• 光的可逆性原理：光线沿原路径反向传播时，路径不变。

光学系统的基本构成与成像

共轴球面系统

• 结构特点：由多个球面组成，各球面球心在同一直线（光轴）上，球面与光轴的交点称为顶点。

• 核心参数：包括各球面的折射率$�\mathrm{/}{�}^{\mathrm{\prime }}$、曲率半径$�$及顶点间隔$�$。

成像基本概念

• 物与像：物是入射线会聚点的集合，像为出射线会聚点的集合；分为实像（实际光线会聚）和虚像（光线延长线会聚）。

• 放大率：包括垂轴放大率（像与物的横向尺寸比$�={�}^{\mathrm{\prime }}\mathrm{/}�$）、轴向放大率和角放大率，三者满足$�={�}^{\mathrm{\prime }}\mathrm{/}�\cdot {�}^2$、$�=�\mathrm{/}{�}^{\mathrm{\prime }}\cdot 1\mathrm{/}�$。

光路计算基础

• 单个折射球面：已知入射光线参数（物方截距$�$、孔径角$�$），通过折射定律计算像方参数（${�}^{\mathrm{\prime }}$、${�}^{\mathrm{\prime }}$）。

• 转面公式：用于多球面系统中光线从一个球面到下一个球面的参数过渡，需考虑顶点间隔$�$。

几何光学的应用与技术

• 射线跟踪技术：基于几何光学原理，将电磁波视为射线，模拟直射、反射、折射路径，用于无线通信系统设计（如5G基站布局优化）。

• 光学仪器设计：如透镜、显微镜、望远镜等，通过控制光线折射与反射实现成像。

总结

几何光学通过简化光的波动性，以光线为工具揭示了光的传播规律，其核心定律和共轴球面系统理论为光学设计提供了基础框架。实际应用中需结合波动光学（如衍射、干涉）以弥补近似模型的局限性。