第一章几何光学 Chap.1 Geometrical Optics 主讲人：李玲教授
主讲人：李玲教 授
几何光学的 基本知识
知识点 1.几何光学的实验定律 2.几何光学的应用
1.几何光学的实验定律 (1)光的直线传播定律 (2)光的反射定律和折射定律 (3)光的独立传播定率和光路可逆原理
1. 几何光学的实验定律 (1) 光的直线传播定律 (3) 光的独立传播定率和光路可逆原理 (2) 光的反射定律和折射定律
7.几何光学的实验定律 (1)光的直线传播定律: 在均勺的各向同性的透明介质中,光沿直线传播 (2)光的反射定律和折射定律: 反射光线 入射面:入射光线和法线决定的平面 反射定律:反射光线在入射面 内,入射光线和反狲光线分居法 线两侧.入射角等于反射角: B 2 D 折射光线
n2 n1 １. 几何光学的实验定律 (1) 光的直线传播定律: 在均匀的各向同性的透明介质中，光沿直线传播. 入射面: 入射光线和法线决定的平面. 1 1 i i = 反射定律：反射光线在入射面 内. 入射光线和反射光线分居法 线两侧．入射角等于反射角: 1 i C B A 1 i 反射光线 2 D i 折射光线 (2) 光的反射定律和折射定律:
光的折射定律:入射光线和折射光线同在入射面 内入射光线和折射光线分居法线两侧且有 n, sing =n sinl2 式中 2 为两介质的折射律
1 1 2 2 n i n i sin sin = 式中 1 1 , c n v = 2 2 . c n v = 为两介质的折射律． 光的折射定律: 入射光线和折射光线同在入射面 内,入射光线和折射光线分居法线两侧,且有
(3)光的独立传播定律和光路可逆原理: 光在不太强附,传播过程中与其他光袁相遇附, 各光束相互不受影响,不改变传播方向,各自独 立传播 在反射和折射定律中,光线如果沿反射和折射方向 入射时,则相应的反射和折射光将语原来的入射光 的方向,即光路是可逆的
光在不太强时,传播过程中与其他光束相遇时, 各光束相互不受影响,不改变传播方向,各自独 立传播. (3) 光的独立传播定律和光路可逆原理 : 在反射和折射定律中，光线如果沿反射和折射方向 入射时，则相应的反射和折射光将沿原来的入射光 的方向，即光路是可逆的
小结 几何光学定律成立的条件: 1、光学糸统的尺度远大于光波的波长。 2、介质是均勺和各向同性的。 3、光强不是很大
几何光学定律成立的条件： 1．光学系统的尺度远大于光波的波长。 2．介质是均匀和各向同性的。 3．光强不是很大。 小 结
例题)在水中深度为y处有一发光点,当入射角 i较小肘,求人眼看到的像点的深度y 解:设水相对空气的折射率为∏,由折射定律有 nini =sini do: y tanG=y tanL, tan SIn l, cos i y=y tan i2 sin 2 COSL, n sin L n cOS 当入射角i较小肘y=y/n
例题 在水中深度为y处有一发光点，当入射角 i1较小时，求人眼看到的像点的深度y’ 。 1 2 y i y i tan 'tan = 解：设水相对空气的折射率为n，由折射定律有 1 2 n i i sin sin = 1 1 2 2 2 1 2 2 1 1 tan sin cos ' tan sin cos 1 sin cos i i i y y y i i i n i y n i = = − = 当入射角i1较小时 y y n ' / = 由：
2.几何光学的应用 (1)全反射棱镜 (2)光学纤维 (3)棱饶与色散
2. 几何光学的应用 （1）全反射棱镜 （2）光学纤维 （3）棱镜与色散