单棱镜、屋脊棱镜等。利用法则来确定（主要确定Z、Y方向）即物空间为右手坐标（一）一次反射棱镜 （二）二次反射棱镜（三）三次反射棱镜成像方向的规则：（1）x轴：经平面镜与棱镜系统反射
31、后，其光轴出射方向即是x 的方向。（2）z轴：其反射后的方向由屋脊面的个数而定：当没有屋脊面或屋脊面为偶数时，z方向与z方向相同；当屋脊面为奇数时，z 方向与z方向相反。（3）y 轴：若总反射次数为奇数，成镜像；若总反射次数为偶数，成一致像；几种复合棱镜及特殊性质和应用教学方法及手段：课堂讲授，课堂练习，运用多媒体与板书结合教学，实物展示讨论、作业和思考题：参考资料：梁铨廷主编，物理光学机械工业出版社 1980谢敬辉、赵达尊、阎吉祥，物理光学 北京理工大学出版社，2005 Max Born and Emil Wolf，Principles of Optics, Cambridge Univer
32、sity Press, 1999石顺祥、张海兴、刘劲松，物理光学与应用光学西安电子科技大学出版社，2000刘晨，物理光学，合肥工业大学出版社，2007杨之昌，几何光学实验（第1版），上海科学技术出版社，1984备注：注：课程教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份；重复班授课可不另填写教案。课程教案授课时间第 周 周 第 节课次10授课方式（请打）理论课 实验课 习题课 实践课 其他课时安排2授课题目（教学章、节或主题）： 第四章 光学系统中的光束限制第一节光阑第二节照相系统和光阑第三节望远镜系统中成像光束的选择教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：掌握：孔径光阑、入瞳、出瞳、孔径角的
33、定义及它们的关系。视场光阑、入窗、出窗、视场角的定义及它们的关系。了解：渐晕、渐晕光阑、渐晕系数的定义及渐晕光阑和视场光阑的关系。照相系统的基本结构、成像关系和光束限制。望远系统的基本结构、成像关系和光束限制。教学内容（注明：重点、难点及疑点）：重点：光阑的定义：光阑在光学系统中的作用孔径光阑、入瞳、出瞳、孔径角的定义及它们的关系。视场光阑、入窗、出窗、视场角的定义及它们的关系。难点：孔径光阑、入瞳、出瞳、孔径角的定义及它们的关系。视场光阑、入窗、出窗、视场角的定义及它们的关系教学基本内容：光阑:组成光学系统的所有零件都有一定的尺寸大小装夹透镜和其他零件的金属框的内孔边缘就是限制光束的光孔，这
34、个光孔对光学零件来说被称为“通光孔径” 光阑按上述的作用分为：孔径光阑视场光阑消杂光光阑渐晕光阑以普通照相机来说明光阑入射光瞳通过整个光学系统所成的像就是出射光瞳通过入射光瞳中心的光线称为主光线由于共轭关系，主光线也必然通过孔径光阑中心和出瞳中心。显微系统和投影系统的物镜常用nsinUmax表示，被称之为数值孔径，用NA表示光学系统的孔径光阑只是对一定位置的物体而言的如果孔径光阑或入射光瞳都非常小时，只有沿主光线的一束无限细光束能通过光学系统 与孔径光阑类似，视场光阑被其前面的光组在整个系统的物空间所成的像称为入射窗（简称入窗）。把除孔径光阑外的所有光孔通过其后面的光组在整个系统的像空间成像时
35、，出射窗对出射光瞳中心的张角为最小。 出射窗限制了像方视场范围入射窗和出射窗共轭。 入射窗、视场光阑和出射窗在各自的空间对同一条主光线起限制作用，主光线和光轴间的夹角即表示整个光学系统的视场角。视场光阑是对一定位置的孔径光阑而言的在多数情况下，入射窗并不能完全决定光学系统的成像范围在物面上按其成像光束孔径角的不同可分为三个区域用眼睛通过放大镜观察物面时，由放大镜和眼睛组成的光学系统就是这样。 光学系统的视场大小用两种方法表示 线视场：对近距离成像的光组，常用能看到的物平面直径来表示 视场角：对远距离或无限远物体成像的光组，常用角度来表示其视场的大小这就是前面谈到过的物方视场角2和像方视场角2。
36、 孔径光阑和视场光阑是光学系统中起重要作用的两种光阑，前者主要限制成像光束的孔径，即决定像的照度。后者决定视场，即物体被成像的范围。 切不可把孔径光阑和视场光阑混为一谈教学方法及手段：课堂讲授，课堂练习，运用多媒体与板书结合教学，实物展示讨论、作业和思考题：参考资料：梁铨廷主编，物理光学机械工业出版社 1980谢敬辉、赵达尊、阎吉祥，物理光学 北京理工大学出版社，2005 Max Born and Emil Wolf，Principles of Optics, Cambridge University Press, 1999石顺祥、张海兴、刘劲松，物理光学与应用光学西安电子科技大学出版社，20
37、00刘晨，物理光学，合肥工业大学出版社，2007杨之昌，几何光学实验（第1版），上海科学技术出版社，1984备注：注：课程教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份；重复班授课可不另填写教案。课程教案授课时间第 周 周 第 节课次11授课方式（请打）理论课 实验课 习题课 实践课 其他课时安排授课题目（教学章、节或主题）： 第四节显微镜系统中的光束限制与分析教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：掌握：显微系统的基本结构、成像关系和光束限制。 远心光路教学内容（注明：重点、难点及疑点）：重点：显微系统的基本结构、成像关系和光束限制。 远心光路教学基本内容：第四节 显微系统中的内容 远心光路
38、物方远心光路和像方远心光路在光学仪器中，很大一部分仪器用来测量长度 一类仪器是光学系统有一定放大率，使被测物的像和标准刻尺相比，求被测物体的长度，如工具显微镜等计量仪器。另一类仪器是把一标尺放在不同的位置，光学系统改变放大率，使标尺的像等于一个已知值，来求仪器到标尺间距离，如大地测量仪器中的视距测量。 在工具显微镜光学系统的实像平面上，放置已知刻度值的透明刻尺（称为分划板）分划板上刻尺的格值已考虑了物镜的放大率 按此方法测量，刻尺与物镜之间的距离应保持不变，使物镜的放大率保持常数这种测量方法的测量精度在很大程度上取决于像平面与刻尺平面的重合程度。 由于景深及调焦误差，不可能做到真正的重合，会引
39、起一些误差。像平面与分划板不重合的现象称为视差。由于视差而引起长度测量误差可由下图来说明。 为了减少视差对测量精度的影响，可以由控制主光线的方向来达到。 由于入瞳在无限远处，物方主光线平行于光轴的光学系统，故称为物方远心光路。 在大多数的计量光学仪器中，其孔径光阑（或出瞳）常安置在显微镜物镜或投影物镜像方焦平面上以形成物方远心光路以提高观测精度。在光学仪器中常采用另一种光路像方远心光路它是孔径光阑（或入瞳）安置在整个光组的物方焦平面上形成的 这种光学系统因为出瞳位于像方无限远处，平行于光轴的像方主光线在无限远处会聚于出瞳中心，因此称为像方远心光路。像方远心光路常用在大地测量仪器（光组为望远镜系统）中以提高测距精度。这种光路也常用在照明系统中，以使它与成像系统的物方远心光路相配合。教学方法及手段：课堂讲授，课堂练习，运用多媒体与板书结合教学，实物展示讨论、作业和思考题：