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直角全反射棱镜 主要用于改变光传播方向并使像上下左右转变。一般玻璃的折射率1.5，则入射角42°即可。 1.2 1.费马原理（最短光程原理，最小时间原理） 由法国科学家皮埃尔.德. 费马在1660年提出 1）光程： 光线在介质中的几何路程与该介质折射率的乘积 光程可以理解为光在介质中从一点传到另一点的时间内, 光在真空中传播的距离. 1.3 2）当光线通过m层均匀介质： 当光线通过连续变化的非均匀介质： 3）费马原理：光线由A →B,经过任意次折射或反射，则光程为极值（极大或者极小值） 1.3 此即为费马原理的数学表述，取极值的条件是 光程的一阶微分为零。 A P N B h1 h2 Q x a-x a 反射面 O I -I” 2.费马原理的应用 1）用费马原理导出反射定律 由A →B 1.3 根据费马原理 则有 进一步还需证明其二阶导数大于零。因此可以用费马原理 证明反射定律。 2）用费马原理导出折射定律 由A →B 根据费马原理 则有 进一步还需证明其二阶导数大于零。因此可以用费马原理 证明折射定律。 1.3 h1 折射面 A C N N h2 a x a-x O D n1 n2 B I1 I2 * . . 第一章 几何光学的 基本定律和成像的概念 应用 光学 应 用 光 学 三峡大学电信系 王 飞 1、《应用光学》, 张以谟, 电子工业出版社(第3版)； 2、《应用光学》, 李林, 北京理工大学出版社； 3、《应用光学》, 安连生, 北京理工大学出版社； 主要参考书目 光是什么？ 光和人类的生产、生活密不可分； 人类对光的研究分为两个方面：光的本性，以此来研究各种光学现象，称为物理光学；光的传播规律和传播现象称为几何光学。 1666年牛顿提出的“微粒说” 1678年惠更斯的“波动说” 1871年麦克斯韦的电磁场提出后，光的电磁波 1905年爱因斯坦提出了“光子”说 现代物理学认为光具有波、粒二象性：既有波动性，又有粒子性。 光信息相对于电信息的优势？ 传播速度快 抗干扰能力强 能量损失小 容量大， 频带宽， 必威体育官网网址性好， 省金属等 同学们可以下去后自己总结 光学的分类 几何光学 物理光学 量子光学 研究光的传播规律和传播现象 研究光的本性，并由此来研究各种光学现象 研究光的量子性 第 一 章 几何光学的基本定律 和成像的概念 应 用 光 学 1、了解几何光学的基本概念； 2、掌握几何光学的基本定律； 3、掌握费马原理及马吕斯定律； 4、了解成像的概念。 本章内容教学重难点 1、光波： 1）光是一种电磁波，是一种横波， 其振动方向和传播方向垂直。 2）可见波波长范围：0.38-0.78μm 3）单色光，复色光：具有单一波长的光称“单色光”； 具有几种单色光混合而成的光称“复色光”。 1.1 4）电磁波谱： 1～400nm:紫外光波段； 400nm ～760nm:可见光； 0.76 ～ 3μm:近红外或短波红外； 3 ～6μm：红外或中红外； 6 ～15μm：远红外或长波红外； 15 ～1000μm：极远红外； 2. 光源： 1.1 1）定义：辐射光能的物体称为发光体，或称为光源。 2）点光源:当光源大小与辐射光能作用距离相比可以忽略 3）Attention: 在几何光学中，发光体和发光点的概念与物理学中有所不同。无论本身发光的物体或是被照明的物体在研究光的传播时统称为“发光体”。 3. 光线： 在几何光学中，光线是无直径、无体积、而有方向性的几何线，其方向代表光能的传播方向。在自然界中并不真正存在。 4. 波面与光线： 1）波面：振动相位相同的各点所构成的曲面称为波面。 2）光线：在各向同性的介质中，光沿波面的法线方向传播，则光波波面的法线就是几何光学中的光线。 当光能从一两孔间通过，如果孔径与孔距相比可以忽略则称穿过孔间的光管为物理学上的光线。 几何光学上的光线是无直径、无体积的，而有方向性的几何线，其方向代表光能传播的方向。 光线与波面之间的关系 波面：波动在某一瞬间到达的各点组成的面 A t 时刻 t + Δt 时刻 光线是波面的法线 波面是所有光线的垂直曲面 1.1 5. 光束： 1）概念：与波面相对应的法线（光线）集合，称为光束。 2）同心光束：对应于波面为球面的光束称之为同心光束。 3）分类：根据光束的传播方向分为：会聚光束和发散光束。 光束示意图 4）像散光束：垂直于波面元彼此不相平行又不交于一点 的光束称为像散光束。 ①主截线：波面元上通