光学不变量英文解释翻译、光学不变量的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【化】 optical invariant

分词翻译：

光学的英语翻译：

optics
【化】 optics
【医】 optics; photology

不变量的英语翻译：

invariant
【化】 invariant

专业解析

光学不变量（Optical Invariant）是几何光学中的核心概念，指光束在理想光学系统中传播时保持恒定的物理量，又称为拉格朗日不变量或赫姆霍兹-拉格朗日不变量。该术语在汉英词典中对应“Optical Invariant”或“Lagrange Invariant”，常用于描述光线通过透镜、棱镜等光学元件时的守恒特性。

定义与物理意义

光学不变量表征了光束在传播过程中折射率（( n )）、光线与光轴的夹角（( u )）以及光线高度（( y )）之间的关系，数学表达式为：

n(uy - y'u') = text{常数}

其中，( y' )和( u' )分别表示光线通过光学系统后的高度和角度。该公式表明，在无像差系统中，光束的横向扩展与角度变化的乘积保持恒定，体现了能量传递的守恒性。

应用领域

光学设计：用于简化复杂光学系统的像差计算，例如显微镜和望远镜的成像优化。
光束传播分析：在激光光学中，光学不变量可预测光束经过透镜组后的聚焦特性。
成像系统评估：结合费马原理，评估光阑位置对成像质量的影响。

权威参考来源

经典光学教材《Principles of Optics》（Max Born, Emil Wolf）第4章详细推导了该不变量的数学基础。
国际光学工程学会（SPIE）出版的《Geometrical Optics》系统阐述了其在现代光学设计中的应用。

网络扩展解释

光学不变量（Optical Invariant）是光学系统中描述光线传播特性的一个重要守恒量，用于表征光在传播或折射过程中某些物理量的不变性。以下从定义、数学表达、物理意义及应用场景等方面进行详细解释：

1.定义与数学表达

光学不变量基于拉格朗日不变量（Lagrange Invariant）的概念，是其在更广泛光学系统中的延伸。其核心定义为： $$ n left( y bar{u} - bar{y} u right) = text{常数} $$ 其中：

( n ) 为介质的折射率；
( y ) 和 ( u ) 分别为边缘光线的高度和角度；
( bar{y} ) 和 ( bar{u} ) 为主光线的高度和角度。

2.物理意义

守恒性：光学不变量在光学系统的任意位置（包括经过折射或反射后）保持恒定，体现了光能传播的守恒规律。
通量关联：其平方（( text{Ж} )）与光学系统的通量成正比，反映了光能传输效率。
几何光学基础：通过光线的高度和角度参数，光学不变量将物像关系与能量传递统一起来，是理想成像系统设计的理论基础。

3.应用场景

系统设计：在透镜、反射镜等光学元件设计中，通过不变量可简化复杂系统的光线追迹计算。
通量分析：评估光学系统的光能利用率（如投影仪、望远镜）时，不变量帮助计算最大传输通量。
扩展应用：在非理想系统（如存在像差）中，光学不变量可作为优化参数，修正光路以提高成像质量。

4.与其他概念的关联

拉格朗日不变量：光学不变量是其推广形式，拉格朗日不变量仅针对单一光线，而光学不变量适用于多光线系统的综合特性。
光学扩展量（Étendue）：两者均描述光能传输的守恒，但光学扩展量更侧重于光束的几何属性（如面积和立体角），而光学不变量则通过光线参数直接关联物像关系。

光学不变量是光学系统中能量与几何特性守恒的关键指标，广泛应用于光学设计、成像分析和光能传输评估。其数学形式简洁，物理意义明确，为复杂光学系统的分析与优化提供了理论基础。