第3章 几何光学的基本原理.ppt

第三章;几何光学——撇开光的波动本性，以几何定律和某些实验定律为基础的光学称为～或光线光学。;费马原理是几何光学的基本原理。;可以证明：实际中最常见的是极小值。;§3.3 单心光束 实像和虚像 Monocentric Bundle， Real image and Virtual image;在各向同性均匀介质中，同心光束与球面波相对应； 发光点在无穷远的同心光束，与平面波相对应．;在各向同性的均匀介质中，象散光束与非球面高 次曲面波相对应．;3.;实物成实像;（3）;（4）;（5）;§3.4 光在平面界面上的反射和折射 光纤和棱镜;例：水深度为60cm处有一个青蛙，在水面上方看到的青蛙上升了多少cm?;光纤在使用过程中为了防止光能进入包层（n2），光 纤的弯曲也不能太大。;由上式，在实验中只要测出最小偏向角，就可以计算 出棱镜材料的折射率。;一、符号规则(sign convention)（笛卡尔坐标规则）;3. 所有量用绝对值表示----全正表示。;M;二、球面反射对光束单心性的破坏;;绝对值;§3-6 光连续在几个球面上的折射 虚物;二、逐个球面成像法;三、虚物;§3-7 薄透镜;3、有关透镜的几个概念：;二、近轴条件下薄透镜的物像公式;2、讨论：;④ 高斯公式;1、定义：;四、薄透镜作图求像法;2、主轴上的物点;利用物方焦平面;§3-8 近轴物点近轴光线成像条件 ;二、近轴物近轴光线球面反射成像;当反射点A的位置不同时，h值将不同，因而会得到不同的光程值。 若要使Q点理想成像于Q‘点，由费马原理的推论，光程必须为唯一定值， 即其光程与h无关。为此令上式中所有含h的项的系数为0，有：;⑸ 从公式推导中可看出：主轴外物点要理想成像，必须满足近轴条件： A、光线必须是近轴的； B、物点必须是近轴的。;在近轴光线和近轴物点条件下，用二项式定理展开并略去高次项得：;⑵ 由上述公式可知：若近轴线状物垂直于主轴，则其像为线状也垂直于主 轴，满足理想成像条件。;例题:;（3）y2对凸透镜 s3=30+10=40cm f3= -20cm