《光学教程》姚启钧原著.ppt

现代光学;第三章 几何光学的基本原理 ;第三章 ; 球面波; ;投影(shadow);（2）光的反射定律;1;（4）光的独立传播定律和光路可逆原理 ;适用条件： R远大于光波长λ （否则，用衍射光学）;三、 费马原理 ;（二）由费马原理导出几何光学的实验定律 ;ADBAD’B i1=i2 ;由A到B,符合折射定律的光线ACB的光程最小。;2. 等光程的例子;透镜成像时： ;3. 光程为极大值;四、 单心光束 实像和虚像;3. 物和像;（2）像点：经光学系统出射后的单心光束的顶点; （1）实物点、虚物点、实像点、虚像点的集合分别称为实物、虚物、实像、虚像。;实物光线进入人眼;四 单心光束 实像和虚像;四 单心光束 实像和虚像;第三章 ;（一）、理想光学系统 1、使单心光束保持其单心性不变的光学系统。 ;平面折射系统不是理想光学系统;（1）当i1＝0，有x?＝0，y?=y1=y2 =y?n2 ?n1。;二 、光束单心??的破坏; 光从光密(n1） ?光疏(n2）时， i1 ＝ic ?i2 ＝90?， n1 sinic ＝n2 —— 临界角 ;a; (一） 光波导 光波导：约束光波传输的媒介 介质光波导三要素： －“芯 / 包”结构 －凸形折射率分布，n1n2 －低传输损耗 光波导的分类： －薄膜波导（平板波导） －矩形波导（条形波导，脊形波导 ） －圆柱波导（光纤） ;平板波导;矩形波导; 光进入光学纤维后,多次 在内壁上发生全内反射, 光从纤维的一端传向另 一端.;阶跃光学纤维的端面;1、光纤组成：  ;3、光纤的材料 石英系材料,有机聚合物材料。;折射棱镜;四、棱镜;五脊棱镜;;后反射直角棱镜;第三章 ;一、符号法则;iv. 所有量用绝对值表示----全正表示。;图中只标记角度和线段的绝对值．标记点用大写字母,标记角度和线段用小写字母.;二、球面反射对光束单心性的破坏;将l、l?代入光程公式，并利用费马原理，对? 求导并令其等于 0 得： s ? 随 ? 而变，光束的单心性被破坏。;;令;四、球面折射对光束单心性的破坏;s ? 随 ? 而变，光束的单心性被破坏。; 0，会聚作用;-f’;物方焦点; 物方焦点F : 与光轴上无穷远处像点对应的物点 物方焦距f ：与物方焦点对应的物距。 物方焦平面：过F点垂直于光轴的平面。 ;f, f ’ 符号相反，大小不等;-f;第三章 ;子系统1;实际成像系统通常由多个折射球面级联构成;例1、一个折射率为1.6的玻璃哑铃，长20cm，两端曲率半径为2cm，哑铃左端5cm处轴上有一物点，求成像的位置和性质。;第三章 ;一、近轴物在近轴光线条件下球面反射的成像公式;二、近轴物在近轴光线条件下球面折射的物像公式;A. 横向放大率;讨论： ;(3);B. 角放大率; 推广：nl yl ul = n1’y1’u1’ =n2 y2 u2 = n2’y2’u2’ = nK’yK’uK’ ;第三章 ;3.6薄透镜;3.6 薄透镜;一. 薄透镜的成像公式;一. 薄透镜的成像公式;一. 薄透镜的成像公式; 由费马原理 ，并考虑到在近轴 条件下，l ≈ - s , l? ≈ s? (略去h2项)化简得 ——薄透镜的物像公式;透镜两次经球面折射成像 . ;薄透镜的高斯公式;;上式右边为薄透镜的光焦度，即;空气中的薄透镜成像公式:;讨论： （1）0，像正立； 0，像倒立。 （2） 1，像放大; 1，像缩小; =1，等大。 （3） ，也适应于单球面成像。;三、 薄透镜成像作图法;物体经过薄凸透镜成像;O;三、 薄透镜成像作图法;2、任意光线作图法： 近轴条件下，利用两个焦平面和副轴。 ;⑴ 利用物方焦平面与副轴作图法（凸透镜） ①从P 点作沿主轴的入射线，折射后方向不变； ②从P 点作任一光线PA，与透镜交于A点，与物方焦平面交于B点； ③作辅助线（副轴）BO，过A作与BO平行的折射光线与沿着主轴的折射线交于点P ’，P ’就是