Alcune formule di uso frequente
in ottica geometrica
Ingrandimenti:

;
; 
Vergenza (potere diottrico) di un diottro sferico:
;
Matrice di traslazione tra due piani:
![]()

Matrice di rifrazione:
![]()

Elementi della matrice di coniugazione:

![]()
![]()
Relazioni tra gli ingrandimenti:


![]()
Lunghezze focali:
; 
Posizioni dei piani principali:
![]()
![]()
Posizioni dei piani nodali:


Posizioni dei piani nodali rispetto a quelli principali:
![]()
Distanza tra piani nodali:
![]()
Posizioni dei fuochi rispetto ai piani d'ingresso e di uscita:
![]()
Posizioni dei fuochi rispetto ai piani principali:
![]()
Equazione di coniugazione riferita ai piani principali:
( se ni = no )
Ingrandimento trasversale in funzione di pi :

Equazione di coniugazione riferita ai piani focali (formula di Newton) :

Ingrandimento trasversale in funzione di
si :
Matrice di trasferimento per una lente:

dove:
n = indice di rifrazione del vetro
e = spessore della lente
V1=(n-1)/R1 ; V2=(1-n)/R2 ; V= V1+ V2 - e (V1 V2/n)
Lunghezza focale della lente:

Lenti sottili:

Matrice di trasferimento per un sistema di due lenti sottili poste ad
una distanza e:

dove E coincide con il piano della prima lente ed S con quello
della seconda.
Matrice di riflessione per uno specchio sferico:

con:

Formula di coniugazione per uno specchio sferico (con riferimento ai piani
principali, coincidenti con il piano tangente allo specchio):
![]()

Ingrandimento trasverso per uno specchio sferico:

Propagazione dei raggi luminosi nei mezzi non omogenei:
Equazione differenziale della traiettoria di un raggio:

dove:
s = coordinata curvilinea lungo la traiettoria
n = indice di rifrazione
= versore tangente al raggio luminoso
In un sistema a simmetria sferica ( n = n(r) )
cioe':
![]()
(formula di Bouguer)
r = congiungente il centro di simmetria con il punto considerato
n = n(r)=indice di rifrazione
i = angolo tra direzione di r e direzione del raggio ottico
Fibre ottiche "step index":
Apertura numerica:
![]()
Angolo massimo d'accettanza:

Fibre ottiche "graded index"
Se:

Con:
r = distanza dall'asse della fibra
r
= parametro fissoallora:
Equazione differenziale per x(z) nell'approx. di gauss (z misurato lungo la fibra):

Matrice di trasferimento:

con:
p = 2 p r
e:
