focal plane是什麼意思，focal plane的意思翻譯、用法、同義詞、例句

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在光學系統中，焦平面（Focal Plane） 是指與光軸垂直、且包含透鏡或反射鏡焦點（Focus） 的特定平面。當平行于光軸的光線（例如來自無窮遠的光源）通過理想透鏡後，這些光線會彙聚到焦點上。所有位于無窮遠處、與光軸平行的物點所成的像點，都位于這個焦平面上。因此，焦平面是透鏡或光學系統将無窮遠處的物體清晰成像的位置。

核心特性與詳細解釋：

1. 焦點與焦平面的關系：

   • 焦點是透鏡光軸上的一點，平行光線彙聚于此。
   • 焦平面則是包含該焦點并與光軸垂直的整個平面。對于理想透鏡，來自無窮遠處不同方向（但平行于各自方向）的光線，會彙聚在焦平面上不同的點。焦平面上的每個點，都對應着無窮遠處特定方向的一個物點。

2. 成像位置：

   • 對于位于無窮遠的物體（如星星、遠處的風景），其清晰的像就成在光學系統的焦平面上。這是焦平面最核心的作用。例如，在相機中，感光元件（膠片或CMOS/CCD傳感器）就必須精确地放置在鏡頭的焦平面位置，才能捕捉到遠處物體的清晰圖像。
   • 對于有限遠的物體，其清晰的像會成在焦平面之外的另一個平面上（稱為像平面）。像平面的位置取決于物體的距離和透鏡的焦距。

3. 共轭關系：

   • 焦平面與無窮遠的物平面構成一對共轭平面。這意味着，如果一個平面（無窮遠）上的所有點能在另一個平面（焦平面）上清晰成像，那麼這兩個平面就是共轭的。

4. 焦平面陣列：

   • 在光電探測領域（如紅外成像），焦平面陣列是一個重要的概念。它指的是直接放置在光學系統焦平面上的探測器陣列（例如紅外探測器元組成的陣列）。每個探測器元接收來自焦平面上特定點的光信號，從而實現對場景的空間分辨探測。

應用實例：

• 相機/攝像機：圖像傳感器（CCD或CMOS）必須精确位于鏡頭的焦平面處，以記錄來自被攝景物的清晰圖像。
• 望遠鏡（天文望遠鏡、顯微鏡）：目鏡或探測器需要放置在物鏡形成的焦平面附近進行觀察或記錄。
• 激光光學：激光光束的聚焦點位于聚焦透鏡的焦平面上。
• 投影儀：被投影的圖像（如幻燈片、LCD面闆）位于光源和投影透鏡之間的一個平面上，該平面經透鏡成像于遠處的屏幕上（屏幕位于投影透鏡的像平面，而非焦平面）。但理解焦平面對于設計投影光路至關重要。

總結來說，焦平面是光學系統中一個與光軸垂直的關鍵平面，無窮遠處的物體在此平面上清晰成像。它是光學設計、成像設備和光電探測的核心概念。

來源參考：

• 光學原理經典教材，如《光學原理》（Born and Wolf）或《工程光學》（張以谟）均對焦平面有詳細定義和闡述。
• 權威光學學會或機構網站，如OSA（The Optical Society）或SPIE（International Society for Optics and Photonics）提供的線上光學術語庫。

網絡擴展資料

"Focal plane"（焦平面）是光學系統中的關鍵概念，具體解釋如下：

一、基本定義

指垂直于光學系統主光軸并通過焦點（focus）的平面。例如，透鏡或反射鏡将平行光彙聚到焦點時，該焦點所在的平面即為焦平面。

二、光學特性

1. 光線行為
   當光線從焦平面上某一點發出（或指向該點），經過光學系統後會形成平行光束。例如，望遠鏡中的焦平面是光線彙聚并形成清晰圖像的區域。
2. 共轭焦面
   光學系統通常存在兩個共轭焦平面：物方焦平面（前焦面）和像方焦平面（後焦面），分别對應物空間和像空間的焦點位置。

三、應用領域

• 成像設備：如相機的感光元件（CMOS/CCD）通常位于焦平面，用于捕捉清晰圖像。
• 探測器技術：現代紅外成像儀等設備采用焦平面陣列（FPA）技術，将探測器直接集成在焦平面上以提高靈敏度。

四、相關術語

• Focal length（焦距）：焦點到透鏡中心的距離，決定成像比例。
• Focal point（焦點）：光線彙聚或發散的具體位置。

如需進一步了解光學公式（如透鏡成像公式），可參考物理學教材或專業光學文獻。

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