理想光學系統英文解釋翻譯、理想光學系統的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【化】 perfect optical system

分詞翻譯：

理想的英語翻譯：

idea; ideal; ideality
【醫】 ideal; ideo-

光學系統的英語翻譯：

【計】 optical system

專業解析

理想光學系統（Ideal Optical System）是指基于幾何光學理論建立的、無像差且滿足完美成像條件的簡化模型。其核心假設包括：光束傳播遵循直線定律、介質均勻且各向同性、系統無能量損失。該概念由德國物理學家Johannes Kepler在17世紀提出，後經高斯等人完善形成近軸光學理論體系。

核心特性包含：

1. 共轭關系：物像空間嚴格遵循點對點、線對線、面對面的成像對應關系（高斯公式：$frac{1}{f} = frac{1}{u} + frac{1}{v}$）
2. 光路可逆性：光線傳播路徑不受方向影響，符合亥姆霍茲互易定理
3. 孔徑限制：由光闌決定的入瞳/出瞳尺寸控制光束通過量

數學表達采用矩陣光學方法： $$ begin{pmatrix} y'

theta' end{pmatrix}

begin{pmatrix} A & B

C & D end{pmatrix} begin{pmatrix} y

theta end{pmatrix} $$ 該ABCD矩陣表征了光線在系統中的變換規律，源自《應用光學基礎》（Warren J. Smith著）第三章。

在工程應用中，理想模型為光學設計提供基準參考，國際标準化組織ISO 10110将之作為光學元件公差制定的基礎框架。美國光學學會(OSA)的《光學系統設計》技術手冊建議，實際系統優化需以理想參數為起點進行像差補償。

網絡擴展解釋

理想光學系統是光學理論中的一個理想化模型，指完全不存在像差、能夠實現完美成像的光學系統。其核心特征是所有光線傳播均遵循簡單幾何規律，且滿足以下條件：

一、基本定義與假設

1. 近軸條件：假設光線與光軸夾角極小（$sintheta approx theta$），忽略高階小量，簡化計算。
2. 共線成像：物空間的每個點唯一對應像空間的一個點，直線成像為直線，平面成像為平面。
3. 無能量損失：假設光線無反射、散射或吸收損耗（基爾霍夫理論中的理想情況）。

二、關鍵特性

1. 等光程性（馬呂斯定律）：從物點到像點的所有光線光程相等，确保成像清晰。 $$ Delta L = text{常數} $$
2. 高斯成像公式：物距（$u$）、像距（$v$）與焦距（$f$）滿足： $$ frac{1}{u} + frac{1}{v} = frac{1}{f} $$

3. ABCD矩陣模型：用光線傳輸矩陣描述光學元件對光線的影響： $$ begin{pmatrix} y' theta' end{pmatrix}

   begin{pmatrix} A & B C & D end{pmatrix} begin{pmatrix} y theta end{pmatrix} $$

三、應用與局限性

• 應用：為實際光學系統設計提供理論基準，例如透鏡初始結構設計、像差分析等。
• 局限性：現實中不存在理想系統，需通過非球面、多鏡片組合等方式校正像差（如球差、色差）。

四、擴展概念

• 實際系統：需考慮材料色散、表面加工誤差等因素。
• 斯托列爾準則：若實際系統波像差小于$lambda/4$，可近似視為“理想”。

總結來說，理想光學系統是光學設計的理論基石，通過簡化複雜物理效應，為工程優化提供方向。

分類

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