光学基础知识经典.ppt
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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。
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1-2.1类或2类还应测星点.玻璃直径或边长大于150mm,称大块光学玻璃,根据玻璃各部位间折射率微差值最大值Δnmax分类。
课件•光学基础知识•透镜及其应用•光的色散与光谱目录•光的干涉与衍射•光学仪器与使用•光学实验与探究光学基础知识光是一种电磁波光的传播速度光的传播路径030201光的本质与传播光源与光线光源能够自行发光的物体称为光源。
如太阳、电灯等。
光线为了形象地表示光的传播路径和方向,我们通常用一条带箭头的直线来表示光线。
箭头指向表示光的传播方向。
光线的分类根据光源和光线的特点,可以将光线分为平行光线、发散光线和会聚光线等。
光的直线传播光沿直线传播的条件01光沿直线传播的现象02光沿直线传播的应用03光的反射与折射光的反射光的折射反射与折射的应用透镜及其应用透镜的种类与性质凸透镜凹透镜透镜的焦点和焦距凸透镜成像规律当物体为实物时,成正立、缩小的虚像,像和物在同一侧。
当物体为虚物,凹透镜到虚物的距离为一倍焦距(指绝对值)以内时,成正立、放大的实像,像与物在透镜的同侧。
当物体为虚物,凹透镜到虚物的距离为一倍焦距(指绝对值)时,成像于无穷远。
当物体为虚物,凹透镜到虚物的距离为一倍焦距以外两倍焦距以内(均指绝对值)时,成倒立、放大的虚像,像与物在透镜的异侧。
当物体为虚物,凹透镜到虚物的距离为两倍焦距(指绝对值)时,成与物体同样大小的虚像,在透镜异侧。
凹透镜成像规律老花眼镜利用凸透镜对光线的会聚作用制成的。
利用凹透镜对光线的发散作用制成的。
放大镜利用凸透镜成正立、放大的虚像的原理制成的。
照相机利用凸透镜成像规律中物距大投影仪立、放大的实像的原理制成的。
透镜在生活中的应用光的色散与光谱光的色散现象光的色散现象原理光的色散现象定义不同颜色的光在介质中的折射率不同,因此当复色光通过棱镜等介质时,会被分解为不同颜色的单色光。
光的色散现象实例光谱的分类根据产生方式不同,光谱可分为发射光谱、吸收光谱和反射光谱等。
光谱的概念光谱是复色光经过色散系统(如棱镜、光栅)分光后,被色散开的单色光按波长(或频率)大小而依次排列的图案。
光谱的特点不同元素或化合物在特定条件下产生的光谱具有特征性,因此光谱分析在化学、物理等领域具有广泛应用。