在几何光学成像中,各国的光学文献对线段和距离的正负号规定并不统一。许多本科物理教科书采用“高斯约定”(或称“笛卡尔符号约定”):由指定的点(例如折射点)沿光线行进的方向运动所构成的线段为正,反之为负。此外,依据国家标准,对于距离、高度、角度等物理量,根据其被度量的方向,规定正负符号。例如,轴向线段与数学坐标兼容,以近轴球面顶点为原点,与光线传播方向相同的为正,相反者为负;垂轴线段也与数学坐标兼容,即光轴上方的线段为正,光轴下方的线段为负。
在实际应用中,正负号的确定通常取决于特定的光学系统和分析方法。例如,在牛顿公式中,物距和像距的正负号是以相应焦点为原点来确定的。在进行光学计算时,正负号只影响代入计算的值,不影响公式的形式。
以下是一些与几何光学成像相关的图片,可以帮助理解正负号的规定和应用:
这些图片展示了在不同的光学系统中,如何根据光线的传播方向和特定的参考点来确定线段和距离的正负号。尽管存在不同的约定,但关键在于保持一致性,以确保光学分析和计算的准确性。