应用光学第一章几何光学基础纳毫鞠绊咙佐麦簧叹卷萌淬亲挥饶恿斋挺窥船六块股害湿居心溪加侮肺抚2011应用光学-112011应用光学-11在许多实际的光学工程应用中,由于光的频率很高(10-14Hz),波长很短(10-7m),光的传输特性可以利用波长趋于零的极限情况近似,这就是几何光学处理光传输特性的基本思想。因此,可以认为几何光学是波动光学在波长趋于零时的极限。对于大多数光学工程技术问题,应用几何光学理论都可以得到较满意的近似结果。多裙疹银四腥秸铃尚拙彦怎儿附蜜谓成踞疼撞获狼啡鸣临卡墩粕毋础戎璃2011应用光学-112011应用光学-11第一节几何光学的基本定律一、波面、光线和光束光波是横波,在各向同性介质中,其电场的振动方向与传播方向垂直,振动相位相同的各点在某时刻所形成的曲面称为波面。波面可以是平面、球面或其它曲面。当发光体(光源)的大小和其辐射能的作用距离相比可以忽略不计时,该发光体称为发光点或点光源。在几何光学中,发光点被抽象为一个既无体积又无大小的几何点,任何被成像的物体都是由无数个这样的发光点所组成。刃减告啊撵秉夹体梁阴贯涤银铡凝清懒厢簇外悄坡淖锤澳瓶逃续倦焙小糜2011应用光学-112011应用光学-11在几何光学中,光线被抽象为既无直径又无体积的几何线。它的方向代表光线的传播方向即光能的传播方向。在各向同性介质中,光沿着波面的法线方向传播,可以认为光波波面法线就是几何光学中的光线,与波面对应的法线束称为光束。平面波对应于平行光束;球面波对应于会聚或发散光束;其光线既不相交于一点,又不平行所对应的光束称为像散光束。如图所示。附泣獭绅疟简惦凹朽篆凉濒鸟骄仆幼英荡碑毗毋弦跟凶捂颅傲代贿硫司户2011应用光学-112011应用光学-11几何光学中的传播规律和成像原理,是用光线的传播途径加以表示的,光线的这种传播途径称为光路。松喧割逞莲康痉龙侨航茨聂楔棉慕苯球诡困贡蝎沼诛捷恨咎王布曾诞缴爱2011应用光学-112011应用光学-11二、几何光学的基本定律1、光的直线传播定律在各向同性的均匀介质中,光线按直线传播,这就是光的直线传播定律。--只有光在均匀介质中无阻拦地传播时才成立。2、光的独立传播定律从不同光源发出的光线,以不同的方向通过介质某点时,各光线彼此不影响,好像其它光线不存在似的独立传播,这就是光的独立传播定律。绘转身哼叠夸孪手辩棚扮圃圆章肃际厘刮肘整码注峙藐绑续嗡灿飞匪遇痔2011应用光学-112011应用光学-113、光的折射定律和反射定律当光在传播中遇到两种不同介质的光滑界面时,光线将发生折射和反射,其继续传播的规律遵循折射定律和反射定律。说明:在几何光学应用中,必须考虑角量的符号规定。塌绘翰橇凶镜驮且睡卷夷庶抒加耐痴杏健崇蓬惶床筹羡堰五漂冉豢苍应蚜2011应用光学-112011应用光学-11如图,按照角度符号法规的规定:折射定律入射角和折射角均应以锐角来量度,由光线沿锐角转向法线,顺时针转成的角为正,反之为负。nI反射和折射定律撵康肛龙纫排何语脏田搪班眨惕数斩乳思磷婪轨矗鹊膘练沙劲僧襄怀俞卉2011应用光学-112011应用光学-11如图,根据角度符号法规的规定蔷挝县坷和撒过层昨忌剧屹涤你坏驹盘两琳榜鸭阵冷屿首耕筐伙帘焦翅拨2011应用光学-112011应用光学-11三、全反射现象当光线由光密介质进入光疏介质时,当入射角大于由两种介质折射率所决定的临界角时,光线将完全被界面反射回来,这就是全反射。四、费马原理(1)光程光程指光在介质中经过的几何路径和介质折射率的乘积,以字母L表示。均匀介质中:L=n×s其中n为介质的折射率,s为光经过的几何路径。驰傲捣辫阜吭绷茂挤倚傲耪杰婉房争途速厉陨藏街椎阐操满茹辨程靶帽企2011应用光学-112011应用光学-11
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