本書是作者40多年來，在清華大學精密儀器與機械學系講授光學課程所積淀經(jīng)驗的部分小結。全書內(nèi)容共分9章： 光波、光線和成像； 近軸光學； 理想光學系統(tǒng)； 平面反射鏡、反射棱鏡與折射棱鏡； 常用光學系統(tǒng)； 光學系統(tǒng)中的光束限制； 光學系統(tǒng)的分辨率、景深及光能的傳遞； 梯度折射率光線光學； 變焦距鏡頭的理想光學分析。書中附有92道習題及部分參考答案，分章列有百余篇參考文獻。
本書系統(tǒng)而深入地闡述了幾何光學的基本概念、基本原理和規(guī)律，并詳細介紹了幾何光學的應用，加深了基礎理論的闡述，同時也加強了基礎理論的應用。書中引入了國外教材中的一些新方法、新原理、新理論、新表述。與傳統(tǒng)內(nèi)容相比，本書增添了一些新的章節(jié)和內(nèi)容。
本書適用于光學工程、測控技術與儀器及機電類專業(yè)大專院校師生和從事相關領域的工程技術人員。
再版前言
第二版對原書作了勘誤和校正，補充了一些最新的或對解釋初學者們的學習困惑更具針對性的參考文獻； 為使講述“平面元件”的內(nèi)容完整，增加了“折射棱鏡與光楔”一節(jié)。折射棱鏡是一個很有“特性”的光學元件，它的折射頂角在實踐上相當于柱面系統(tǒng)中的光焦度。它是一個面對稱系統(tǒng)，主截面中的光束壓縮作用與垂直于主截面中的光束壓縮作用不一樣，是一種頗具特色的變形系統(tǒng)。在這一節(jié)中利用矢量形式的折射定律導出了旋轉雙光楔偏角計算公式，這個推導在教科書中鮮有反映；根據(jù)原書在使用中的體會，簡化了1.4節(jié)中“非均勻介質中光線微分方程”的示意性推導過程；針對初學者們提出的問題，加寫了一段說明顯微鏡系統(tǒng)使用光路和設計計算光路的區(qū)別與聯(lián)系；為方便教與學，增加了“部分習題的參考答案”，并給出了全書的課件。
第二版去掉了原書名中的后綴（一），一是原書已包含了光學工程的基礎內(nèi)容，二是因為沒有看見原由他人要編寫的（二）出版。
課件是楊利峰協(xié)助筆者完成的，在此致謝。
作者于清華大學
2015/3/2
1光波、光線和成像
1.1引言
1.2透鏡對波面和光線的作用與透鏡成像
1.3費馬原理
1.4非均勻介質中的光線微分方程
1.5幾何光學中常用的曲面形狀
習題
參考文獻
2近軸光學
2.1近軸范圍和近軸成像光線
2.2單個近軸球面的成像性質
2.3單個近軸球面成像的放大率
2.4近軸球面系統(tǒng)中的近軸光線追跡
2.5近軸矩陣光學
習題
參考文獻
3理想光學系統(tǒng)
3.1理想光學系統(tǒng)與共線成像理論
3.2理想光學系統(tǒng)的基點與基面
3.3理想光學系統(tǒng)的物像關系
3.4理想光學系統(tǒng)的放大率
3.5理想光學系統(tǒng)的組合
3.6透鏡
習題
參考文獻
4平面反射鏡、反射棱鏡與折射棱鏡
4.1平面反射鏡
4.2反射棱鏡
4.3反射棱鏡轉動引起的光軸方向和成像方向變化的分析和計算
4.4反射棱鏡作用矩陣的特征值與特征方向
4.5從棱鏡成像到棱鏡轉動定理
4.6反射棱鏡的幾何誤差
4.7折射棱鏡與光楔
習題
參考文獻
5常用光學系統(tǒng)
5.1簡眼
5.2放大鏡
5.3顯微鏡的工作原理
5.4望遠鏡的工作原理
習題
參考文獻
6光學系統(tǒng)中的光束限制
6.1光闌
6.2照相系統(tǒng)和光闌
6.3望遠系統(tǒng)中成像光束的選擇
6.4顯微鏡系統(tǒng)中的光束限制與分析
習題
參考文獻
7光學系統(tǒng)的分辨率、景深及光能的傳遞
7.1光學系統(tǒng)的分辨率
7.2圓孔的夫瑯禾費衍射和艾里斑
7.3衍射分辨率與瑞利判據(jù)
7.4人眼的分辨率
7.5望遠鏡系統(tǒng)的分辨率
7.6顯微鏡系統(tǒng)的分辨率
7.7照相物鏡的理論分辨率
7.8光學系統(tǒng)的景深
7.9數(shù)碼照相機鏡頭的景深
7.10顯微鏡系統(tǒng)的景深
7.11光度學中的物理量
習題
參考文獻
8梯度折射率光線光學
8.1引言
8.2自然界的梯度折射率介質
8.3徑向梯度介質中的光線方程
8.4自聚焦透鏡及其成像
8.5自聚焦透鏡成像的矩陣表述
習題
參考文獻
9變焦距鏡頭的理想光學分析
9.1變焦距鏡頭概述
9.2兩組元機械補償法變焦系統(tǒng)的光學運動分析
9.3兩組元機械補償法變焦系統(tǒng)理想光學分析的計算步驟及實例
9.4光學補償法變焦系統(tǒng)理想光學分析實例
習題
參考文獻
部分習題參考答案
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