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光学加工基础知识§1光学玻璃基本知识一.基本分类和概念光学材料分类：光学玻璃、光学晶体、光学塑料三类。

玻璃的定义：不论化学成分和固化温度范围如何，一切由熔体过冷却所得的无定形体，由于粘度逐渐增加而具有固体的机械性质的，均称为玻璃。

光学玻璃分为冕牌K和火石F两大类，火石玻璃比冕牌玻璃具有较大的折射率nd和较小的色散系数vd。

二.光学玻璃熔制过程将配合料经过高温加热,形成均匀的，高品质的，并符合成型要求的玻璃液的过程,称玻璃的熔制。

玻璃的熔制，是玻璃生产中很重要的环节.，玻璃的许多缺陷都是在熔制过程中造成的, 玻璃的产量、质量、生产成本、动力消耗、熔炉寿命等都与玻璃的熔制有密切关系。

混合料加热过程发生的变化有:物理过程-----配合料的加热，吸附水的蒸发，单组分的熔融，个别组分挥发.某些组分的多晶转变。

化学过程-----固相反应，盐的分解，水化物分解，结晶水的排除，组分间的作用反应及硅酸盐的形成。

物理化学过程-----低共熔物的组分和生成物间相互溶解,玻璃与炉气介质，耐火材料相互作用等。

上述这些现象的发生过程与温度和配合料的组成性质有关.对于玻璃熔制的过程,由于在高温下的反应很复杂,尚待充分了解,但大致可分为以下几个阶段。

1.加料过程-----硅酸盐的形成2.熔化过程-----玻璃形成3.澄清过程-----消除气泡4.均化过程------消除条纹5.降温过程-------调节粘度6.出料成型过程总之,玻璃熔制的每个阶段各有其特点,同时,它们又是彼此互相密切联系和相互影响的.在实际熔制中,常常是同时或交错进行的,这主要取决于熔制的工艺制度和玻璃窑炉结构特点。

三.玻璃材料性能1．折射率nd、色散系数vd根据折射率和色散系数与标准数值的允许差值，光学玻璃可以分为五类表1-1：折射率和色散系数与标准数值的允许差值2.光学均匀性光学均匀性指同一块玻璃中折射率的渐变。

玻璃直径或边长不大于150mm，用鉴别率比值法玻璃分类如表1-2。

光学基础知识光学，作为物理学的一个分支，研究光线的传播、反射、折射以及与物质的相互作用等现象。

它是现代科技与生活中不可或缺的一部分。

本文将从光的特性、光的传播、光的反射与折射以及光的色散等方面，对光学基础知识进行探讨和介绍。

一、光的特性光是一种电磁波，具有无质量、无电荷、无形状、无味道和无颜色等特性。

光的波动性和粒子性共同组成了光的本质。

根据波粒二象性理论，光既可被看作是一种电磁波，也可被看作是由光子组成的一种粒子。

光具有波长、频率、速度和能量等基本性质。

二、光的传播光在真空中的传播速度是一个常数，即光速。

根据实验测量，光速的数值约为每秒299,792,458米。

光在介质中的传播速度则会因介质的不同而有所变化。

光的传播满足直线传播的几何光学原理，光线在相同介质中的传播路径是沿着最短时间的路径传播，而在不同介质中会发生折射。

三、光的反射与折射当光线遇到一个光滑的表面时，一部分光线返回原来的介质中，这种现象称为光的反射。

光的反射符合反射定律，即入射角等于反射角。

根据反射定律可以解释镜子的成像原理以及光的反射现象。

光在从一种介质传播到另一种介质时，会发生偏转的现象，这种现象称为光的折射。

光的折射符合折射定律，即入射角的正弦与折射角的正弦之比等于两种介质的折射率之比。

不同介质的折射率不同，所以光在不同介质中的传播路径也不同。

四、光的色散光的色散是指光在透明介质中不同波长的光具有不同的折射率，因此沿着不同的路径传播，导致光的分离现象。

这是由介质的折射率与波长的关系所决定的。

对于自然光，其颜色是由不同波长的光波组成的。

当自然光经过介质时，不同波长的光波会发生不同程度的折射，造成光的分离。

这就是我们所熟知的光的折射现象，如光的折射在水中出现的折射率较大，使得看到的物体发生畸变。

五、光学应用光学作为一门应用广泛的科学，其在日常生活和科技领域中有着重要的应用。

在光学领域，光的折射原理被广泛用于镜片、透镜、眼镜等光学器件的设计与制造上。

第一章 光学基础知识肉眼能感觉到的光称为可见光，它来自各种自然光源和人造光源。

光实质是电磁波，可见光的电磁波波长在380nm ～760nm 之间。

研究可见光的物理现象有：1、光是直线传播的：人影、小孔成像、木工观察平面直不直时都是该现象的验证；2、光是独立传播的；3、光路是可逆的；4、光到达两个介质的介面时，光要产生反射和折射。

第一节 光的反射和球面镜成像一、光的反射当光线投射到两种介质的分界面上时，一部分光线改变了传播方向，返回第一媒质里继续传播，这种现象称为光的反射。

自然界的反射分为：漫反射（不规则反射） 镜面反射（规则反射）当介质的分界面（反射面）粗糙凹凸不平时，即使入射光线是平行的，反射光线并不平行，这种反射称为漫反射（不规则反射）。

当介质的分界面（反射面）光滑平整时，入射光是平行的，反射光仍然平行的反射，称为镜面反射（规则反射）。

二、反射定律1、反射光线在入射光线与法线所决定的平面内，反射光与入射光线分居在法线两侧；2、反射角等于入射角：i 1＝i 2 。

i 1i 2入射角法线反射角入射光线反射光线入射点三、平面镜成像像的性质：①虚像②正立③等大根据等大的性质，可以证明AO＝A′O当验光室长度尺寸达不到国家规定的5米－6米的距离时，可以利用反射镜成像的原理，将长度尺寸压缩一半。

四、球面镜成像镜的反射面为球面的一部分称做球面镜反射面为球形的凹面——凹面镜反射面为球形有凸面——凸面镜1、凹面镜的成像：凸面镜A镜面的几何中心点O ，称镜面的顶点。

镜面的曲率中心C ，称镜面的球心。

过球心与顶点的连线——称为主光轴，简称为主轴。

当一束平行于主轴的光线入射，经凹面镜反射后相交于镜前主轴上的一点F ，F 点称为焦点。

焦距到顶点的距离FO 称为焦距，用f 表示。

可以证明：f = r 为曲率半径求凹面镜的成像问题（已知物体位置，求像的位置），可以用二种办法解决。

①公式计算法如图，假设物体AB ，离凹面镜距离（物距）S ；像A ′B ′，离凹面镜距离（像距）S ′；则有如下等式：－ ＋ ＝符号规则：a 、 入射光线自左向右为正，反之为负；反射光线自右向左为正，反之为负；b 、物坐标以球面镜顶点为原点，向右为正，向左为负；c 、 像、曲率中心和焦点的坐标也以球面镜顶点为原点，向左为正，向右为负；d 、物点和像点在主轴上方时，其坐标为正，反之为负；e 、 图中要表示长度字母时，若要表示负数，应在其前加以负号。