等光程的英文解释翻译、等光程的的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【医】 aplanatic
分词翻译:
等的英语翻译:
class; grade; rank; wait; when
【机】 iso-
光程的英语翻译:
【计】 optical path
【化】 light path; optical path
专业解析
在光学领域中,"等光程的"(英文对应词为isochronic 或equiphasal)是一个描述光传播特性的专业术语。其核心含义是指:在波动光学中,从某一波前出发,经过不同路径传播后,最终汇聚到同一焦点的所有光线,它们所经历的光程长度是相等的。
这一概念是费马原理(Fermat's principle)或最短时间原理(principle of least time)的直接体现。费马原理指出,光线在两点之间传播的实际路径,是光程取极值(通常是最小值)的路径。在理想成像系统(如无像差的透镜或反射镜)中,为了确保所有来自物点的光线能完美汇聚到像点,系统必须设计成使所有可能的光路都具有相同的光程,即实现"等光程"条件。
详细解释:
-
光程的定义:
- 光程(Optical Path Length, OPL)是光在介质中传播的几何路径长度(s)与该介质折射率(n)的乘积:
$$ OPL = n times s $$
。
- 它表示光在真空中传播相同时间所需要走过的距离,是衡量光传播"时间代价"的物理量。
-
等光程的意义:
- 当多条光线从同一个波前(例如一个点光源发出的球面波)出发,经过不同的路径(可能经过不同的介质或光学元件)后,到达同一个焦点(或另一个波前上的同一点)时,如果这些光线的光程相等,则称这些路径是"等光程的"。
- 等光程意味着这些光线从起点到终点所花费的时间是相同的(因为真空中光速恒定)。这对于相干光的干涉现象至关重要:只有光程相等(或相差波长的整数倍),光线才能在焦点处实现相长干涉,从而形成明亮的像点。如果光程不等,则会发生相消干涉,导致成像模糊或出现像差。
-
应用与重要性:
- 理想成像的基础: 无像差的光学系统(如理想透镜)的设计核心就是满足等光程条件。它确保物点发出的所有光线经过系统后能精确汇聚到对应的像点。
- 干涉与衍射: 在干涉仪(如迈克尔逊干涉仪)和衍射光栅中,等光程(或特定光程差)是产生清晰干涉条纹的关键。
- 光学设计: 消除像差(如球差)的目标之一就是使不同孔径角的光线尽可能满足等光程条件。
权威来源参考:
- 《光学原理》(Principles of Optics)by Max Born & Emil Wolf: 这部光学领域的经典巨著在讨论费马原理、成像理论以及像差时,深入阐述了等光程的概念及其在理想成像中的核心作用。
- 《现代光学工程》(Modern Optical Engineering)by Warren J. Smith: 这本实用的光学工程教材在介绍透镜像差(特别是球差)时,明确指出了消除像差的目标是使边缘光线和近轴光线满足等光程条件(即等光程面)。
- 《中国光学学会光学名词》或《物理学名词》: 国内权威机构审定的术语数据库将"等光程的"作为标准术语收录,其英文对应词通常为isochronic 或equiphasal,意指具有相同光程或相同相位变化的。
网络扩展解释
“等光程”是光学中的一个重要概念,主要与光线传播路径及成像条件相关。以下是详细解释:
一、基本定义
等光程指在光学系统中,从同一物点出发的不同光线,经过不同路径到达像点时,其总光程(光在介质中的实际路径长度乘以介质折射率)相等。这一条件保证了所有光线能同时到达像点,形成清晰的像()。
二、核心原理
-
光程的物理意义
光程是光在真空中相同时间内传播的路程,计算公式为:
$$text{光程} = sum (n_i cdot s_i)$$
其中 (n_i) 是介质折射率,(s_i) 是光在该介质中的几何路径长度()。
-
等光程的成像条件
理想成像要求物点发出的所有光线到达像点的光程相等。无论光线路径如何(反射或折射),也无论物像虚实,均需满足此条件()。
三、典型应用
- 等光程面设计
例如椭球面反射镜,其焦点间的任意光线反射路径光程相等,确保光线汇聚于一点()。
- 菲涅耳透镜
通过调整透镜环带结构,使不同入射角的光线到达焦点的光程差为波长整数倍,实现聚焦。
四、扩展说明
- 等光程条件不仅适用于几何光学,在波动光学(如干涉、衍射)中也至关重要,避免相位差导致破坏性干涉。
- 若系统不满足等光程条件,可能引起像差(如球差),需通过非球面透镜等校正()。
总结来说,“等光程”是光学系统实现清晰成像的基础条件,通过调整介质折射率与几何路径的乘积,确保不同路径光线同步到达像点。
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