几何光学基本原理.pptVIP

1-2几何光学基本定律AppliedOptics*1在各向同性的均匀透明介质中，光线沿直线传播。一、光的直线传播定律不同的光源发出的光线在空间某点相遇时，彼此互不影响。在光线的相会点上，光的强度是各光束的简单叠加，离开交会点后，各个光束按原方向传播。光的独立传播定律意义：考虑某一光线的传播时，可不考虑其他光线的影响。二、光的独立传播定律21-2几何光学基本定律AppliedOptics*光的独立传播定律光的独立传播定律意义：考虑某一光线的传播时，可不考虑其他光线的影响。两束满足相干条件的光称为相干光，这两束光在相遇区域：①振动方向相同；②振动频率相同；③相位相同或相位差保持恒定不同的光源发出的光线在空间某点相遇时，彼此互不影响。在光线的相会点上，光的强度是各光束的简单叠加，离开交会点后，各个光束按原方向传播。条件：两束光为非相干光12345三、折射和反射定律*AppliedOptics光的折射和反射定律研究光传播到两种均匀介质的分界面时的定律。（一）折射定律na出射光线入射光线法线II’ONQnbI：入射角I’：折射角（1）折射光线位于由入射光线和法线所决定的平面(入射面）内，折射光线和入射光线分居法线两侧。（2）入射角的正弦和折射角的正弦之比与两角度的大小无关即na出射光线入射光线法线II’ONQnb或n,n‘:介质对真空的折射率,也称绝对折射率，指在真空中光速与介质中光速之比:c：在真空中光速，v：在介质中光速真空折射率为1，在标准压力下，20摄氏度时空气折射率为1.00028，通常认为空气的折射率也为1，把其他介质相对于空气的折射率作为该介质的绝对折射率。提示：但是在设计高精度的太空中的光学仪器时，就必须考虑空气和真空折射率的不同。（2）入射角I和反射角I’’的绝对值相同，可表示为（二）反射定律（1）反射光线在由入射光线和法线所决定的平面内反射光线入射光线法线INI”O符号相反说明入射光线和反射光线分居法线两侧。第一章几何光学基本原理AppliedOptics*0102030405光波和光线几何光学基本定律光路可逆和全反射光学系统类别和成像的概念理想像和理想光学系统1-3光路可逆和全反射AppliedOptics*全反射01可知02由公式03一般情况下，光线射至透明介质的分界面时将发生反射和折射现象。假设即折射光线较入射光线偏离法线04当光由光密介质射向光疏介质时,当入射角增大到I0时，折射角,这时，折射光线掠过两介质分界面，强度趋于0,当入射角时，折射光线不再存在，入射光线全部反射，这种现象称为全反射。AppliedOptics*当光线由折射率为n的介质射向空气时，则有对应于的入射角I被称为临界角记为,可知全反射的应用：全反射的两个条件：AppliedOptics*光密到光疏介质；入射角大于临界角；制成各种全反射棱镜，用于折转光路，代替平面反射镜。制造光导纤维。光导纤维号称现代信息系统的神经AppliedOptics*由内层折射率较高的纤芯和外层折射率较低的包层组成126543进入光纤的光线在纤芯与包层的分界面上连续发生全发射，直至另一端出射。SBA当大于临界角时，就发生全发射。123456可以得到：AppliedOptics*根据折射定律，又有：SBA当入射角时，可以全反射传送，当时，光线将会透过内壁进入包层这意味着光信号越容易耦合入光纤！AppliedOptics*定义为光纤的数值孔径i0越大，可以进入光纤的光能就越多，也就是光纤能够传送的光能越多。AppliedOptics*二、光路可逆一条光线沿着一定的路线，从A点传播到B点，如果在B点，按照与B点处出射光线相反的方向投射一条光线，则此光线必沿同一条路线通过A点，这种现象称为光路可逆。无论通过何种介质，经过多少次反射和折射，光路可逆现象始终存在。利用这一原理，可以由物求像，也可以由像求物。1-4马吕斯定律和费马原理AppliedOptics*04030102马吕斯定律光程：几何路程与介质折射率的乘积只要光线的传播时间相同，它们的光程就相同。马吕斯定律：与某一曲面垂直的一束光线，经过任意次折射、反射后，必定与另一曲面垂直，而且位在这两个曲面之间的所有光线的光程相等地。费马原