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* * 第十一章 几何光学 几何光学的实验定律和费马原理 实验定律 1 直线传播定律 2 反射定律 全反射 3 折射定律 4 光线可逆原理 费马原理 O I c P r ? ? ? i1 i2 A M N 第一节 球面成像 一、单球面成像 近光轴光线（PC主光轴） 讨论： 像空间焦距 物空间焦距 n1 n2 F1 P F2 P n1 n2 f1和f2可正也可负，“正”表示折射面对入射光线起会聚作用；“负”表示起发散作用。 F1 n1 n2 F2 n1 n2 上述公式，可适用于一切近轴光线条件下凸凹球面成像，但必须遵守一个统一符号规定。 1.凡是实物、实像的距离， 均取正值。 2.凡是虚物、虚像的距离， 均取负值。 3. 若是入射光线对着凸球面，则r取正值，反之，若是入射光线对着凹球面，则r取负值。 高斯公式： 焦度:表示球面的折射本领，单位：屈光度 m-1 。 (1) (2) (2) n1 n2 实物：入射光线与入射光线的会聚点在球面的同侧，反之为虚物：入射光线与入射光线的会聚点在球面的两侧； 实像：折射光线与折射光线的会聚点在球面的同侧，反之为虚像：折射光线与折射光线的会聚点在球面的两侧。“实”或“虚”是相对具体某一球面而言的。 例题11-1：某种液体n=1.3和玻璃n=1.5的分界面为球面。在液体中有一物体放在球面左侧距球面顶点40cm 处的轴线上，该物体在球面的左侧32cm处成一虚象，求球面的曲率半径，并指出那一种介质处于球面的凹侧。 O I P 解： 二、共轴球面系统 两个或两个以上球面，其各个主光轴在同一直线上组成的系统。 采用逐级成像法 例题11-2 一点光源放在一玻璃球前，求近轴光线通过玻璃球后所成像的位置 n2=1.5 n1 n1 n2=1.5 n1 n1 第一折射面： 第二折射面： 解： 第二节 透镜（Lens） 一、薄透镜及其成像公式 透镜：由两个折射面组成的共轴光学系统。其成像用逐级求像法确定。如前面的例题。 当薄透镜时，可以推导出薄透镜的成像公式。 第一折射面 第二折射面 令： 上式只适用于薄透镜两侧介质相同的情况 焦度： 薄透镜两侧介质不相同的情况？ 请思考 正为凸透镜 负为凹透镜 例题11-3：一平凹透镜的折射率为1.5, 凸面的曲率半径为10 cm, 求在水中的焦距（水的折射率为1.33） 在空气中 解： 二、薄透镜的组合 两个以上的薄透镜组成的光学系统为薄透镜的组合，其成像可利用象共轴球面系统的逐级成像法求得。 对于密接的特殊情况，可以有如下公式： 例题11-4 折射率1.5平凹薄透镜，凹的半径为0.2m,凹球面一侧放水，求系统的焦度及焦距？ 解： 例题：有两个相距5cm，焦距均为10cm的凸透镜组成共轴系统。在光轴上，第一个透镜前20cm处放一物体，求该物体经光学系统所成的像的位置，并画成像光路图。 I O 解： 三、共轴光具组 四、透镜的像差 第三节 眼 一、眼睛光学结构与调节 1.眼的光学结构 2）生理学上简化为单球面折射系统 1）几何光学角度是由多种介质组成的共轴光具组，古氏平均眼。 3.视力 其视力分别为0.1，0.5，1.0； 其视力L分别为1.0，4.7，5.0 二、屈光不正及其矫正 最小视角为： 2.眼的调节 远点 近点 明视距离 （2）远视眼 近点 例题11-6 一远视眼的近点在0.5m,欲看清0.25m处的物体，应配多少度的眼镜 远点 远点 例题11-5 一近视眼的远点在0.4m，欲看清无穷远处物体，问应配多少度眼镜？ （1）近视眼 （3）散光眼 第四节 放大镜和显微镜 一、放大镜的放大率 放大镜的主要目的是放大人眼的视角 y 25cm y f 角放大率： 二、显微镜的成像原理 由光学仪器的角放大率的定义 显微镜的放大率：