基點
基點（）是高斯光學中位於旋轉對稱的焦点光学系统的光轴上的三对点，它们分别是焦點 、主點和节点。在理想光学系統，圖像大小、位置和方向等基本成像屬性完全由基點的位置決定；事實上，只需要四點：焦點和主要或頂點。在實踐中可以實現的唯一理想光学系統是平面鏡。然而，基點被廣泛用於近似真實光學系統的行為。基點提供了一種分析簡化具有許多元件系統的方法，允許通過簡單的計算近似地確定系統的成像特性。 解釋 基點位於光學系統的光軸上。在近軸近似中，每個點都由…
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光路
的光路]] 光路（，简称OP）是光线在介质中传播时所沿着的轨迹。光路几何长度（GPD）则是光路上某两点之间的欧几里得距离，而光路长度则是光路几何长度与其媒介折射率的乘积。通过折叠光路，光学仪器可以获得超过自身总长的光路几何长度。 介质内部和之间的光路可以受到以下光学现象的影响： 反射 漫反射 全内反射 折射 色散 吸收 偏振 可以影响光路的器材 透镜 凸透镜 凹透镜 棱镜 色散棱镜 反射棱镜 偏光棱镜 镜面 凸面镜 凹面镜 透明材料 偏…
視角
在攝影學中，視角（）是在一般環境中，相機可以接收影像的角度範圍。視角也可以稱為視野。 需要注意的是，視角與成像範圍（angle of coverage）不同。後者是鏡頭可以擷取影像角度。一般來說鏡頭的成像圈（image circle）大小足以完全覆蓋底片或感光元件（邊緣有時會有暗角）。如果鏡頭的成像範圍不覆蓋整個感光元件，則成像圈會出現，一般會帶來嚴重的邊緣暗角。在這個狀態下，視角會被成像範圍所限制。 計算相機的視角 對於直線投射（無空…
折射
在物理學中，折射（refraction）是指光在穿越介質或經歷介質的漸次變化時傳播方向上的改變；在视光学中，又称屈光。透過眼睛去看，光的折射的例子最為明顯，是容易觀察的折射現象，不過其他像是聲音和海浪也都會有折射的性質。而一個波的折射程度取決於波速的變化量，還有初始行進方向及波速變化方向間的夾角。 光的折射（屈光）遵守斯涅爾定律：給定一對介質，則入射角\theta_1與折射角\theta_2正弦值的比率（\frac{\sin\theta…
透镜
本条目介绍的是光學設備，其他領域的透鏡不在此處討論。 透鏡（）是一種通过折射將光線聚合或分散的光学設備，通常是由一片玻璃構成，但用於其他電磁輻射的類似設備通常也稱為透鏡，例如：由石蠟製成的微波透鏡，用玻璃、树脂、塑料或水晶等透明材料制成的放大镜、眼镜等，也都是透镜。 透镜有两类，中间厚边缘薄的叫凸透镜，中间薄边缘厚的叫凹透镜，比球面半径小许多的透镜叫薄透镜，薄透镜的几何中心叫透镜的鏡心。 透镜并不一定是固定形状，使用满足要求的材料来制作…
入射角
入射角在幾何光學中是曲面上的入射光線與入射點處垂直於曲面的垂線之間的角度，該垂線稱為表面法線。射線可以由任何波形成：光學、聲學、微波、X射線等等。在下圖中，表示光線的射線與法線（虛線）形成角度θ。光線首次完全內部反射時的入射角稱為臨界角。反射角和折射角是與光束相關的其他角度。 在電腦圖形和地理學中，入射角也稱為具有光源表面的照明角，例如太陽相對於地球的表面。它也可以等效地描述為任何平面的切平面與另一個與光線成直角的平面之間的角度。這意味…
景深
景深（）是指相机对焦点前后相对清晰的成像范围。在光學中，尤其是錄影或是攝影，是一個描述在空間中，可以清楚成像的距離範圍。雖然透鏡只能夠將光聚到某一固定的距離，遠離此點則會逐漸模糊，但是在某一段特定的距離內，影像模糊的程度是肉眼無法察覺的，這段距離稱之為景深。當焦點設在超焦距处時，景深會從超焦距的一半延伸到無限遠，對一個固定的光圈值來說，這是最大的景深。 景深通常由物距、鏡頭焦距，以及鏡頭的光圈值所決定（相對於焦距的光圈大小）。除了在近距…
光線轉換矩陣分析
光線轉換矩陣分析(又稱ABCD矩陣分析)，是用於某些光學系統，特別是雷射領域的一種光線追蹤技術。它包含一個描述光學系統的光線轉化矩陣(ray transfer matrix)，這個矩陣與一代表光線的向量相乘之後，可以得到光線在該系統中的運行軌跡。這類的分析也被應用於加速器物理(accelerator physics)中，用以追蹤通過粒子加速器中磁鐵裝置的粒子，詳情請見电子光学。 以下介紹的技術使用了近軸逼近法，此逼近法意即假設所有光線相…
赫姆霍兹不变量
赫姆霍兹不变量（）是通过光学系统传播的近軸近似的光束的一个不变量。给定一个高度为 \bar y 的物体和一条以角度 u 通过该物体同一轴向位置的轴向光线，该不变量可定义为 : H = n\bar{y}u， 其中 n 是折射率。对于一个给定的光学系统与对于物体高度和轴向射线的具体选择，这个量在折射的情况下是不变的。因此，在折射率为 n_i 的介质中，在高度为 \bar{y}_i的第 i 个共轭像点和折射角度为 u_i 的轴向射线，我们有 …
拉格朗日不變量
拉格朗日不變量（），是光學系統中對於光傳播的量測，定義為 :H = n\overline{u}y - nu\overline{y} 其中y和u為邊緣光線的高度及角度，而ȳ及ū為主光線的高度及角度。n為環境的折射率。為了不要和別的物理量混淆，有時會用符號Ж來代替H。 Ж2和光學系統的通量成正比（和有關）。 相關條目 赫姆霍兹不变量 * 阿贝正弦条件 參考資料
光轴
光轴（）是光學系統（如照相机镜头、显微镜、望远镜、眼球屈光系统）中一條假想的線，定義（在一次近似下）光學系統如何傳導光線，此假想线是具有一定的直线。光線若和光轴重合，在光學系統中光將沿光轴傳遞。 若此光學系統“完全”旋轉對稱（相機鏡頭、顯微鏡），光轴就是光學系統的旋轉中心。若光學系統是由簡單的透鏡和反射鏡組成，光轴會通過各鏡面的曲率中心（如焦點），與旋轉對稱軸重合。光轴一般會和系統的力學中心重合，但也有例外，例如離軸光學系統。 若光線和…
光學空間
光學空間是有關光學系統的數學坐標系，可以將光學系統以數學來建模。光學空間是與折射率有關的數學坐標系（像是笛卡儿坐标系）。光學空間可以大幅簡化光學系統的分析，設計者可以將座標系統的原點放在許多方便的位置上。在設計光學空間時，會提到兩個光學空間，分別是物空間（object space）和像空間（image space），有時也會提到其他的中間空間。 光學空間會在各方向無限延伸。物空間不只是在光學系統的輸入側，像空間也不只是在光學系統的輸出側…
模糊圈
模糊圈，摄影术用语，又叫弥散圆（circle of confusion）。 点光源经过镜头在焦平面成的像是一个点，保持镜头与底片距离不变，沿光轴方向前后移动点光源，像平面上成的像就会成为有一定直径的圆形，圆形的大小取决于镜头孔径和点光源偏离程度，只要这个圆形像的直径足够小，相片看去仍然够清晰，点光源圆形像再大些，相片会显得模糊，这个临界点光源圆形像，就叫模糊圈。 在焦点附近，光线还未聚集到一点，点的影象成为模糊的一个圆，这个圆就叫做弥散…
曲率半徑 (光学)
在光学，尤其是中，曲率半径有特定的定义及正负号约定。对于球面透镜或反射镜，该球面的球心称作，位于该光学系统的光轴上；镜面的表面顶点则是光轴上另一点。从顶点到曲率中心的距离称为该表面的曲率半径。 对于非球面镜面，则可将镜面傍轴的区域拟合合为球面并求出其曲率半径，从而便可对其使用球面镜成像的结论。 镜面的曲率半径符号约定以及相应的关系（设观察者在左方，光轴从左往右，其中R_1、R_2分别指的是左边和右边镜面的曲率半径）。]] 各国的光学文献…
虛像
所成的虛像。下：凸面鏡所成的虛像。圖中黑色箭頭O為物體，灰色箭頭I為虛像，f為鏡的焦點，藍色箭頭是光路，藍色虛線即是其反向延長線。]] 虛像（）是物體發出的光線經折射或反射後，如果為發散光線，其反向延長線相交而成的像；虛像上的每一個點均由一道光線形成，其並非由實際光線會聚而成，只能看到卻不能用光屏接到。例如，平面鏡、眼鏡所成的像是虛像。 光線到達面鏡（如平面鏡）時會發生反射，經過透鏡（如凸透鏡、凹透鏡）時會發生折射。折射或反射後，光路改…
實像
所成的實像。下：凹面鏡所成的實像。圖中黑色箭頭O為物體，灰色箭頭I為實像，f為鏡的焦點，藍色箭頭是光路。]] 實像（）是物体发出的光线经光学系统折射或反射后，重新会聚而形成的与原物相似的像；實像上的每一個點均由至少兩道光線形成，其由實際光線會聚而成，不但能看到且能用光屏接到。簡言之，『實像就像真實物體，可以直接看到。』 實像就有如在成像處的真實物體，其實，受到周邊物體比對的影響，往往人腦的視覺感官就可以判斷確知此實像的位置，直到人類嘗試…
反射系数
在物理学和電機工程學中，反射系数（）是一个描述在传输介质中因為阻抗的不连续造成有多少电磁波被反射的参数。它等于反射波与入射波的振幅比，两者都用相量表示。例如在光学中用于计算具有不同折射率的表面所反射的光的量，如在玻璃表面，或在电力传输线中计算被一个阻抗反射多少。反射系数与透射係數密切相关。系统的反射率也称作“反射系数”。注意，它不等同于反射率（或），反射率是在一个界面反射中，反射波與入射波功率的比值。 不同的专业术语有着不同的应用。 电…
最小偏向角
在稜鏡中，偏向角（）隨著入射角（）的增加而减小，直到達到特定角度。稜鏡中偏向角最小的入射角稱為稜鏡的「最小偏向位置」，而該偏向角稱為最小偏向角（由、或)。 最小偏向角與折射率的關係如下： n_{21} = \dfrac{\sin \left(\dfrac{A + D_{m}}{2}\right)}{\sin \left(\dfrac{A}{2}\right)} 這對於計算材料的折射率很有用。彩虹和光暈出現在最小偏向處。此外，薄稜鏡始終設…
鏡面反射
鏡面反射或規則反射，是波來自表面的反射，例如來自鏡子表面的光。 反射定律指出，反射光的射線從反射面以與入射線對法線相同的角度從入射面上射出，但在由入射光線和反射光線形成平面內的法線另一側。這種行為最初由亞歷山大港的希羅（ADc.10–70）描述。 鏡面反射可與漫反射形成對比，後者的光線在一系列方向上從表面散射出去。 反射定律 當光遇到物資的邊界時，它會受到材料對電磁波的光學和電子回應函數的影響。由反射和折射組成的光學過程用邊界兩側的折射…
焦距
焦距，也稱為焦長，是光學系統中衡量光的聚集或發散的度量方式，指從透鏡中心到光聚集之焦點的距離。亦是照相機中，從鏡片光學中心到底片、CCD或CMOS等成像平面的距離。具有短焦距的光學系統比長焦距的光學系統有更佳聚集光的能力。 薄透鏡的近似值 在空氣中的薄透鏡，焦距是由透鏡的中心至主焦點的距離。對一個匯聚透鏡（例如一個凸透鏡），焦距是正值，而一束平行光將會聚集在一個點上。對一個發散透鏡（例如一個凹透鏡），焦距是負值，而一束平行光在通過透鏡之…