幾何光學(xué)ppt

1、第十一章 光 學(xué) optics,§11-1 相干光 §11-2 楊氏雙縫干涉 勞埃德鏡 §11-3 光程 薄膜干涉

2、 §11-4 劈尖 牛頓環(huán) §11-5 邁克耳孫干涉儀 時間相干性 §11-6 光的衍射 §11-7 單縫衍射,理學(xué)院 物理系,,2024年3月20日星期三,第十一章 光 學(xué),§11-8 圓孔衍射 光學(xué)儀器的分辨本領(lǐng)

3、 §11-9 衍射光柵 §11-10 光的偏振性 馬呂斯定律 §11-11 反射光和折射光的偏振 §11-12 雙折射 §11-14 幾何光學(xué),理學(xué)院 物理系,,2024年3月20日星期三,1704年,1690年,1801年,1

4、808年,1816年,1865年,1900年,1905年,微粒說,波動說,干涉現(xiàn)象,偏振現(xiàn)象,衍射現(xiàn)象,電磁理論,量子,光量子,I Newton,C Huygens,T Young,E L Malus,A J Fresnel,J C Maxwell,M Planck,A Einstein,2024年3月20日星期三,,理論體系,經(jīng)典光學(xué),,幾何光學(xué),以光的直線傳播為基礎(chǔ)，研究光在透明介質(zhì)中的傳播問題.,波動光學(xué),以光的波動性為基礎(chǔ)，研究

5、光的傳播及其規(guī)律.,量子光學(xué),以光和物質(zhì)相互作用時所顯示出的粒子性為基礎(chǔ)，研究光的一系列規(guī)律.,現(xiàn)代光學(xué),,激光原理及應(yīng)用,傅立葉光學(xué) 全息光學(xué),光譜學(xué),非線性光學(xué),§11-14 幾何光學(xué),一 幾何光學(xué)基本定律,2024年3月20日星期三,1 光的直線傳播定律,光在均勻介質(zhì)里沿直線傳播,2 光的反射折射定律,n12 相對折射率,n1、n2 絕對折射率,,,,法線,分界面,入射光,,折射光,反射光,折射定律（斯涅

6、耳定律）,2024年3月20日星期三,反射定律,2024年3月20日星期三,白光通過三棱鏡，折射時將各波長的光分散形成光譜，稱色散.,折射率也與光波波長有關(guān),同一種介質(zhì)，長波的折射率小，短波的折射率大,幾種常用介質(zhì)的折射率,2024年3月20日星期三,光密介質(zhì),光疏介質(zhì),2024年3月20日星期三,3 光的獨(dú)立傳播定律和光路可逆性原理,,,,,,,光密介質(zhì)（n1）,光疏介質(zhì)（n2）,,入射角 i1 ≥ ic,臨界角,2024年3

7、月20日星期三,4 全反射,2024年3月20日星期三,全反射的應(yīng)用：,利用三棱鏡，可以(a)改變路徑的方向，(b)使看到的物體變?yōu)榈沽ⅲ?c)同時改變路徑的方向和使像變?yōu)榈沽?,潛水望遠(yuǎn)鏡利用兩個三棱鏡來改變光線的行進(jìn)方向，形成正立的像.,2024年3月20日星期三,全反射的應(yīng)用：,內(nèi)窺鏡,2024年3月20日星期三,二 光在平面上的反射、折射成像,1 平面的反射成像,,,,,,,,2024年3月20日星期三,2 平面的折射成

8、像,,Q,2024年3月20日星期三,2024年3月20日星期三,三 光在球面上的反射、折射成像,1 基本概念和符號規(guī)定,同心光束：各光線本身或其延長線交于同一點(diǎn)的光束。,發(fā)散同心光束,會聚同心光束,2024年3月20日星期三,實(shí)物成實(shí)像,實(shí)物成虛像,虛物成實(shí)像,實(shí)像：會聚,實(shí)物：發(fā)散,虛物：會聚,虛像：發(fā)散,2024年3月20日星期三,光軸,頂點(diǎn),光軸：若光學(xué)系統(tǒng)由球面組成，各球心的連線在一條直線上，則稱為共軸球面系統(tǒng)，這條直線

9、為該光學(xué)系統(tǒng)的光軸QQ ′ 。,C為曲率中心，r為曲率半徑，p為物距，p′為像距,2024年3月20日星期三,物距、像距、曲率半徑和焦距的正負(fù)號規(guī)定：,物距p：物體在A區(qū)為正（實(shí)物）；物體在A區(qū)對面為負(fù)（虛物）,像距p′：像在B區(qū)為正（實(shí)像）；像在B區(qū)對面為負(fù)（虛像）,A區(qū)：光線發(fā)出的區(qū) B區(qū)：光線通過的區(qū),以反射面（或折射面）為界，將空間分為兩個區(qū),焦距f：焦點(diǎn)在B區(qū)為正；焦點(diǎn)在B區(qū)對面為負(fù),曲率半徑r：曲率

10、中心在B區(qū)為正；曲率中心在B區(qū)對面為負(fù),2024年3月20日星期三,h,δ,2 球面鏡的反射成像,2024年3月20日星期三,焦距,成像公式,2024年3月20日星期三,近軸光線的作圖法,2024年3月20日星期三,（1）平行于主光軸的光線：它的反射線比通過焦點(diǎn)（凹球面）或其反射線的延長線通過焦點(diǎn)（凸球面）,（2）通過曲率中心的光線：它的反射線和入射線是同一條直線而方向相反,（3）通過焦點(diǎn)的光線或入射線的延長線通過焦點(diǎn)的光線：它的反射

11、線平行于主光軸,2024年3月20日星期三,凸面鏡的反射成像,2024年3月20日星期三,2024年3月20日星期三,3 球面上的折射成像,成像公式,像方焦距,物方焦距,2024年3月20日星期三,4 橫向放大率,定義,V >0,像正立,V <0,像倒立,2024年3月20日星期三,球面反射,球面折射,中央部分比邊緣部分厚的透鏡,凹凸透鏡,平凸透鏡,雙凸透鏡,平凸透鏡,凹凸透鏡,凸透鏡,（會聚）,2024年3月20日星

12、期三,四 薄透鏡,由兩個折射曲面為界面組成的透明光具組,凹凸透鏡,平凹透鏡,雙凹透鏡,平凹透鏡,凹凸透鏡,凹透鏡,（發(fā)散）,2024年3月20日星期三,中央部分比邊緣部分薄的透鏡,1 薄透鏡成像公式,2024年3月20日星期三,對于第一個折射球面,對于第二個折射球面,薄透鏡成像公式一般形式,像方焦距,,,,,,(,i,i´,),M,,,Q,Q1,O,n0,,,,,,,p,ni,Q2,,,d,,,p2´,p1

13、80;,,nL,2024年3月20日星期三,如果,如果,物方焦距,,,,,,(,i,i´,),M,,,Q,Q1,O,n0,,,,,,,p,ni,Q2,,,d,,,p2´,p1´,,nL,,2024年3月20日星期三,磨鏡者公式,,,凹透鏡成像圖,,F´,,2024年3月20日星期三,凸透鏡成像圖,,,,,,h0,,,p,F,F´,,,,f´,2024年3月20日星期三,,2

14、 薄透鏡的橫向放大率,當(dāng)ni＝no ?1,,,,,,,,,,,,,,h0,hi,,,,,,p,p´,F,F´,,,,f´,,,,,,,1,2,3,1,1,2,2,3,,,,,,,,,,,,,,,,F´,,,,,,,1,2,hi,,2,1,pI´,2024年3月20日星期三,2024年3月20日星期三,2024年3月20日星期三,五 顯微鏡、望遠(yuǎn)鏡和照相機(jī),1 顯微鏡,（a）顯微鏡成

15、像光路,2024年3月20日星期三,（b）顯微鏡的放大率,定義,物鏡的橫向放大率,其中,?為光學(xué)筒長，即物鏡與目鏡的間距,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,Fe´,Fe,Fo´,Fo,,,,?,h0,hi,（,?´,?´,（,h0´,2024年3月20日星期三,顯微鏡的視角放大率,2024年3月20日星期三,2 望遠(yuǎn)鏡,（a）望遠(yuǎn)鏡的成像光路,,,,,,,,,,,,,,,,?,