应用光学学习.pptx
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1、概述1234光学是研究光的本性、光的传播、光与物光学是研究光的本性、光的传播、光与物质的相互作用以及光的实际应用的科学。质的相互作用以及光的实际应用的科学。光主要以波动的形式存在。光的本质是电光主要以波动的形式存在。光的本质是电磁波。磁波。光学系统的主要作用是传输光能和对研究光学系统的主要作用是传输光能和对研究的目标成像。的目标成像。几何光学撇开了光的波动本性,采用一种几何光学撇开了光的波动本性,采用一种简便和实用的几何学的方法来研究光的传简便和实用的几何学的方法来研究光的传播和光经光学系统的成像规律。播和光经光学系统的成像规律。第1页/共32页目录第一节第一节 几何光学的基本定律几何光学的基
2、本定律第二节第二节 成像基本概念与完善成像条件成像基本概念与完善成像条件结束结束第2页/共32页第一节几何光学的基本定律一、几何光学的点、线、面二、几何光学的基本定律三、费马原理返 回结束结束第3页/共32页一、几何光学的点、线、面v点:点:光源、物体、像都看成是点的集合。v线线:光波的传播抽象成几何线一样的光线,相当于波面的法线,代表了光的传播方向。v光波由一束光线表示,平面波对应于平行光束,球面波对应于同心光束。v如图第4页/共32页平行光束与同心光束平行光束与同心光束同心光束球形波面球形波面平面波面平面波面平行光束第5页/共32页各类光束及对应的波面各类光束及对应的波面 返 回第6页/共
3、32页二、几何光学的基本定律几何光学的基本定律决定了光线在一般情况下的传播方式,也是我们研究光学系统成像规律以及进行光学系统设计的理论依据。几何光学的基本定律有三大定律:第7页/共32页1光的直线传播定律各向同性的均匀介质中,光沿着直线传播。用光的直线传播定律可以解释日蚀、月蚀等自然现象,也可以解释光照射物体时为什么会出现影子等类似问题,小孔成像就是利用了光的直线传播定律。第8页/共32页光的直线传播图例第9页/共32页2光的独立传播定律当两束或多束光在空间相遇时,各光线的传播不会受其它光线的影响。例如:光束相交处的光强是一种简单的叠加,探照灯。第10页/共32页3光的折射定律和反射定律当一束
4、光线由折射率为n的介质射向折射率为n的介质时,在分界面上,一部分光线将被反射,另一部分光线将被折射,反射光线和折射光线的传播方向将遵循反射定律和折射定律。第11页/共32页光线经界面后的传播光线经界面后的传播CABA第12页/共32页反射定律反射定律入射光线、入射点界面的法线、反射光线三者共面,入射光线与反射光线分居于法线的两侧,且入射角与反射角绝对值相等。第13页/共32页v入射光线、入射点界面的法线、折射光线三者共面,入射角I与折射角I之间满足下列关系式 v反射定律看作是折射定律中的一个特例。折射定律第14页/共32页推论光路的光路的可逆性可逆性 用射出去的光路在一定条件下可以决定射回的光
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