几何光学-复习

P
光程： (QP ) =
∫) (L
Q
ndl
费马原理
QP两点间光线的实际路径，是光程(QP)为平稳的路径.
δ (QP) = δ ∫ ndl = 0
Q
( L)
P
成像
成像：P
光具组
Q
(以P点为中心的同心光束
光具组
以Q点为中心的同心光束)
实像，虚像 出射为汇聚同心光束，实像； 出射为发散同心光束，虚像。 实物，虚物 入射为发散同心光束，实物； 入射为汇聚同心光束，虚物。 物象共轭 物象等光程性
发光强度和亮度
dΦ I= 单位 坎德拉 cd dΩ dI dI B= * = 单位 lm / m 2 ⋅ sr或 lm / cm 2 ⋅ sr (熙提) dS dS cos θ 余弦发射体 dI ∝ cos θ , 即亮度B与方向无关 定向发射体 激光
照度
1流明 1流明 单位 勒克斯 1勒克斯= 或 辐透 1辐透= 2 1米 1厘米2 I cos θ ′ 点光源产生的照度E = r2 BdS cos θ cos θ ′ 面光源产生的照度E = ∫∫ r2 光源表面 d Φ′ E= dS ′
共轴球面榜轴成像
n′ n n′ − n f′ f + = 或 + =1 s′ s r s′ s nr n′r (f = f′= ) n′ − n n′ − n y′ 横向放大率 V = , y ns′ s′ 折射球面V = − 反射球面V = − n′s s
符号规定(设光从左到右)
(1) Q 在A左侧(实物)，s>0,反之, s<0 (2) Q’在A左侧(虚像)，s’ <0,反之, s’ >0 (反射：Q’在A左侧(实像)，s’>0,反之, s’ >0) (3) C 在A左侧，半径r>0,反之, r<0 (4) 从光轴到光线为逆时针的夹角为正，反之为负
fO M =− fE
棱镜光谱仪
(角色散本领)
光度学基本概念
辐射通量和光通量
辐射能通量： 单位时间内光源发出或通过一定接受截面的辐射能 Ψ = ∫ψ (λ )d λ 谱密度 ψ (λ ) 光通量： Φ = ∫ V (λ )ψ (λ )d λ 单位(流明 lm) 视见函数：V (λ ) = Ψ 5550 Ψλ 单位(瓦,千瓦)
几何光学基本定律
直线传播 反射、 反射、折射
i1 i1′ i2
i1 = i1′ n1 sin i1 = n2 sin i2
全反射
n1 n2
ic = sin (n2 / n1 )
光路可逆
−1
惠更斯原理
t时刻波面S上每一面源都是次波波源， 经∆t 时间之后，次波面的包络S’是 t+ ∆t时刻总扰动的波面
s = x + f , s ′ = x′ + f ′
Q
F
Q′
x
f′
s
s′
x′
符号规定
(5) Q在F左侧，x>0,反之x<0, (6) Q’在F左侧，x’ <0,反之x’>0
s′ f x′ 横向放大率 V = − = − = − s x f
密接透镜组
1 1 1 = + f f1 f 2 1 屈光度 P = f 眼镜度数 100P
薄透镜
(1)高斯形式 高斯形式
f′ f + =1 s′ s
(2)牛顿形式 牛顿形式
f =
n nL − n n − nL + r1 r2
f′=
n′ nL − n n − nL + r1 r2 1
n = n′ 时，f = f ′ =
1 1 (nL − n)( − ) r1 r2
F′
f
xx′ = ff ′
焦面
焦面上轴外物点的共轭点— 焦面上轴外物点的共轭点—轴外无穷远点
作图法
三对共轭光线 (1)过光心，方向不变 (2)过焦ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ，平行于光轴 (3)平行于光轴的光线过焦点 利用焦平面的性质 过光心作给定光线的平行线
光学仪器
投影仪器 照相机 （光阑，景深） 眼睛 （瞳孔 晶状体 视网膜 明视距离） 放大镜和目镜 w′ s0 y y M= = ( w = , w′ = ) w f s0 f 显微镜 先形成放大的实像，再用放大镜形成虚像 s0 ∆ M = VO M E = − (∆：光学筒长) fO f E 望远镜