中国科学技术大学：《光学》课程教学资源（PPT课件讲稿）第一章 几何光学的近轴理论

第一章几何光学的近轴理论 几何光学是关于物体所发出的光线经光学系统 后成像的理论。 ◆二.几何光学中光的物理模型 ◆光线:任意一点可以向任一方向发出直线,称为光 线。光的直线传播、反射和折射都可以用直线段及 其方向的改变表示 ◆几何光学是关于光的唯象理论。 ◆对于光线,是无法从物理上定义其速度的 ◆在几何光学领域,也无法定义诸如波长、频率、能 量等物理量

第一章 几何光学的近轴理论  一．几何光学是关于物体所发出的光线经光学系统 后成像的理论。  二．几何光学中光的物理模型  光线：任意一点可以向任一方向发出直线，称为光 线。光的直线传播、反射和折射都可以用直线段及 其方向的改变表示。  几何光学是关于光的唯象理论。  对于光线，是无法从物理上定义其速度的。  在几何光学领域，也无法定义诸如波长、频率、能 量等物理量

几何光学的实验定律 ●1.光的直线传播定律 ◆在均匀媒质中,光沿直线传播

 三．几何光学的实验定律  1． 光的直线传播定律  在均匀媒质中，光沿直线传播。 P Q

◆2.光的反射律 挡 板 观察者(接收器) 物 平面镜

 2． 光的反射律 物 观察者（接收器） 平面镜 挡 板

反射光在入射面内 入射面 界面

i = i 反射光在入射面内 界面 i i 入射面 n 

光的反射定律 ◆1、反射光在入射面内 ◆2、反射角等于入射角

光的反射定律  1、反射光在入射面内  2、反射角等于入射角

◆3、光的折射定律 sin 4/sin L, 与两种介质有关 介质1 分界面 像 介质2 物

 3、光的折射定律 介质2 介质1 分界面 物 像 1 i 2 i 1 2 sin i /sin i 只与两种介质有关

折射光在入射面内 入射面 1 界面 n1smi1=n,SmL2 Snell定律

1 i 1 i 2 i 1 1 2 2 n sin i = n sin i 折射光在入射面内 Snell定律 界面 入射面 n 

◆4、光路可逆原理

 4、光路可逆原理

●光线如果沿原来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。 如果物点Q发出的光线经光学系统后在 Q点成像,则Q点发出的光线经同一系统 后必然会在Q点成像。即物像之间是共轭 的 Q

 光线如果沿原来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。 如果物点Q发出的光线经光学系统后在 Q‘点成像，则Q’点发出的光线经同一系统 后必然会在Q点成像。即物像之间是共轭 的。 Q Q’

四. Fermat原理 光实际传播的路径,是与介质有关的

四．Fermat 原理 P Q 光实际传播的路径，是与介质有关的