工程光学完整课件.pptVIP

工程光学

本课程的基本情

况

m专业基础课

总学时：64

其中：理论学时：48实验学时：16

m教材及参考书

教材：《工程光学》郁道银谈恒英机械工业出版社

参考书：《应用光学》胡玉禧安连生中国科技大学出版社

《应用光学》王文生华中科技大学出版社

m考核方式

闭卷考试

总评成绩比例：卷面70%实验20%平时10%

绪论

m光学的发展史

m光学的分类

m本课程在测控领域的应用

课题引入：生活中，大自然中有关光的现象无处不在

彩

虹

日晕

光学的分类

m几何光学

m物理光学

m量子光学

m现代光学

工程光学在测控领域的应用

m精密仪器设计及制造

潜望镜

红外雷达和平

视显示器

运

动

员

脚

下

的

秘

密

光学的研究目的

光学的研究内容

采用光的直线传播概念，研究光传播的

基本规律和光通过光学系统成像的原理和应

用。

第一章

几何光学的基本原理

本章内容

§1.1几何光学的基本定律

§1.2成像的基本概念与完善成像条件

§1.3光路计算与近轴光学系统

§1.4球面光学成像系统

§1.1几何光学的基本定律

在工农业、科学技术以及人类生活的各个领域，

使用着种类繁多的的光学仪器，如望远镜，显微镜，

投影仪等。

研究光的传播和光学成像的规律对

于设计光学仪器具有本质的意义！

m从本质上讲，光是电磁波，它是按照波

动理论进行传播。

•但是按照波动理论来讨论光经透镜和光学系统是的

传播规律或成像问题时将会造成计算和处理上的很

大困难，在实际解决问题时也不方便。

好累！太不方便

了！

m按照近代物理学的观点，光具有波粒二

象性，那么如果只考虑光的粒子性，把

光源发出的光抽象成一条条光线，然后

按此来研究光学系统成像。

问题变得简单

而且实用！

几何光学：以光线为基础，用几何的方法

来研究光在介质中的传播规律及光学系统

的成像特性。

m点：光源、焦点、物点、像点

m线：光线、法线、光轴

m面：物面、像面、反射面、折射面

下面我们来分别认识它们吧！

m发光点

几何上的点是既无大小，又无体积的抽

象概念。当光源的大小与其作用距离相比可

以忽略不计时，也可认为是一个点。

遥远的距离

天体观察者

m光线

发光点向四周辐射光能量，在几何光学中将发

光点发出的光抽象为带有能量的线，它代表光的传

播方向。

m光束

一个位于均匀介质中的发光点，它所发出的光

向四周传播，形成以发光点为球心的球面波。

三、折射和反射定律

光的折射和反射定律研究光传播到两

种均匀介质的分界面时的定律。

入射光线

（一）折射定律法线

I

I：入射角Ona

nb

I’：折射角

Q

I’

N出射光线

入射光线法线

I（1）折射光线位于由入射光线和法线

所决定的平面内，折射光线和入射光

Ona线分居法线两侧。

（2）入射角的正弦和折射角的正弦

nb

之比与两角度的大小无关，仅决定于

Q

I’

介质的性质，为一恒量nab

N出射光线