几何光学第二讲

40、人类法律，事物有规律，这只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克
几何光学第二讲
36、如果我们国家的法律中只有某种 神灵， 而不是 殚精竭 虑将神 灵揉进 宪法， 总体上 来说， 法律就 会更好 。—— 马克·吐 温 37、纲纪废弃之日，便是暴政兴起之 时。— —威·皮 物特
38、若是没有公众舆论的支持，法律 是丝毫 没有力 量的。 ——菲 力普斯 39、一个判例造出另一个判例，它们 迅速累 聚，进 而变成 法律。 ——朱 尼厄斯

符号规则，修改一条：
像距 s 及焦距 f 也以在A
之左为正（实为正）。
在折射的公式中，将s
P y
和 f 分别换成－s 和 － P Q
f 即得现在的公式。
也可仅让 n = －n 即可。
此时 F和 F 两个焦点重合
11 2

s' s 2019/10/28
r
f f 'r 2
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4
1.3 等光程面
给定两点Q和Q‘，若有这样的一个曲面，凡是从Q出发
经它反射或折射后达到Q‘的光线都是等光程的曲面。
• （1） 反射等光程面
平面镜 对任何物点都是等光程面
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5
(2) 其他的反射等光程面都是 旋转二次曲面
旋转椭球面：两焦点共轭，皆实或皆虚。 可用于聚光，极特殊情况用于成像。
n
C
s

M hO
P s' d
r
16
2.6 傍轴物点成像
P
n n
y
Q
i
A
C
i
s
s'

物高和像高的符号法则：
Q'
y P

若 P或 P' 点在光轴上方，则 y 0 或 y' 0 若 P或 P' 点在光轴下方，则 y 0 或 y' 0
轴外共轭点的旁轴条件： y2,y'2s2,s'2,r2
若 nn'
则： f f '
1
(nL 1)(1 1)
若 nn'1n r1 r2
则： f f '
1

三、傍轴物点成像与横向放大率
第
二 章
PΠ
n
n’
Q
几
i
C
A
i’
Q’
-y’ P’
何
s
Σ
s’
Π’
光
学
傍轴条件：y 2 , y2 s 2 ,s2 ,r 2
成
像
对于折射球面： V y ns y ns
讨论放大率的正负 与像的虚实
对于反射球面： V y s ys
四、逐次成像
第 二
n1
n3 n2
章
二
折射面的曲 5.7mm 网膜的曲率 9.8mm
率半径R
半径R’
章
物方焦距f -17.1mm 像方焦距f ’ 22.8mm
几
何
人眼的调节功能
光
1、改变眼睛的焦距使距离不同的物体都能在视网
学
膜上形成清晰的像，这个过程称为眼睛的调节。
成
像
眼睛能看清的最远点称为远点（无穷远）；
眼睛能看清的最近点称为近点（25cm）。
之，高度y（y’）<0。
（5）图示中的各个量均为正值。
第
第二节 共轴球面组傍轴成像
二
一、光在单个球面上的折射
章 几 何
nl A
P
Oφ
s
r
B
l’ C s’
P’ n’
光 学
1
l r 2 r s2 2rr scos 2
成
1
l r 2 s r 2 2rs r cos 2
像
由费马原理可得：
像
和像方主点重合的。
四、惠更斯目镜与冉斯登目镜
第 二
1、惠更斯目镜

几何光学 以光的直线传播为基础，采用几何方法研究 光在透明介质中的传播问题。
其基础是光学 现代光学
波动光学：
以光的波动性为基础， 光的传播及其规律。
研
究
量子光学：以光和物质相互作用时所显示
出的粒子性为基础，研究光的
一系列规律。
非线性光学 集成光学
信息光学
统计光学
激光光谱学 ……….
Ai
n1
相应于折射角为90°的入射角。
sin A n2 n1
（n1＞n2）
旋转反射镜
全反射：当入射角 i 大于临界角 A时，将不会出现
折射光，入射光的能量全部反射回原来介质的现象。
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全反射的应用
光学纤维的光路
内窥镜
12
12
16.2 共轴理想光学系统的成像
一、光程
光在均匀介质走过的几何路程 r 与介 即： l = nr
入射光线、反射面的法线和
反射光线三者处在同一平面上， 入射光线和反射光线分居于入射 点界面法线的两侧，入射角等于 反射角。
i i'
en
S i i' R
界面

光的反射
光路可逆性原理
漫反射
8
4、折射定律
入射光线、折射光线和分界
面的法线en三者同处在一个平面
上，入射角i 和折射角 有下述关
系：
sin i
dL

n
1
(a2

x
2

)
1 2
(2x)

n
1
[b2

(d

x)2

]
1 2
2(d

x)(1)