《普通物理学》课程教学资源（PPT课件）第十二章 几何光学 12-1 几何光学简介

*§12-1几何光学简介 用几何方法简便地研究某些光学现象 让美下觉返司速此

上页 下页 返回 退出 *§12-1 几何光学简介 用几何方法简便地研究某些光学现象

一、光的传播规律 1.三条实验定律 (1)光的直线传播定律 (2)光的独立传播定律 (3)光的反射定律和折射定律 法线 入射线 反射线 介质1n 介质2n2 折射线 让美子意道可退此

上页 下页 返回 退出 一、光的传播规律 1.三条实验定律 （1）光的直线传播定律 （2）光的独立传播定律 （3）光的反射定律和折射定律 入射线 反射线 法线 折射线 i i r 介质1 1 n 介质2 2 n

实验结果： ①入射光线、反射光线、折射光线在界面和法线 确定的平面内。 ②反射角等于入射角 '=i ③入射角与折射角的正弦值比与介质相对折射率有关 sin 2=n21 sini, n n sini=n sinr 让美下觉返同速

上页 下页 返回 退出 实验结果： ①入射光线、反射光线、折射光线在界面和法线 确定的平面内。 ②反射角等于入射角 i i  = ③入射角与折射角的正弦值比与介质相对折射率有关 1 2 n i n r sin sin = 1 2 21 2 1 sin sin i n n i n = =

2.光路可逆原理 光线方向反转时，光将沿同一路径而逆向传播

上页 下页 返回 退出 2.光路可逆原理 光线方向反转时，光将沿同一路径而逆向传播

3.费马原理 入 真直 介质2 介质折射率n与光经过的几何路程的乘积为光程 光在传播过程中总是沿着光程最短的路径传播 B dl=极值 让美觉返司退

上页 下页 返回 退出 3.费马原理 光在传播过程中总是沿着光程最短的路径传播 介质折射率n与光经过的几何路程l的乘积为光程 B A n l =  d 极值

B 由费马原理推导反射定律 光线APB从A经界面反射后射向B I=nva+x+nb+(d-x) dl 根据费马原理 =0 X d-x 可得 Va2+x2 Vb2+(d-x)2 sini=sin'〉i=i' 让贰下觉返回退此

上页 下页 返回 退出 d P 由费马原理推导反射定律 A B i i a x b 光线APB从A经界面反射后射向B 2 2 2 2 l n a x n b d x = + + + − ( ) 根据费马原理 0 l x = d d 可得 2 2 2 2 ( ) x d x a x b d x − = + + − sin sin i i =  i i = 

二、全反射 光束从折射率大的介质射到折射率小的介质时折射角 大于入射角。 n2>n1 临界角i。:r=90°时的入射角 可得 三 arcsin n 让文不美蕴回蕴以

上页 下页 返回 退出 S 二、全反射 光束从折射率大的介质射到折射率小的介质时折射角 大于入射角。 2 n 1 n 2 1 n n  r c i 临界角 i c ： r = 90 时的入射角 可得 2 1 arcsin n i n c =

应用 正意子元道回退此

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三、光在平面上的反射和折射 1.平面镜 所成虚像 让美觉返司退

上页 下页 返回 退出 三、光在平面上的反射和折射 1.平面镜 所成虚像

2.三棱镜 A Q 偏向角： 出射光线与入射光线的夹角 6=i+r'-0 对于一定的值，偏向角有一最小值δmm, 最小偏向角 条件：i=r'或 '=r sin u+δmin 可求得折射率n= 2 sin- 2 让意不家返回退

上页 下页 返回 退出 2.三棱镜 r   i r i  A B C 偏向角： 出射光线与入射光线的夹角   = + − i r 对于一定的i值，偏向角有一最小值  min ，最小偏向角 条件： i r i r = =   或 可求得折射率 min sin 2 sin 2 n      +     =