第十三章光学1选读.ppt

  1. 1、本文档共25页,可阅读全部内容。
  2. 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
  3. 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载
  4. 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
查看更多
光的起源与光的本性 1.17世纪,牛顿为代表认为:光是物体发出的粒子流。 2.17世纪,惠更斯为代表认为:光是一种波。 我们人眼能够看到各种不同颜色的物体,是由于物体辐射或反射光到人的眼睛。 5.20世纪初,爱因斯坦研究光与物质相互作用时提出: 光是一份一份的,每一份称为一个光子。 (机械纵波) (微粒说) 3.19世纪初,光的干涉、衍射现象证明了光的波动性。 4.19世纪六十年代,麦克斯韦建立了电磁场理论。 (光是一种电磁波) (横波) (光具有波粒二象性) 惠更斯 光的直线传播说明光是粒子流。 光具有干涉和衍射现象,所以光是一种波。 牛顿 麦克斯韦 爱因斯坦 根据我的理论,光是一种电磁波,而且是横波,传播速度为每秒30万千米。。 空间传播的光也是不连续的,而是一份一份的,每一份称为一个光子。 我认为,一切物质客体(无论是“实物” 还是“场” )都具有波粒二象性。 德布罗意 第13章 光 学 光学分支 经典光学 几何光学 以光线为基础,研究光的传播、成像问题。 波动光学 以光的波动性为基础,研究光的传播及其规律 量子光学 以光和物质相互作用时所显示出的粒子性为基础研究光的一系列规律。 现代光学 激光原理及应用 傅立叶光学 全息光学 光谱学 非线性光学 §13-1几何光学的基本原理 一、几何光学的基本定律 1. 光的直线传播定律 反射光线、入射光线总是和法线处在同一平面(入射面)内,入射光线和反射光线分居于入射点分界面法线的两侧,反射角等于入射角。 入射光线 反射光线 法线 i i? 2. 光的反射定律 在均匀介质中,光沿直线传播。 两种介质,折射率较小的称为光疏介质,折射率较大的称为光密介质。 介质1 介质2 入射光线 折射光线 入射角 i 折射角 r 法线 折射光线与入射光线和法线同处在一个平面上,入射光线和折射光线分居于法线两侧;入射角与折射角满足关系式: 3. 光的折射定律 n1 n2 介质折射率: 常见材料的折射率: 水: 1.33左右 玻璃:1.5-1.75 真空:1 空气:近似为1 二、全反射 光由光密介质射向光疏介质,折射角大于入射角。 若光从光密介质( n1 )和入射至光疏介质(n2),入射角为临界角ic 时,折射角为90° : 当 有 临界角(critical angle) ic : 全反射(total reflection): 临界角(critical angle) ic 由折射定律得: 则临界角 当入射角 i 大于临界角 ic 时,将不会出现折射光,入射光的能量全部反射回原来介质的现象。 折射角为90°时的入射角。 全反射的应用 水柱引导光线的行进 内窥镜 光纤 三、费马原理 光在介质中的光程为介质的折射率n与光在介质中所走的几何路程L之积即nL。 1.光程(optical path): n1 n2 n3 L1 L2 L3 总光程为: 1.上述传播过程所用时间: 2.上述传播过程相位变化: 相当于光在真空中传播 引起的相位变化。 光从一点传播到另一点将循着这样一条路径,光沿这条路径的光程与附近其他光程相比不是最大,便是最小。或者从一点传播到另一点有多条相同光程的路径。换句话说,光沿着光程为极值的路径传播。 2.费马原理的表述: B C D A B (1) 光程为极小值的例子 由A点发出的光线经界面反射后通过B点。只有A-D-B符合反射定律的这条路径是可以存在的。 例1:在均匀介质中光沿直线传播。 A B 例2:反射定律 而其它路径如A-C-B是不可能的。 A-D-B路径的光程 A-C-B路径的光程 光走光程极小的路径即A-D-B。 (2) 相等光程的多条路径的例子 C D 实际中,A发出的光线,经过椭圆形镜子上任意一点的反射到B的光线均可存在。 从椭圆的一个焦点A出发的光线,经过椭圆形镜子上任意一点的反射,一定会汇聚到另一个焦点B。 各条路径的光程是相等的。 (椭圆:到两焦点的距离之和为常值)。 都满足反射定律,反射角等于入射角。 介质 A B a a a 例1.如图所示,一折射率为1.5的透明介质放于空气中,一束光线垂直入射其表面,已知a = 10cm,则从A点到B点的光程为多少?若光在真空中的波长为700nm,AB两点的相位差。 例2. 假设有一条由折射率为1.5的某种透明玻璃制成的长直圆柱结构置于空气中,光按全反射规律在其中传输时,其入射光线与管的中轴线的最大夹角(锐角)为多少度? 一、同心光束 物和像 §13-2 几何光学成像的基本概念和薄透镜成像规律 有一定关系的光线的集合,称为光束

文档评论(0)

希望之星 + 关注
实名认证
内容提供者

该用户很懒,什么也没介绍

1亿VIP精品文档

相关文档