球面反射和球面折射成像9.pptVIP

大学物理 河南农业大学理学院 §14.3.1 球面折射成像 一、球面折射的一般分析 Q Q′ O n n′ r C l l′ P′ P y′ y (1)若P在球面顶点O左方则为实物，物距l为负；反之为虚物，l为正。 (2)若P′在球面顶点O右方则为实像，像距l′为正；反之为虚像，l′为负。 (3)若球面中心C在O右方为凸球面，曲率半径r为正；反之为凹球面，r为负。 (4)物点和像点到主轴的距离为y和y。在主轴上方时，y和y为正；反之为负。 二、球面折射成像公式 物方焦距 - 像方焦距 Q Q′ O n n′ r C l l′ P′ P y′ y 三、横向放大率 Q Q′ O n n′ r C l l′ P′ P y′ y 定义 |β|1 放大 |β|1 缩小 β 0 像正立 β 0 像倒立 F F 四、近轴光线的作图法 五、 共轴球面系统成像（逐次成像） 共轴球面系统所成的最终像，可由第一球面所成之像作为第二球面之物、第二球面所成之像作为第三球面之物逐次计算而得。 光学系统的横向放大率为每次球面成像的横向放大率的乘积。 O C 15cm 12cm R 例1、设有一个半径为R的球面，球面的左侧是空气，球面右侧是玻璃长圆柱（n=1.5），过球面顶点O和曲率中心C的连线是主光轴。设曲率半径是R=12cm，在主光轴上距O点为15cm的左侧有一支小小的烛焰（如图）。则下述判断中正确的是 (A) 烛焰在玻璃中呈一倒立的缩小的实像； (B) 烛焰在玻璃中呈一倒立的放大的实像； (C) 烛焰在空气中呈一正立的放大的虚像； (D) 烛焰在空气中呈一倒立的放大的虚像。 例2 折射率为1.5的长玻璃棒，左端磨成半径为4cm的凸球面，长为4mm的物体垂直立于棒轴上，离球面顶点12 cm。求像的位置与大小。 解 已知r =4cm，n=1，n’=1.5，l=-12cm，y=4mm 由球面折射成像公式 可得 cm 由横向放大率公式 可得 y’=-8 mm 所成的像位于球面顶点右边36cm的位置，且是倒立的实像 §14.3.2 球面反射成像 一、凹面镜的反射成像 1 2 3 4 5 f c F 成像公式 焦距公式 横向放大率 物点在焦点之内，凹面镜成虚像 y f l l’ y’ c 1 2 2 1 F