光学竞赛培训讲义

1 Live as if you were to die tomorrow. Learn as if you were to live forever. ——Mahatma Gandhi 像明天就会死亡那样（珍惜）生活， 像永远也不会死那样（坚持）学习。 ——圣雄甘地 光学竞赛内容 1 ， 几何光学（反射、折射，透镜成像，散射，显微镜，望远镜） 2 ， 波动光学（光程，相位，干涉、衍射，光谱） 3 ， 量子光学（光电效应，康普顿散射，光子的能量和动量） 几何光学 反射、折射、全反射 单球面折射，球透镜，成像公式，光学仪器 一 反射、折射、全反射 2 反射定律：光线入射到两种物质的界面，反射光、折射光与入射光在同一平面，反射角等于入射角。上部为介质1，下部为 2。 折射定律 rnnsinsin21 全反射：光从光密物质射向光疏物质时，当入射角大于临界角时，没有折射光进入光疏物质。 2121sinsin 90 ,arcsinccnnrnrn 例 1，直视水下深度为h 的物体 A，求其视觉深度 OA’，.3/4n 3 解：物之狭窄锥形光束几乎垂直于水面折射进入位于正上方人眼。 1',1ii 在 B 点折射 'in i  OAOBii tan ''t a n'OAOBii 'OAOBOAOBn hnOAOAh43''。 推而广之，直入射，'' inn i  ''hOBnhOBn ''hnhn  水中鱼看正上方空气中物体，h’=nh 例 2，视线与水面法向成60 角。求水下 1 米处物体的视觉深度。 4 rnsinsin， 60r， 折射角即为视线的视角。 r 为瞳孔对像的张角，对应着物体发出的窄光束  。 )sin()sin(rrn ，1,1r rrrrnnsincoscossinsincoscossin rrrnncossincossin rrncoscos rnrcoscos  图中， rrrhhBFtantan'tantan rrrhhtantantantan' 而tantan1tantantan tantan1tan1tantan1tantantantantantantan22 所以，)()tantan1tantan1(tan1tan1'22rrrrhh 因为1,1r， 中间括号因子为1 。 22222cos1coscossintan1 代入rnrcoscos  ， 以及 2360sinsinsinrn mhnrnhrrhh25.04sin160c...