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OutlineofGeometricoptics;作为实验规律,三定律是近似的,几何光学研究的是光在障碍物尺度比光波大得多情况下的传播规律。这种情况下,相对而言可认为波长趋近于零,几何光学是波动光学在一定条件下的近似。;1.几何光学三定律;(1)光的直线传播定律:;海面温度梯度
H?T?N?;(2)光的反射定律和折射定律:;惠更斯原理对光的直线传播、反射定律和折射定律的解释;BC=V1tn;;棱镜的折射;;;当入射角大于等于时,全部光能量都反回原介质这种反射叫作光的全反射,或全内反射。;Rainbowsresultfromrefractionand
reflectionofsunlightinwaterdroplets.;界面上光场的的反射与全反射;;后反射直角棱镜;
光进入光学纤维后,多次
在内壁上发生全内反射,
光从纤维的一端传向另
一端.
;梯度型光纤;;;抛物线型梯度光纤中光线特点、数值孔径;其数值孔径也定义为光纤端面处介质折射率与最大接光角正弦的乘积。;费马原理;光从A点经过几种不同的均匀介质到达B点,所需时间为:;若由A到B充满着折射律连续变化的介质,则光由A到B的总光程为;费马原理的表述及讨论;光程为极值的例子:;(2)反射等光程的例子;(3)光程为极大值;费马原理对实验规律的概括:;用Fermat原理证明反射、折射定律;Fermat原理;费马原理成功解释了几何光学的三个实验定律,因此可以说费马原理是几何光学的理论基础。几何光学是有其限度的,费马原理也是有限度的。;理想光学系统的成像满足费马原理,(等相面)可导出物像等光程原则。;费马原理
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