光学新概念第一章节.ppt

第一章 光和光的传播 §1 光和光的传播 一、光的本性(绪论) 二、光源与光谱 三、光学的研究对象、分支与应用 §2 光的几何光学传播规律 一、几何光学三定律 二、全反射 光学纤维（光导纤维） 三、棱镜与色散 §3 惠更斯原理 一、波的几何描述 二、惠更斯原理的表述 三、惠更斯原 理对反射定律 和折射定律的 解释（烦琐： 略去P16-17） 四、直线传播问题 五、光的衍射问题 §4 费马原理 一、光程 二、费马原理的表述 三、由费马原理推导  几何光学三定律 §5 光度学基本概念 一、辐射通量和光通量（主、客观量） 二、发光强度与亮度 三、余弦发光体和定向发光体 四、照度 例题5的问题 END1-1 水波的衍射——开孔越小，衍射现象越明显 定义： 光在介质中的几何路径长度与该介质折射率的乘积 光程 1、文字表述：光沿着所需时间为极值的方向传播。 或： 光沿着光程为极值的方向传播。 2、数学表述： 实际路径上，时间变分为零 极 值 极大 极小 恒定 或 实际路径上，光程变分为零 费马原理 1、反射定律 由费马原理推导反射定律 ★假设在入射面内有两条光线：QM′P 和QM′P 显然，光程 QMP≤QM′P ★ 即QMP最短！ ★由于镜像对称，有光程 QM′P ≡QM′P′ （1）定性证明 反射定律 设光源 面上 接收器 面上 XOZ 面上 入射点 面上，即分界面是 XOY 面 （2）定量证明 反射定律 光源 接收器 入射点 应用费马原理证明反射定律 总光程 ①由 得 即 ②由 得 而 光源 接收器 入射点 即 则 应用费马原理证明反射定律 2、折射定律 由费马原理推导折射定律 ★两条物像光线 QM′P ；QMP ★显然， 光程 QM≤ QM′ PM≤ PM′ ★ 即QMP最短！ ★设： QQ′⊥分界面Σ； PP′ ⊥分界面Σ ★注意 M′M ⊥ Q′P′ （1）定性证明折射定律 由费马原理推导折射定律 ★物像光程： QMP为 ★ 得 （2）定量证明 折射定律 1、辐射通量（客观量） ⑴ 定义：文字表述…； 单位：瓦（W ）； 符号ψ=ψ (λ) ⑵ 附近 内： 为辐射通量谱密度 ⑶ 光源表面 ☆光度学 ☆辐射度量学 研究发光强弱的学科…； 研究各种电磁辐射强弱的学科…； 2、光谱的响应曲线 （光电仪器） 客观辐射通量引起光电仪器（不同器件）响应灵敏度的物理量 不同光电器件的响应灵敏度 3、视见函数 （客、主观量） ⑵ 视见函数的表式 ⑴ 含义：客观辐射通量引起人眼 主观视觉强度的物理量 /? 视见函数曲线