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基本信息
| 別名 | 高斯光學(xué) |
| 特性 | 點成點像、線成線像等 |
| 定義 | 對足夠大空間內(nèi)的各個點成理想像 |
| 所屬學(xué)科 | |
| 物像關(guān)系式 | 牛頓公式、高斯公式 |
定義
能產(chǎn)生清晰的、與物貌完全相似的像的光學(xué)系統(tǒng)。光學(xué)系統(tǒng)是由透鏡、反射鏡、棱鏡及光闌等多種光學(xué)元件按一定次序組合成的整體。曲率中心在同一直線上的兩個或兩個以上折射（或反射）球面組成的光學(xué)系統(tǒng)稱為共軸球面系統(tǒng)，曲率中心所在的那條直線稱為該光學(xué)系統(tǒng)的主光軸。對單個折射球面或球面反射鏡，主光軸是連結(jié)球面頂點（球面受光部分的中點）與其曲率中心的直線。有一定關(guān)系的光線組成光束，凡光束中各光線（或其延長線）均交于同一點，則此光束稱為同心光束。入射的同心光束經(jīng)理想光學(xué)系統(tǒng)后，出射光束也必定是同心光束。入射同心光束的交點稱為物點，出射同心光束的交點稱為像點。
性質(zhì)
理想光學(xué)系統(tǒng)具有下述性質(zhì)：
①光學(xué)系統(tǒng)物方一個點（物點）對應(yīng)像方一個點（像點）。即從物點發(fā)出的所有入射光線經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)后，出射光線均交于像點。由光的可逆性原理，從原來像點發(fā)出的所有光線入射到光學(xué)系統(tǒng)后，所有出射光線均交于原來的物點，這一對物、像可互換的點稱為共軛點。某條入射光線與對應(yīng)的出射光線稱為共軛光線。
②物方每條直線對應(yīng)像方的一條直線，稱共軛線；物方每個平面對應(yīng)像方的一個平面，稱為共軛面。
③主光軸上任一點的共軛點仍在主光軸上。任何垂直于主光軸的平面，其共軛面仍與主光軸垂直。
研究理想光學(xué)系統(tǒng)上述物、像兩方一一對應(yīng)關(guān)系的理論稱為高斯光學(xué)，光純粹是一種幾何理論，首先由德國科學(xué)家C.F.高斯在1841年的著作中闡明。實際中不存在真正的理想光學(xué)系統(tǒng)，平面反射鏡是個例外，但其橫向放大率恒為1。共軸球面系統(tǒng)嚴格說不是理想光學(xué)系統(tǒng)，但在傍軸條件下可近似地滿足理想光學(xué)系統(tǒng)的要求，理想光學(xué)系統(tǒng)的概念和理論正是以此為原型抽象和概括出來的，故高斯光學(xué)也稱傍軸光學(xué)。
在共軸球面系統(tǒng)中，若入射光線和出射光線靠近主光軸，且與主光軸的夾角μ很小，使sinμ≈tgμ≈μ，cosμ≈1近似成立，則相應(yīng)的光線稱為傍軸光線，上述條件稱為傍軸條件。在傍軸條件下共軸球面系統(tǒng)可近似看作理想光學(xué)系統(tǒng)。
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