第一讲 几何光学.pdfVIP

几何光学

几何光学特点

几何光学特点

•几何光学是将光抽象成光线模型，并在两条基本

性质的基础上建立起来的。

第一条基本性质：费马原理:光总是沿着光

程为极值的路径传播。

第二条基本性质：独立传播原理:不同方向

的光线相交时互不扰乱，不会改变每条光束的颜

色、强弱、和传播方向。

第一讲几何光学基本定律

第一讲几何光学基本定律

一、几何光学的基本概念

1．光源波长：400nm（紫光）~760nm（红光）

频率：紫光最大~红光最小

2．光线3．光速

c

4．折射率n

υ

5．光程（光程）=nd

二、几何光学的基本定律

1．光的直线传播定律

光在同一均匀介质中沿直

线路径传播。图1-1所示影的

形成就是光的直线传播的最直

接的例证。

图1-1

注意：在非均匀介质中光并不是沿着直线路径传播。

注意：在非均匀介质中光并不是沿着直线路径传播。

日食与月食

日食与月食

例1

一路灯距地面的高度为h，身高为l的人以速度v匀速行

走，如图所示.

（1）试证明人的头顶的影子做匀速运动；

（2）求人影的长度随时间的变化率。

例2

如图所示，在A点有一个小球，紧靠

小球的左方有一个点光源S。现将小球从A

点正对着竖直墙平抛出去，打到竖直墙之

前，小球在点光源照射下的影子在墙上的

运动是（）

A.匀速直线运动B.自由落体运动

C.变加速直线运动D.匀减速直线运动

解：小球抛出后做平抛运动，时间t后水平位移是vt，竖

0

2

直位移是y=0.5gt，设抛物点距离墙s,根据相似形知识可

′gL

yt∝t

以由比例求得，2v因此影子在墙上的运动是匀速

0

运动。

2．光的反射和折射定律

反射定律：A

(i)入射线、反射线和法线均i1i1C

在同一平面内

(ii)入射角等于反射角B

iii2D

11

折射定律：

入射光线、折射光线和法线在同一平面内，入射角

与折射角正弦之比，是一个取决于两介质光学性质和光

的波长的常数：

sinin

12

n12