- 1、本文档共56页,可阅读全部内容。
- 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、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、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
应用光学第1章-几何光学的基本定律.ppt
绪论;对光学认识的早期;从十七世纪开始发现与光的直线传播不符的事实:
1655年意大利数学家格里马第首先发现光的衍射现象,是光的波动学说的最早倡导者;
1669年丹麦的巴塞林纳斯教授在冰洲石中发现了双折射现象;
1672年胡可也观察到衍射现象;
1678年发现光的偏振现象,发现牛顿环现象。
——这就迫使人们去揭示光的本质。;一、光是什么?——光的本性;光的本质是电磁波
光的传播实际上是波动的传播
物理光学:研究光的本性,并由此来研究各种光学现象
几何光学:研究光的传播规律和传播现象
;二、课程性质和任务;三、课程的研究对象;五、课程要求;四、课程的研究内容;第1章 几何光学的基本定律与成像概念;1.1 几何光学的基本概念;1.光波:是一种电磁波,是一定频率范围内的电磁波,其振动方向和光的传播方向垂直,是横波,其波长比一般的无线电波短。
可见光:400nm——760nm
紫外光:5nm——400nm
红外光:780nm——40μm
近红外:780nm——3μm
中红外:3μm——6μm
远红外:6μm——40μm;;2.光源:任何能辐射光能的物体(本身发光或被照明后发光)。
点光源:光源的大小与辐射光能的作用距离相比可忽略时,光源称为点光源。
在几何光学里,发光点被抽象为一个既无体积又无大小的几何点,但能辐射能量。
;3.光学介质:光从一个地方传至另一个地方的空间。例如:空气、水、玻璃。
各向同性介质:光学介质的光学性质不随方向而改变。
各向异性介质:单晶体(双折射现象)
均匀介质:光学介质的不同部分具有相同的光学性质——均匀各向同性介质
绝对折射率:;4.波面:光波是电磁波,光源可看作波源,在某一瞬时,其振动位相相同的各点所构成的曲面。;5.光线:传输光能的有方向的几何线。
在几何光学里,光线被抽象为既无体积又无直径的几何线,几何线的方向代表光线的方向,即光能的传播方向。
波面与光线之间的关系
在各向同性介质中,光沿着波面的法线方向传输,所以波面的法线就是光线。
光线是波面的法线
波面是垂直所有光线的曲面;同心会聚光束;(3)像散光束:即不相交于一点,又不平行,但有一定关系的光线的集合。;光束与波面的对应关系;1.2 几何光学基本定律及可逆性原理;2.独立传播定律:从不同发光体发出的相互独立的光线,以不同路径传播在空间某点相遇时,彼此互不影响(频率、波长、振幅),独立传播。相遇处的光强简单相加,总是增强。
成立条件:此定律只对非相干光准确成立——忽略干涉现象。;手术无影灯和探照灯;3.光的折射和反射定律
反射定律:
入射光线、反射光线和投射点法线三者共面
入射光线和反射光线位于法线两侧,且有
:光滑分界面
符号规则:光线沿锐角转向法线,顺时针为正,逆时针为负。;折射定律:
入射光线、折射光线和投射点法线三线共面
折射角正弦和入射角正弦之比在一定温度和压力下对一定波长的光线而言是一常量,等于两介质折射率之比。
折射:入射到光滑分界面的光,一部分被返回,另外一部分进入第二种介质,改变传播方向。
相对折射率:与空气比较的折射率。
注:反射定律是折射定律的一种特例。 ;二、两个重要的光学现象;全反射:光从光密介质进入光疏介质时,如果
两种介质分界面把光能全部返回第一种介质中去,这种现象称为全反射。
全反射条件:
实质:第二种介质内有光进入,
但又全部返回第一介质。;海市蜃楼是一种折光现象,由于靠近表面竖直方向上空气密度的剧烈变化,使得一些远处的物体在一定区域形成图像以代替其真实位置。这些图像是扭曲的,倒转的或是摇摆的。;上蜃景出现在真实物体的上方。;海市蜃楼:上层空气发生全反射(又叫上蜃景);;下蜃景出现在真实物体的下方。;下层空气发生全反射(又叫下蜃景);全反射应用
全反射棱镜
应用:车尾灯、路标、潜望镜等。
;光线经玻璃射到指纹谷的地方后在玻璃与空气的界面发生全反射,光线被反射到CCD,而射向脊的光线不发生全反射,而是被脊与玻璃的接触面吸收或者漫反射到别的地方,这样就在CCD上形成了指纹的图像。;光导纤维(简称:光纤)
应用:传光、传像、内窥镜;2.光路可逆性原理
光沿原路返回。
注:对于反射和折射现象,无论均匀介质还是非均匀介质,简单光学系统还是复杂光学系统,光的可逆性均成立。
反射——一定存在
入射光
折射——特定条件下可能没有(全反射);1.3 费马原理;1.3 费马原理;1.3 费马原理;1.3 费马原理;1.4 成像的概念;1.光学系统:把各种光学零件按一定方式组合起来,满足一定的要求。;2.光学系统分类
按有无对称轴分:
共轴系统:系统具有一条对称轴线
文档评论(0)