第10章_几何光学精选PPT.ppt

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1、第10章_几何光学2022/10/6几何光学几何光学第1页，此课件共20页哦2022/10/6几何光学几何光学一、几何光学基本定律一、几何光学基本定律1.1.直线传播定律直线传播定律光在光在均匀介质均匀介质中直线传播中直线传播.2.2.反射定律反射定律3.3.折射定律折射定律（入射面）（入射面）第2页，此课件共20页哦2022/10/6几何光学几何光学4.4.费马原理费马原理（最小时间原理）（最小时间原理）光沿着光程极值的方向传播。光沿着光程极值的方向传播。用费马原理可以导出反射定律：用费马原理可以导出反射定律：第3页，此课件共20页哦2022/10/6几何光学几何光学 用费马原理可以导出折射

2、定律：用费马原理可以导出折射定律：费马原理可以由电磁理论加以证明费马原理可以由电磁理论加以证明.第4页，此课件共20页哦2022/10/6几何光学几何光学5.5.全内反射全内反射光纤光纤芯线，包层，由两种介质构成同轴圆柱体，常用于通信芯线，包层，由两种介质构成同轴圆柱体，常用于通信 光纤束成像，内窥镜，光纤传感器，空间温度压力传感器光纤束成像，内窥镜，光纤传感器，空间温度压力传感器 当光从光密介质当光从光密介质n n1 1进入光疏介质进入光疏介质n n2 2，入射角，入射角 临界临界角角c c 时，出现全反射。时，出现全反射。第5页，此课件共20页哦2022/10/6几何光学几何光学n nin

3、sideinsiden noutsideoutsidenoutside ninside 第6页，此课件共20页哦2022/10/6几何光学几何光学第7页，此课件共20页哦2022/10/6几何光学几何光学二、光学成像二、光学成像1.1.平面镜反射成像平面镜反射成像P是光源是光源P的像的像第8页，此课件共20页哦2022/10/6几何光学几何光学OCIavSRS2.2.球面镜反射成像球面镜反射成像对近轴光线有：对近轴光线有：对凹、凸球面镜有：对凹、凸球面镜有：第9页，此课件共20页哦2022/10/6几何光学几何光学3.3.作图法作图法（1 1）光线平行于光轴，经透镜折射后，透射光经过透镜第二焦

4、点。）光线平行于光轴，经透镜折射后，透射光经过透镜第二焦点。（2 2）光线（延长线）通过焦点经透镜折射后，透射光平行于光轴。）光线（延长线）通过焦点经透镜折射后，透射光平行于光轴。（3 3）光线通过光心，经透镜透射后，沿原路直射。）光线通过光心，经透镜透射后，沿原路直射。对于正透镜，任意两条光线相交得到像点，对于负透镜，发散的折射光对于正透镜，任意两条光线相交得到像点，对于负透镜，发散的折射光线反向延长线相交后得到像点。线反向延长线相交后得到像点。第10页，此课件共20页哦2022/10/6几何光学几何光学4.4.符号法则符号法则1物距物距：物与入射光线在界面的同侧，：物与入射光线在界面的同侧

5、，S为正，实物；反之，为正，实物；反之，S为负，为负，虚物。虚物。2像距像距：像与出射光线在界面的同侧，：像与出射光线在界面的同侧，S为正，实像；反之，为正，实像；反之，S为负，虚像。为负，虚像。3曲率半径曲率半径R、焦距、焦距 f：曲率中心：曲率中心C与出射光线在界面的同侧，与出射光线在界面的同侧，R、f为正为正(如：如：凹球面镜凹球面镜)，反之为负，反之为负(如：如：凸球面镜凸球面镜)。4垂直于光轴的横向线段垂直于光轴的横向线段：光轴上方为正，光轴下方为负。：光轴上方为正，光轴下方为负。第11页，此课件共20页哦2022/10/6几何光学几何光学三、薄透镜三、薄透镜薄透镜公式：薄透镜公式：

6、凸透镜：正透镜，会聚透镜，凸透镜：正透镜，会聚透镜，f 取正值取正值凹透镜：负透镜，发散透镜，凹透镜：负透镜，发散透镜，f 取负值取负值横向放大率：横向放大率：第12页，此课件共20页哦2022/10/6几何光学几何光学例例1：一凸球面镜，半径一凸球面镜，半径40cm。如果物距为。如果物距为(1)30cm；(2)60cm，试求：，试求：虚虚像的像距像的像距 及横向放大率及横向放大率m；像是正的还是倒的？；像是正的还是倒的？解：解：(1)(2)像是正的像是正的像是正的像是正的第13页，此课件共20页哦2022/10/6几何光学几何光学例例2：一凹球面镜，半径一凹球面镜，半径60cm。如果物距为。

7、如果物距为(1)90cm；(2)20cm，试求：，试求：像像距距 及横向放大率及横向放大率m；像是实像还是虚像？正的还是倒的？放大还是缩；像是实像还是虚像？正的还是倒的？放大还是缩小小？解：解：(1)(2)像是倒立的缩小的实像像是倒立的缩小的实像像是正立的放大的虚像像是正立的放大的虚像第14页，此课件共20页哦2022/10/6几何光学几何光学例例3：一正透镜，焦距一正透镜，焦距f20cm，如果物距，如果物距S为为(1)40cm；(2)20cm；(3)10cm，试求：，试求：像距像距 及横向放大率及横向放大率m；像是实像还是虚像？正的还是倒；像是实像还是虚像？正的还是倒的？的？解：解：(1)(

8、2)成像于无穷远成像于无穷远像是倒立的实像像是倒立的实像(3)像是正立的放大的虚像像是正立的放大的虚像第15页，此课件共20页哦2022/10/6几何光学几何光学例例10-3：两个薄透镜同轴放置，相距两个薄透镜同轴放置，相距 d=26cm。置于左侧的凸透镜焦距。置于左侧的凸透镜焦距 f1=12.6cm，置于右侧的凹透镜的焦距，置于右侧的凹透镜的焦距 f 2=-34cm。现有物体位于凸透镜左侧。现有物体位于凸透镜左侧18cm处，求该光学系统最后所形成的像的位置。处，求该光学系统最后所形成的像的位置。解：解：(逐步成像法逐步成像法)第一次成像：第一次成像：第二次成像：第二次成像：（入射光与物在折射

9、面异侧，为虚物，（入射光与物在折射面异侧，为虚物，S2为负）为负）为倒立的实像为倒立的实像（像与出射光物同侧）（像与出射光物同侧）第16页，此课件共20页哦2022/10/6几何光学几何光学四、光学器件四、光学器件1 1.放大镜放大镜凸透镜是最简单的放大镜，用于放大物对人眼的张角。凸透镜是最简单的放大镜，用于放大物对人眼的张角。人眼的近点约在距眼睛人眼的近点约在距眼睛25cm处处明视距离明视距离角放大率角放大率第17页，此课件共20页哦2022/10/6几何光学几何光学2.2.显微镜显微镜可获得较大的放大率以观察微小物体的双会聚透镜系统。可获得较大的放大率以观察微小物体的双会聚透镜系统。其中物镜横向放大率其中物镜横向放大率故有，显微镜放大率故有，显微镜放大率第18页，此课件共20页哦2022/10/6几何光学几何光学3.3.望远镜望远镜 物镜第二焦点物镜第二焦点F2与目镜第一焦点与目镜第一焦点F1重合。远处物体的平行重合。远处物体的平行光线经物镜在焦点光线经物镜在焦点F2处成倒立实像，经目镜后于无限远处处成倒立实像，经目镜后于无限远处成倒立虚像。成倒立虚像。角放大率角放大率第19页，此课件共20页哦2022/10/6几何光学几何光学作业：作业：101 102 104第20页，此课件共20页哦