大学物理第十九章分解.ppt

* * § 19-5 光学器件 一、放大镜 凸透镜是最简单的放大镜，用于放大物对人眼的张角。 人眼的近点约在距眼睛25cm处——明视距离 角放大率 * * 二、显微镜 ——可获得较大的放大率以观察微小物体的双会聚透镜系统。 其中物镜横向放大率 故有，显微镜放大率 * * 三、望远镜 物镜第二焦点F2与目镜第一焦点F1′重合。远处物体的平行光线经物镜在焦点F2处成倒立实像，经目镜后于无限远处成倒立虚像。 角放大率 * * 作业： 19－3 19－6 王业伍yewuwang@ 浙江大学物理系 大学物理甲 第十九章几何光学 * * 光学：研究光的本性、光的发射、传播和吸收的规律，光和物质的相互作用。 几何光学：以光的直线传播性质为基础，研究光在透明介质中的传播。 （第19章） 波动光学：以光的波动性质为基础，研究光的干涉、衍射、偏振等现象。（第16、17、18章） 量子光学：以光的粒子性为基础，研究光和物质的相互作用。 （第20章） 光学的发展可分为三个阶段：几何光学、波动光学和量子光学。现代光学的发展已经有许多分支：激光物理、集成光学、傅立叶光学、纤维光学和非线性光学等。 * * 牛顿----微粒说：按惯性直线运动的微粒流。 惠更斯----波动说：在特殊介质中传播的机械波。 爱因斯坦----光子说：具有波粒二象性的光量子。 19世纪 波动说 光的本性 电磁波 17世纪 光的干涉、衍射和偏振 * * 19-1几何光学的基本定律 本章教学基本要求 1、了解费马原理 2、理解光学成像原理 3、理解薄透镜和其它光学器件的成像原理 * * § 19-1 几何光学的基本定律 一、几何光学的基本定律： 反射定律: 折射定律: 折射率: 直线传播定律：光在均匀介质中直线传播. 19-1几何光学的基本定律 （入射面） * * 二、费马原理（最小时间原理） 光在介质中从一点传播到另一点，总沿着光程为极值的路径传播。也就是说实际的光程为所有可能的光程中的极小值、极大值或恒定值。 光程为极值的条件相当于积分的变分为零： 19-1几何光学的基本定律 均匀介质的光程 l = nr 不均匀介质的光程 * * 反射定律: A B P d x d-x i i’ a b i i’ 19-1几何光学的基本定律 * * 折射定律: 光路可逆 19-1几何光学的基本定律 A B P a b d x i r n1 n2 i 斯涅尔定律 * * 三、全反射（ Total Internal Reflection） 19-1几何光学的基本定律 * * 光纤 19-1几何光学的基本定律 由两种同轴均匀透明介质组成，内部是折射率为n1 的圆柱体（芯线），外层是折射率为n2 的圆筒（包线） 。芯线的折射率大于包线的折射率，当光线在芯线和包线界面处的入射角大于临界角，在芯线内发生全反射，使光线由一端传输到另一端。 光纤通讯：通讯容量大、能耗小、抗干扰性强、频带宽、必威体育官网网址性好 * * 2009年的诺贝尔物理学奖授予“光在纤维中的传输以用于光学通信方面” 取得了突破性成就的高锟以及发明了半导体成像器件——电荷耦合器件(CCD) 图像传感器的博伊尔和史密斯。 1965年，经过无数实验研究，高锟发表一篇论文提出：用玻璃纤维进行长距离信息传递，将带来一场通讯事业的革命，并提出当玻璃纤维损耗率下降到20分贝/公里时，光纤通讯即可成功。他的研究为人类进入光导新纪元打开了大门。 * * 19-2 反射成像 § 19-2 反射成像 一、平面镜反射成像 虚像 * * 19-2 反射成像 傍轴（近轴）光线：与光轴靠的很近的光线 二、球面镜反射成像 P点发出的傍轴光线全部反射到P’点成为P的像 光轴：球面顶点和曲率中心的连线。 * * 二、球面镜反射成像 镜像公式 19-2 反射成像 上式中l近似为AV之间弧长 * * 焦点 平面镜 19-2 反射成像 * * 19-2 反射成像 成像公式对凸面镜也成立: * * 19-2 反射成像 符号规则 物距：物与入射光线在反射表面同侧，物距为正，反之为负。 像距：像与出射光线在反射表面同侧，像距为正，反之为负。 球面曲率半径R,焦距 f：曲率中心与出射光线在反射表面同侧， R 和f为正，反之为负。 垂直于轴的线段：由轴计起，在光轴之上为正，在光轴之下为负。 * * 19-2 反射成像 作图法 横向放大率 从Q点发出的典型光线 平行光线 过焦点的光线 球心的光线 射到顶点的光线 这些光线汇聚到Q’ 与 相似 * * 19-2 反射成像 成虚像 * * 由省物理学会与省物理教指委共同举办的第七届“2015年浙江省大学生物理创新竞赛”（详细通知可以查看浙大本科生院通知或浙