理想光组的基点有哪些？

我们知道共线光学理论是物方与像方的点与点，线与线对应，主要是用光线通过几何关系来确定物和像的位置。物与像的几何关系，通常是采用通过几对具有特殊光学特性的典型光线，构成几何图形，再根据图形边角关系来确定物像位置及放大率（横向放大率和角放大率）。光组主光轴上存在三对共轭点：焦点、主点和节点，它们统称为基点。

1.什么叫理想光组的焦点和焦平面？

一个光组无论是简单（如一个折射球面，一个薄透镜）还是复杂（如多个透镜组成的摄影镜头），只要把它看成是理想光组，就可以由一些基点和基面来决定物像的共轭关系。至于光组的详细情节，诸如像折射面的曲率、间距、构成透镜的光学材料都不用考虑，如图2-21所示。图2-21(a)所示为正光组（会聚光组）的情形，物方焦点在物空间，像方焦点在像空间；图(b)为负（发散）光组，物方焦点在像空间，像方焦点在物空间，各种入射光线，通过负光组后的出射光线都有所发散。图中只给出光组中最前和最后两个折射面及主光轴。跟主轴平行的入射光束（物点在物空间主轴上无限远处），经光组后的出射光束交像空间主轴上一点F＇，F＇叫光组的像方焦点（或第二焦点、后焦点）。过F＇的垂轴平面叫光组像方焦平面（第二焦平面、后焦平面）；跟无穷远像点共轭的物点F，叫物方焦点（第一焦点、前焦点），过F的垂轴平面叫物方焦平面（前焦平面、第一焦平面），（如图(a)、(b)所示）。

F与F＇不是共轭点，因物点置于F处，像并不成在F＇点，反之变然。像方焦平面的共轭平面，是位于物方无限远处的垂轴平面。由物方无限远处射来的任何方向的平行光束，经光组后必会聚于像方焦平面上一点（副焦点）；物方焦平面跟像方无穷远处垂直于主轴的平面共轭，因此，自物方焦平面上任一点发出的光束经光组后，必平行于过该点的副光轴射出。上述焦平面的性质，画光路圈时经常用到。

2.什么叫理想光组的主点和主平面？

①什么叫主点和主平面？

任何理想光组都存在一对横向放大率等于正一的共轭平面。属于物方的叫物方主平面，其轴上点叫物方主点（或叫第一主点，前主点）；属于像方的叫像方主平面，其轴上点叫像方主点。分别用H与H＇表示前主点和后主点。图2-22(a)和(b)所示是凸透镜的主点和主平面的情形。从物方焦点F发出的光束经两次折射后与主光轴平行；平行于主光轴的光束经两次折射后通过像方焦点。在两图中分别将每对共轭线延长并相交，这些交点的轨迹是垂轴平面，便是主平面，它们与主轴的交点便是主点。

②为什么主平面是横向放大率等于正一的共轭面？
图2-23中，H₁为双箭头两共轭线在物方主平面上的交点；H＇₁为单箭头两共轭线在像方主平面上的交点。由图2-22所示可见，无论是从F发出的光线，还是跟主光轴平行的入射光线。其入射高度（入射线跟物方主平面的交点到主轴的距离）是任意的；图2-22(a)中出射线恰是图(b)中的入射线；若两图中的入射高度相等时，其出射线的高度（出射线跟像方主平面的交点至主轴的距离）必相等。因此，图2-23所示的情形是 完全可以实现的。此种情况下H₁可以看作是两条入射光线的会聚点——物方主平面上的虚物点，H＇₁则可以看成是H₁的虚像点。这对共轭点都在主轴同侧且距主轴的高度都相同，故横向放大率为正一。同理，H₁H与H＇₁H＇两线段也是共轭的，若将此图线绕至轴旋转一周，H₁H与H＇₁H＇所在的两个平面也是共轭的。

物方焦距及物距都是以物方主点H为坐标原点，在右为正，居左为负；像方量则以H＇为坐标原点同样是右正左负。但是，物方量不能从H＇算起；像方量也不能从H算起。