哈尔滨工业大学大学物理学(下)第16章几何光学VIP免费

1几何光学物理光学波动光学：以麦克斯韦电磁理论为基础，光的干涉、衍射、偏振。量子光学：以量子力学为基础，光与物质作用。现代光学非线性光学激光光谱学信息光学全息术光纤通信集成光学统计光学以直线传播为基础。反射、折射定律。光学（粒子性）（波动性）（波粒二象性）2第16章几何光学四、光的折射定律16-1几何光学的基本规律光在均匀的介质中沿直线传播ii三、光的反射定律1n12sinsinnni一、光的直线传播定律iiSNR02n11cn22cn12光疏媒质光密媒质全反射条件临界角A12sinnnA二、光的独立传播定律来自不同方向的光线在介质中相遇后，各保持原来的传播方向继续传播。316-2费马原理及其应用一、费马原理1.光在两点之间传播的实际路径是使所花费的时间最短。2.光线沿光程为平稳值的路径而传播。dPSLns极值光程光从S到P所用时间332211ssstcsncsncsn332211niiisnct111niiiLnsLcdPSLns对连续介质光在介质中的光程：等于在相同时间t内光线在真空中所走的路程。（折合路程）4平稳值的三种基本含义：极小值：二、费马原理推论：物象等光程。ABBii1.证明反射定律ii三、费马原理的应用1o2oo直线传播、反射、折射极大值：凹球面反射镜常数：成像系统的物像关系即由物点发出的所有光线通过光具组后均应以相等的光程到达像点。51n2nQQPPMxxl1i2i1h2hN例2.证明折射定律12()LQMPnQMnMP22222211)(xlhnxhn由费马原理d()0dLQMPx0)()(22222211xlhxlnxhxn0sinsin2211inin12sinsinnin1122sinsinnini6一、共轴理想光学系统成像的基本概念QP发散同心光束会聚同心光束实物成实像实物成虚像虚物成实像虚物成虚像在理想光学系统中，从物点到像点之间的各条光线光程都相等共轴理想系PQnn共轴理想系PQnn共轴理想系PQnn共轴理想系PQnn16-3球面成像7二、球面反射和折射成像符号法则：（1）物点在镜前，物距p>0；物点在镜后，物距p<0（2）像点在镜前，像距q>0；像点在镜后，像距q<0（3）凹面镜的曲率半径r为正，凸面镜的曲率半径r为负实正虚负沿光线前进方向PQrCoApMBq凹球面镜傍轴反射成像PQrCoApiBqi凸球面镜傍轴反射成像8PQrCoApMBq设n=1()LPMQPMMQ)cos()(2)(22rprrprcos)(2)(22qrrqrr2sin)(42sin)(42222qrrqprrpd()0dLPMQ2sin)(42sin)(42222qrrqrqprrppr傍轴近似条件下0rqp211傍轴光线下球面反射成像公式平行光线入射p2rfqfqp111焦距9PQrCoApMBq1n2n凹球面镜傍轴折射成像PQrCoApBqM1n2n凸球面镜傍轴折射成像运用同样的方法可以得到rnnqnpn1221傍轴光线下球面折射成像公式1016-4薄透镜傍轴成像PQ1ood2o2p1p2q1q2nn1n12两次单球面镜折射成像11121nnnnppr22122nnnnqqr薄透镜0d21pq1pp2qq121212nnnnnnpqrr2,fqp令1,fpq令221122rnnrnnnf221111rnnrnnnfrnnqnpn1221121212nnnnpqff2121ffnn121nn)11)(1(12121rrnfffqp11111薄透镜傍轴成像光路FFfffqp111焦平面副光轴主光轴凸透镜倒立放大实像倒立缩小实像凹透镜FFff12FFff正立放大虚像fqp111