光的折射成像第1节.ppt

将S1作为物，再通过玻璃板H的上表面折射成像于点S2处，这时物距为 同样根据折射定律可得像距 (2) 将S2作为物，通过透镜L成像，设透镜与上H表面的距离为x，则物距 根据题意知最后所成像的像距 代入透镜成像公式，有 联立求解并代入数据可求得 即L应置于距玻璃板H上表面1.0 cm 处。 H B A D S1 S S2 i r (3) △ 薄透镜折射成像 透镜的中心称为光心,过光心的光线称为光轴,其中与透镜垂直的光轴称为主光轴,其余的称为副光轴. 平行于主光轴(或副光轴)的光线经透镜后将会聚(或反向延长线相交)于轴上一点,该点称为焦点(或副焦点).所有副焦点都位于垂直主光轴的平面内,称为焦平面. 焦点到光心的距离称为焦距.若透镜两侧介质相同,则两个焦距相等;如果两侧介质不同,则两个焦距间的关系为 f1:f2=n1:n2 式中f1 和f2 相应的物方和像方焦距, n1 和 n2 相应为物方和像方介质的折射率. 折射面是两个球面,或者一个是球面,另一个是平面的透明体,叫做透镜,通常将厚度比球面半径小得多的透镜,叫做薄透镜. 本次辅导课结束. 同学们，再见! 光的干涉 本章内容 Contents chapter 19 薄透镜和球面镜折射成像 光的反射 平面镜、球面镜成像 光的折射 简单光学仪器 光的本性 虹和霓是色散形成的自然现象.雨后,天空中悬浮着许多小水珠.虹的产生是由于阳光射入水珠,发生两次折射和一次反射的结果.虹的红色在外侧,紫色在内侧的弧形彩带.霓是由于阳光在水珠里经过两次反射和两次折射后再射入人们的眼中形成的,由于多了一次反射,能量损失较多,霓比虹暗一些,有时雨后的天空中可以同时看到虹和霓. 虹和霓是色散形成的自然现象.雨后,天空中悬浮着许多小水珠.虹的产生是由于阳光射入水珠,发生两次折射和一次反射的结果.虹的红色在外侧,紫色在内侧的弧形彩带.霓是由于阳光在水珠里经过两次反射和两次折射后再射入人们的眼中形成的,由于多了一次反射,能量损失较多,霓比虹暗一些,有时雨后的天空中可以同时看到虹和霓. 红 紫 太阳光 红 紫 太阳光 40o 42o 54o 50.5o x y z 40o 42o 50.5o 54o 例题: 有一半导体发光管，发光区为半径为 r 的圆盘，发光面上覆盖一折射率为 n、半径为 R 的半球形介质，如图所示。问：要使发光区发出的全部光线在球面上不发生全反射，介质半球的半径 R 至少应多大？ R 发光区 O n r 球面全反射临界角 根据题意，找到发光区上发出的光线在球面上的最大入射角，使之小于临界角，得解 考察任意一点 A 发出的光线在球面上任意一点P 反射后的光线 O A P B P′ R B′ R P 点的法线沿 PO 方向 反射线、折射线、法线三者共面 A点发出的其它光线反射后都与 AO所在的直径相交. 因此反射光线一定在 APO 平面内，与发光面交点 B 在 AO 延长线上，即AO所在的直径上 几何光学三定律 光的直线传播定律 — 光在均匀媒质中沿直线传播 反过来说，光在非均匀介质中的传播路径是曲线 i1= i1′ —反射关系 — 折射关系（斯涅尔定律） n1 n2 i1 i1′ i2 ◆ 光路的可逆性：当光线沿反射光线方向入射时，反射光线一定沿入射光线方向反射 ◆ 反射面可以是任意形状，光滑或粗糙，但每一条光线都遵从反射定律 反射无色散 ◆ 反射角只决定于入射角，与波长及介质无关 折射面是两个球面,或者一个是球面,另一个是平面的透明体,叫做透镜, 透镜有两种,一种叫做凸透镜.另一种叫做凹透镜. O C1 C2 C2 C1 O 通常将厚度比球面半径小得多的透镜,叫做薄透镜. 透镜的中心称为光心,过光心的光线称为光轴,其中与透镜垂直的光轴称为主光轴,其余的称为副光轴. 主光轴 主光轴 凸透镜—中间厚,边缘薄 凹透镜—中间薄,边缘厚 凸透镜对光线起会聚作用 凹透镜对光线起发散作用 主光轴 主光轴 平行于主光轴(或副光轴)的光线经透镜后将会聚(或反向延长线相交)于轴上一点,该点称为焦点(或副焦点).所有副焦点都位于垂直主光轴的平面内,称为焦平面. 焦点到光心的距离称为焦距.若透镜两侧介质相同,则两个焦距相等;如果两侧介质不同,则两个焦距间的关系为 f1:f2=n1:n2 式中f1 和f2 相应的物方和像方焦距, n1 和 n2 相应为物方和像方介质的折射率. 焦平面 焦平面 主光轴—光学系统的对称轴 近轴光线—与光轴夹角较小， 并靠近光轴的光线 黄线—近轴光线 绿线—非近轴光线 主光轴 (1) 平行于主光轴的入射光线