理想光学系统英文解释翻译、理想光学系统的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【化】 perfect optical system
分词翻译:
理想的英语翻译:
idea; ideal; ideality
【医】 ideal; ideo-
光学系统的英语翻译:
【计】 optical system
专业解析
理想光学系统(Ideal Optical System)是指基于几何光学理论建立的、无像差且满足完美成像条件的简化模型。其核心假设包括:光束传播遵循直线定律、介质均匀且各向同性、系统无能量损失。该概念由德国物理学家Johannes Kepler在17世纪提出,后经高斯等人完善形成近轴光学理论体系。
核心特性包含:
- 共轭关系:物像空间严格遵循点对点、线对线、面对面的成像对应关系(高斯公式:$frac{1}{f} = frac{1}{u} + frac{1}{v}$)
- 光路可逆性:光线传播路径不受方向影响,符合亥姆霍兹互易定理
- 孔径限制:由光阑决定的入瞳/出瞳尺寸控制光束通过量
数学表达采用矩阵光学方法:
$$
begin{pmatrix}
y'
theta'
end{pmatrix}
begin{pmatrix}
A & B
C & D
end{pmatrix}
begin{pmatrix}
y
theta
end{pmatrix}
$$
该ABCD矩阵表征了光线在系统中的变换规律,源自《应用光学基础》(Warren J. Smith著)第三章。
在工程应用中,理想模型为光学设计提供基准参考,国际标准化组织ISO 10110将之作为光学元件公差制定的基础框架。美国光学学会(OSA)的《光学系统设计》技术手册建议,实际系统优化需以理想参数为起点进行像差补偿。
网络扩展解释
理想光学系统是光学理论中的一个理想化模型,指完全不存在像差、能够实现完美成像的光学系统。其核心特征是所有光线传播均遵循简单几何规律,且满足以下条件:
一、基本定义与假设
- 近轴条件:假设光线与光轴夹角极小($sintheta approx theta$),忽略高阶小量,简化计算。
- 共线成像:物空间的每个点唯一对应像空间的一个点,直线成像为直线,平面成像为平面。
- 无能量损失:假设光线无反射、散射或吸收损耗(基尔霍夫理论中的理想情况)。
二、关键特性
- 等光程性(马吕斯定律):从物点到像点的所有光线光程相等,确保成像清晰。
$$ Delta L = text{常数} $$
- 高斯成像公式:物距($u$)、像距($v$)与焦距($f$)满足:
$$ frac{1}{u} + frac{1}{v} = frac{1}{f} $$
-
ABCD矩阵模型:用光线传输矩阵描述光学元件对光线的影响:
$$
begin{pmatrix}
y'
theta'
end{pmatrix}
begin{pmatrix}
A & B
C & D
end{pmatrix}
begin{pmatrix}
y
theta
end{pmatrix}
$$
三、应用与局限性
- 应用:为实际光学系统设计提供理论基准,例如透镜初始结构设计、像差分析等。
- 局限性:现实中不存在理想系统,需通过非球面、多镜片组合等方式校正像差(如球差、色差)。
四、扩展概念
- 实际系统:需考虑材料色散、表面加工误差等因素。
- 斯托列尔准则:若实际系统波像差小于$lambda/4$,可近似视为“理想”。
总结来说,理想光学系统是光学设计的理论基石,通过简化复杂物理效应,为工程优化提供方向。
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