第一章3节演示文稿.pptVIP

*§1—3光在平面上的反射和折射一、光在平面上的反射1、反射成像特点：实物成虚像、虚物成实像；保持光束的单心性不变，能完善成像；物、像光束的立体角大小不变，物、像大小相等，与镜面对称。2、应用：转折光路，光放大、光杠杆。3、双平面镜多次反射成像：θ·p①成像都在同一圆周上；②成像至像点位于二个反射镜的背面为止；③θ越小，成像个数越多。当2π/θ为整数n时：n为偶数—成像数=（2π/θ）-1；n为奇数—成像数=（2π/θ）。二、光在平面上的折射在介质界面上建立坐标系，考虑Y轴上一发光点。从该点发出的一条光线PA1，先在平面内考虑。由折射定律：利用几何关系：解出y1与i1有关，即在不同的入射点，y1的位置不同。考虑入射角为的另一条光线PA2，两条反向延长线的交点：结论：交点P的位置随i1的变化而变化。折射以前是同心的，折射之后在y轴上是一条线段P1P2，P′点也描绘出一条小线段，这样的一种光束称像散光束。再考虑元光束：以y为转轴，使xoy平面有一个小的转角，在平面内的光束A1PA2就成为一立体元光束，对这元光束而言：y轴上P点发出的两条光线经平面折射后在y轴上不能交于一点。结论：①同心光束经折射后成为像散光束；②折射系统不是完善成像系统；③近轴条件下的成像：结论：③近轴条件下的成像：当，时，，像似深度为描述像散光束，引入两个平面：子午平面——通过光束的轴且包含分界面法线的平面；弧矢平面——通过光束的轴且垂直于子午平面的平面。表征像散光束的是两条焦线和像散差，在子午面内的称弧矢焦线（P1P2），在弧矢面内的称子矢焦线。例：讨论透明平行平板在光路中的作用。Aii’Ddi’1i1Bhn过B点作垂线，d是出射光相对入射光的侧移。而所以结论：光线经平行平板后要发生侧移。三、平行平板折射成像Aii’Ddi’1i1BhnSS’有物点发出的两条光线，经折射后的反向延长线的交点即像点。像点离物点的距离，即光线的轴向位移，是i的函数，对不同的入射角，像点位置不一样。结论：同心光束经平行平板不再保持同心性，即平行平板不能完善成像，且h越大，不完善程度越甚。在近轴条件下：位移与物点到平板的距离无关。实物成虚像移近平板，虚物成实像远离平板。四、全反射及其应用1、全反射发生全反射的条件：光从光密媒质——光疏媒质，入射角大于某一定值（临界角）。折射角等于900时的入射角——临界角（ic）。由折射定律：水到空气：，玻璃到空气：，2、衰逝波振幅随深度增加而急剧衰减的波称——衰逝波。3、全反射的应用①折光计Cingi’nαBicA待测液体折射率为n，载于折射率为ng的棱镜上，单色扩散光照明。在AB面上：在AC面上：联立解出折射率，由物理意义，应取正号：②光学纤维利用光在透明介质中的折射或全反射，将光从一端传播到另一端的透明细玻璃丝称光导纤维。直径一般在几μm到1μm以下，主要用于光纤通讯。波长在2μm以上具有极低损耗的光纤称为超低损耗或红外光纤。若则已知α,ng，测出i＇即可求出n。目前光纤通讯有三个低损耗传输窗口：短波长传输窗口波长在0.85μm左右。长波长传输窗口波长在1.3μm左右。长波长传输窗口波长在1.55μm左右。反射型：利用全反射原理。折射型：利用渐变折射率介质中光线的传播性质。反射型光纤的工作原理：内芯折射率一般1.8左右，外层折射率一般1.4左右，光在内壁发生全反射。以入射角i入射在端面,折入光纤中的光线，经内壁发生全反射，当i′大于临界角ic时发生全反射。端面上入射角有限制由得另外所以数值孔径表征集光能力的物理量。例题：已知飞机跑道上空