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1、 第章几何光学几何光学是光学的一个重要分支,它以光的直线传播等实验规律为基础,用几何方法研究光在透明介质中的传播及光学仪器的成象等问题。本章主要内容有:几何光学的基本规律、费马原理、与成象有关的基本概念、近轴成象理论。$1几何光学的基本定律一v儿个定丸1.光源光源一任何发光物体:太阳、烛焰、钧丝白炽灯、日光灯、高压水银荧光灯等点光源一可看成几何上的点,只有空间位置无体积的光源2.光线和光束光线一光能传播方向的几何线光李一有一定几何关系的一些光线的集合光束:(1平行光束:所有的光线均为平行直线,通常对应无限远的光。(2)同心光束:发自或汇聚一点。(3)象散光束:既不是平行光李,也不是同心光东.平
2、行光林同心光林【象散光束冒*二、几个规律、1.光的直线传播定律,光在均匀介质q直线传播2.光的折射反射定律:(U光的反射定律,反射线位于入射面内,反射线和入射线分居法线两侧,反射角等于入射角,即二一矶(C)光的折射定律:折射线位于入射面内,折射线与入射线分居法线两侧,入射角的正弦与折射角的正弦之比为一与入射角无关的常数,即SIn口_办一SIn吊。风或义sin=办sinn1;孙1#漫射:当界面粗糙时,各入射点处法线不平行,即使入射光是平行的,反射光和折射光也向各方向分散开一漫反射或漫折射。63.光的独立传播定律和光路可逆性原理光在传播过程中与其他光束相遇时,各光束都各自独立传播,不改变其传播方向
3、。光沿反方向传播时,必定沿原光路返回。即在几何光学中,任何光路都是可逆的。4、全反射只有反射光,没有透射光的现象。论丶二8Sin口卫力SIm目二JSImh3SInn“加2口Z125nn临界角:sini=sin1(忆)1力一1必须是均匀介质,即同一介质的折射率处处相等,折第熹耒是位置的数。(2)必须是向同性介质,即3质中传播时各人善卜挤射单不吏方广的函数。(3)光强不能太强,否则巨大的光能量会使线性叠加原理不再成立而出现非线性情况。(4)光学元件的线度应比光的波长大得多,否则不能把光不简化为光线。$2费马原理科学真正的价值在于我们能够找到一种思想方法,从而解开自然界依存与运动的规律1650年,第一个能够称之为科学的思想方法诞生了。这就是费马原理一.费马原理的第一种表述:时间最小原理,光从一个点进到另一个点的所有可能路径中光只选择3此qP所需时间最短的路径
