几何光学课件.ppt

幾何光學的基本原理（BasicPrinciplesofGeometricalOptics）光在平面介面上的反射和折射（ReflectionandRefractionoflightonplane）光在平面上的反射據反射定律，，通過幾何關係可以證明所有反射光線的反向延長線均交於P’點，P’是P的虛像。光通過平面反射仍保持單心性（唯一情況）.，i1i1’i2i2’N’P’PN光在平面介面上的反射和折射（ReflectionandRefractionoflightonplane）光在平面上的折射折射線A1B1和A2B2反向延長後xy交於P1、P2點。交於P’點,再與y軸光在平面介面上的反射和折射（ReflectionandRefractionoflightonplane）光在平面上的折射P1(0,y1)：P2(0,y2)：P’(x’,y’)：,光源P（0，y）確定後，P1、P2點的位置隨入射點A（x，0）的位置而變。光在平面介面上的反射和折射（ReflectionandRefractionoflightonplane）光在平面上的折射光束PA1A2內的其他光線的折射線反向延（弧矢焦線Sagittalfocalline）.將平面光束PA1A2繞oy軸轉過一個小角度時，P’線劃出一段垂直紙面的弧線（子午焦線Meridionfocalline）.這兩條互相垂直的焦線是一個曲面的兩個曲率中心的軌跡，折射波—非球面波—非單心光束—像散（astigmation）.長後，均交於P’點後，與y軸的交點落在內光在平面介面上的反射和折射（ReflectionandRefractionoflightonplane）光在平面上的折射y’為像似深度。垂直入射時，平行光束經折射後仍為平行光束，像和物均在無窮遠處。入射角越大，像散越嚴重。光在平面介面上的反射和折射（ReflectionandRefractionoflightonplane）全反射（totalreflection）介面兩邊介質折射率不同時，n小—光疏介質（opticallythinnermedium），n大—光密介質（opticallythickermedium）.光由光密介質光疏介質時，入射角，折射角=90°;時，全反射。臨界角（criticalangle）玻璃，空氣，此時=42°.光在平面介面上的反射和折射（ReflectionandRefractionoflightonplane）全反射（totalreflection）全反射的應用——光學纖維（opticalfibre）在圓錐體（頂角為i）內雙層透明材料組成纖維的入射光線均能通過光纖。光在平面介面上的反射和折射（ReflectionandRefractionoflightonplane）全反射（totalreflection）光在平面介面上的反射和折射（ReflectionandRefractionoflightonplane）全反射（totalreflection）全反射的應用——光學纖維（opticalfibre）空氣中的纖維，，欲使i大，須n1和n2的差值大。內窺鏡、光導通訊……光在平面介面上的反射和折射（ReflectionandRefractionoflightonplane）棱鏡（Prism）A——折射棱角，偏向角，當時，得最小偏向角(angleofminimumdeviation)此時的折射角，棱鏡的折射率可由測得的最小偏向角求出：光在平面介面上的反射和折射（ReflectionandRefractionoflightonplane）棱鏡（Prism）