9 第十一章　几何光学.ppt

* * * * * * * * * * * * P A C O P` -s` -r -s -u i -i` -u` 对给定的物点，不同的入射点，对应着不同的入射线和反射线，对应着不同的 。 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) j j cos 2 cos 2 2 2 2 2 r s r r s r n s r r s r r n nl nl PAP - - - - + - + - - + - + - = + = D 光程： 对一定的球面和发光点P（S一定），不同的入射点对应有不同的S‘。即：同一个物点所发出的不同光线经球面反射后不再交于一点。 由P点所发出的单心光束经球面反射后，单心性被破坏。 三、近轴光线下球面反射的物像公式 1.近轴光线条件 即：对一定的反射球面，Ｓ‘和Ｓ一一对应，而与入射点无关。 ∴ 由P点所发出的单心光束，经球面反射后将交于一点P‘，光束的单心性得以保持。一个物点将有一个确定像点与之对应。 光学上称： 很小的区域为近轴（或傍轴）区域，此区域内的光线为近轴光线。 ∴ 近轴条件下球面反射不破坏光束的单心性。 2.物像公式 有 当 A C O P` -s` -r -s F` 焦点：沿主轴方向的平行光束经球面反射后将会聚于主轴上一点，该点称为反射球面的焦点(F’)。 A C O P` -s` -r -s F` 焦距：焦点到球面顶点的距离（ ）。 说明： 1、它是球面反射成像的基本公式，只在近轴条件下成立； 2、式中各量必须严格遵从符号法则； 3、对凸球面反射同样适用； 4、当光线从右至左时同样适用。 球面反射的物象公式 四.球面折射对光束单心性的破坏 P n -u -i1 A -i2 n` u` C P` O r -s s` 设nn’ 从主轴上P点发出单心光束，其中一条光线在球面上A点折射，折射光与主轴交于P`点。即P`为P的像。 球面折射的光程： 对给定的物点，不同的入射点，对应着不同的入射线和折射线，对应着不同的 。 P n -u -i1 A -i2 n` u` C P` O r -s s` 对一定的球面和发光点P（S一定），不同的入射点对应有不同的S‘。即：同一个物点所发出的不同光线经球面折射后不再交于一点。 由P点所发出的单心光束经球面折射后，单心性被破坏 四.近轴光线下球面折射的物像公式 1.近轴光线条件 当 很小时 2.讨论： 当介质和球面一定时（n,n’,r 一定），S‘与S一一对应，即：在近轴光线条件下光束单心性得到保持。 ② 当介质和球面一定时（n,n’,r 一定）， 光焦度：表征球面光学性质单位屈光度(D) 计算时r 取米为单位 焦点、焦距 A、像方焦点 F’、 像方焦距 F` f` n n` O -s s’ 当 B、物方焦点F、物方焦距 n n` O -s s’ F -f C、 ∵ 当 时 “—”号表示 物、像方焦点一定位于球面两侧。 永远异号， 例1 一个折射率为1.6的玻璃哑铃，长20cm，两端的曲率半径为 2cm。若在离哑铃左端5cm处的轴上有一物点,试求像的位置和性质。 O2 s1’ n n` -s1 n O1 -s2 -s2’ P1‘ P2‘ P 解：两次折射成像问题 1、P为物对球面O1折射成像P1’ 2、P1‘为物对球面O2折射成像 §6 薄透镜 一.透镜 1、定义：用玻璃或其它透明介质研磨抛光为两个球面或一个球面一个平面所形成的薄片。通常做成园形。 2、分类： ① 凸透镜：中间部分比边缘厚的透镜。 弯凸 平凸 双凸 ② 凹透镜：中间部分比边缘薄的透镜。 双凹 平凹 弯凹 二、近轴条件下薄透镜的物像公式 1、物像公式 在近轴光线条件下，对透镜两面的折射过程分别应用球面折射成象公式（逐个球面成像法）： 第一个球面： 第二个球面面： 对薄透镜 略去 后，两式相加得： 薄透镜物像公式 高斯公式 物象公式变为： 当透镜两边介质相同时： 公式变为： 薄透镜简化模型 凸透镜 凹透镜 作业： 1.一厚度2cm的乙醇( )浮在4cm深的水（ ）上，沿着正入射方向向下看时，水底距乙醇表面的像似深度为多少？ * * * * * * * * * * * 第十三章　几何光学 　　　几何光学是光学的一个重要分支，它以光的直线传播等实验规律为基础，用几何方法研究光在透明介质中的传播及