
【化】 paraxial region
【醫】 axial area
在光學領域,"傍軸區"(英文:Paraxial Region)指光軸附近的一個特定區域,在該區域内,光線與光軸的夾角(入射角)極小,通常滿足以下近似條件:
數學定義
傍軸區要求光線滿足小角度近似(Small-Angle Approximation):
$$ sintheta approx tantheta approx theta, quad costheta approx 1 $$
其中 $theta$ 為光線與光軸的夾角(以弧度為單位)。此近似将複雜的三角計算簡化為線性關系,是高斯光學(近軸光學)的理論基礎。
物理意義
在傍軸區内,光學系統(如透鏡、反射鏡)的行為可被理想化:
應用價值
傍軸近似是光學設計的起點,實際系統(如相機鏡頭)需在此模型上引入非傍軸修正以優化像質。例如,顯微鏡與望遠鏡的初始設計均依賴于傍軸區理論。
權威參考來源:
傍軸區(Paraxial Region)是光學中的專業術語,具體含義和特點如下:
基本定義
傍軸區指光學系統中靠近光軸(對稱軸)的狹窄區域。在此區域内,光線與光軸的夾角極小,通常滿足近似條件(如$sinθ≈θ$或$tanθ≈θ$),從而簡化理論計算。
應用場景
主要用于幾何光學分析,例如推導透鏡成像公式(如薄透鏡公式$frac{1}{f}=frac{1}{u}+frac{1}{v}$)。通過傍軸近似,可忽略高階小量,使光路計算更簡潔。
理論限制
傍軸理論假設波陣面為理想球面,但實際光學系統受衍射效應影響,導緻成像偏離理想情況。因此,傍軸區的結論需結合衍射理論修正。
相關術語
該概念常與“近軸光學”(Paraxial Optics)互換使用,強調對光軸附近區域的近似處理。
如需進一步了解符號規則或具體公式推導,可參考光學教材或專業文獻。
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