现代光学基础-光学教程（东南大学）第3章 几何光学-2.pptVIP

* 3.3 光在球面上的反射和折射 3.3.1 符号法则（熟练掌握） 3.3.2 球面反射对光束单心性的破坏（了解） 3.3.3 近轴光线条件下球面反射的物像公式（掌握） 3.3.4 球面折射对光束单心性的破坏（了解） 3.3.5 近轴光线条件下的球面折射的物像公式（掌握） 3.3.6 高斯公式和牛顿公式（熟练掌握） 3.3.7 *近轴物在近轴光线条件下球面折射的物 像公式(像物的放大率)（了解） 3.3.1 符号法则 r -s s’ P F C 新迪卡儿符号法则 n n’ 主(光)轴 O 物空间 像空间 y P’ A -y’ -u u’ -i1 -i2 (1) 线段：顶点右为正，左为负，（物、像）轴上为正，下为负 s、s’及r以O为顶点右为正，左为负 (2) 光线方向的倾斜角度都以主轴（或球面法线）算起，顺时针转到光线为正，逆时针转到光线为负。 u、u’以PP’为主轴 i1、i2以法线为轴 图中所标长度和角度为正值（例：-s）都假定光线自左向右进行 规定的意义：由求出量的正负可判断像的虚、实、倒、正等结果 -x -f r +x’ +f’ -s s’ 符号法则例题：球面折射 n n’ 主(光)轴 P P’ F’ F C O s、s’、r、f、f’以O为顶点左为负、右为正。 x以F为顶点左为负、右为正 x’以F’为顶点左为负、右为正 s、x表示物距， s’、x’表示像距 3.3.2 球面反射对光束单心性的破坏 A 球心 C P’ -i’ i P O 主(光)轴 球面反射 –i’=i 物距 –s -r 半径 -s’ 像距 对 DPAC和DP‘AC 应用正弦定理得： 像距 球心 C O 主(光)轴 -s’ 像距 P” B P A P’ 结论：从物点P发出的单心光束经球面反射后，光束单心性被破坏！ 3.3.3 近轴光线条件下球面反射的物像公式 A 球心C P’ -i’ i P O 主(光)轴 若u很小 近轴条件 球面反射物像公式 焦距：f = f’ = r/2 球面反射的焦点和焦距（物方焦点与像方焦点重合） 物距 时， 像方焦点 O C F B A F’ 像距 时， 物方焦点 凹面镜： 高斯公式 C O A 凹面镜： P 凹面镜 P’ F F’ 虚 -r 半径 -f -f’ 球面反射情况下，物空间与像空间重合 s 物距 0 为实物 s 物距 0 为虚物 s’ 像距0 为虚像 s’ 像距0 为实像 凸面镜： O C r 半径 f f’ F’ 虚 凸面镜 P 主(光)轴 F s 物距 0 为虚物 s 物距 0 为实物 s’ 像距0 为虚像 s’ 像距0 为实像 近轴物在近轴光线条件下球面反射镜成像 作图 O A P C 凹面镜 F F’ 3.3.4 球面折射对光束单心性的破坏 O C P r P’ A n n’ -u u’ -i1 -i2 -s s’ 对 DPAC和DP’AC 应用正弦定理得： 其中： 像距 结论：从物点P发出的单心光束经球面折射后，光束单心性被破坏！ O C P P’ A n n’ -u u’ -s 物距 s’(u)像距 若u很小 近轴条件 3.3.5 近轴条件下球面折射的物像公式 单位：m-1，用D表示，称为屈光度。 1. 近轴条件下 在近轴条件下球面折射的物像公式 2. 光聚焦度公式 会聚 平面折射 发散 3. 焦点和焦距 从球面顶点O到像方焦点F’的距离称为像方焦距 f’ 物距 时， 像方焦点 O F’ n n’ OF称为物方焦点 f 像距 时， 物方焦点 O F n n’ 焦距之比等于物像两方介质的折射率之比。 3.3.6 高斯公式和牛顿公式 高斯公式 牛顿公式 A F’ n n’ P F C P’ -x -f r +x’ +f’ -s s’ 在近轴条件下球面折射的物像公式 3.3.7 近轴物在近轴光线条件下球面折射的物 像公式 在近轴条件下球面折射的物像公式 条件:（1）光线是近轴的 （2）物点事近轴的 如果物是垂直于主轴的线段， 则像也是垂直于主轴的线段。 放大倍数？ 物空间 像空间 像空间 物空间 球面