几何光学习题课 学生版ppt课件

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大学 几何光学习题讲义

大学 几何光学习题讲义
21mm
根据放大率公式: x / f 由于像距比焦距大得多,所以 x l 50000mm 代入以上公式,得
f x 50000 150mm 333
根据像平面光照度公式有:

L sin2 Umax E0
30
假定整个系统的透过率为0.5,电弧的光亮度由表查得为 1.5x108cd/m2代入上式,得:
下一节
返回 2
A′
3
A′
A’B’
4
A’B’
5
D’
A’
C’ B’ F
A’
D’ DE的出 射光线
6
负光组求像 • 负光组物像方焦点的位置!
A
A′ H
H′ P′ Q′
7
F′
B′ B Q
P
F
虚物求像
M
M′
B B′
A′ F′ A
N
H H′ F
N′
8
B2
B1
9
已知一理想光组的主点和焦点,用作图法确定系统的节点。 由物方经物方焦点F作一条光线1,得到与其共轭的一条水 平光线1‘,该出射光线交像方焦面于P’点,由P’点作一条平 行于1的光线交光轴一点,即为像方节点。此直线交像方主 平面于E ’,经过E点作平行于1的直线,交光轴于一点,此即 为物方节点。
由式一得
代入上两式得

几何光学习题课 学生版PPT课件

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9
5. 如图所示,一光线射入折射率为n的一球形水滴,求(1)此光线在水滴内
球面另一侧的入射角a;此光线被全反射还是部分反射?(2)偏向角(出射 光线与入射光线之间的夹角)的d 表达式;(3)求偏向角d最小时的入射角i1.
i1 i2 a i2
d
10
6.一虚物PQ位于凹透镜右侧二倍焦距处,用作图法求它经透镜成的像。
(2) 0
ns ' f 和 x '
n's
x
f'
放大像
缩小像
等大像 y、y’同号
正像
s、s’同号
物像在基准点同侧
实物
虚像
虚物
实像
3
(3) 0
y、y’异号 s、s’异号
倒像 物像在基准点异侧
实物 虚物
实像 虚像
n n’ P’
P F O F’
实物 实像
P’F P O F’
实物
n n’ 虚像
入瞳、孔径光阑、出瞳相互共轭
将系统中各光阑逐个地对其前面光学系统成像,将所有这些像对入瞳中心
张角,其中最小张角者所对应的光阑即系统的视场光阑F.S.。
入窗—视场光阑经前面 出窗—视场光阑经后面
光学系统的像。---限制物 光学系统的像。---限制
方视场(PQ1)的大小
像方视场(P’Q1’)的大小

第十一章几何光学ppt - 加入收藏

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准分子激光治疗近视眼
PRK手术 准分子激光角膜切削术:手术的原理为应用准分 子激光切削角膜中央前表面,即除去上皮层的前弹力 层和浅层基质,使角膜前表面弯曲度减少。曲率半径 增加,屈光能力减低,焦点向后移至视网膜上,达到 矫正近视的效果。 LASIK手术 准分子激光原位角膜磨镶术:手术是采用更为复 杂的新型设备开展的针对高度近视眼的治疗手术。在 角膜表面切削一角膜瓣,翻转角膜瓣后,应用准分子 激光电脑控制角膜基质内切削,最后将角膜瓣复位。
显微镜的分辨本领
A1 A2 A1 A2 A1 A2
瑞利判据
D Z
θ>2
2
1.0

0.8
2
θ<2
两个物点(A1和A2)刚能够被分辨的条件是: 一个物点的衍射亮斑的第一暗环正好与另一个物点的衍射亮斑中 央点重合。此时Z为刚能分辨的最短距离(即显微镜的分辨距离)。
强度
根据瑞利判据,得显微镜的分辨距离:
f [( n 1 )(
p

(
1 r1
1 r1


1 r2
1 r2
)]
1
当n0=1时,
)]
1
薄透镜成像公式:

1 f
1 p

1 p

1 f
薄透镜的焦度:
(公式适用于透镜两側介质 相同的情况。)

几何光学习题课 学生版 ppt课件

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几何光学习题课 学生版
Q1
B
E
Q
D
Q1 A
0 F
O2
P P
D
L
入瞳
视场光阑
En .P .
入窗 出窗
A.S. D
'0
O2
D
出瞳 E x .P .
将系统中各光阑
分别经其前面的光 学元件成像于系统 的物空间,其中对 轴上物点张角最小 的那个像所对应的
光阑即为孔径光 阑A.S.。
入瞳—孔径光阑通过其前面光学系统所成的像-----决定进入系统光束的大小 出瞳—孔径光阑通过其后面光学系统所成的像-----决定从系统出射光束的大小
n n’ P’
P F O F’
实物 实像
P’F P O F’
实物
n n’ 虚像
几何光学习题课 学生版
薄凸透镜成像
Q
P
FO
F’ P’
Q’
物体置于透镜二倍焦距之外
Q’
Q
F
P’ F P O
物体置于透镜一倍焦距之内
Q
F’
P’
PF O
Q Q´
Q’
P F’ P O´
F
物体置于透镜二倍焦距之
内,一倍焦距之外
凹透镜只能成正立、缩小的虚像
2n r
f r 2
fr 2

大学物理之几何光学共37页PPT

大学物理之几何光学共37页PPT

大学物理之几何光学
11、不为五斗米折腰。 ຫໍສະໝຸດ Baidu2、芳菊开林耀,青松冠岩列。怀此 贞秀姿 ,卓为 霜下杰 。
13、归去来兮,田蜀将芜胡不归。 14、酒能祛百虑,菊为制颓龄。 15、春蚕收长丝,秋熟靡王税。
31、只有永远躺在泥坑里的人,才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭,生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍,就是一下子不要学很多。——洛克

《几何光学基本原理》课件

《几何光学基本原理》课件
《几何光学基本原理》ppt课 件
目录
• 几何光学简介 • 光线传播的基本原理 • 光学仪器的基本原理 • 光线的干涉与衍射 • 光的偏振与全反射 • 几何光学的发展与前沿
01
几何光学简介
定义与历史
01
02
定义
历史
几何光学是一门研究光线传播路径和光束传播特性的学科,主要基于 光线在均匀介质中沿直线传播的假设。
几何光学起源于古希腊时期,随着光学仪器的发展,逐渐发展成为一 门独立的学科。
几何光学的重要性
应用广泛
几何光学在现实生活和工程领域 中有着广泛的应用,如摄影、摄 像、照明设计、光学仪器设计等 。
基础学科
几何光学是物理学和光学学科的 基础,对于理解光的本质和传播 特性至关重要。
几何光学的基本假设
01
光线沿直线传播
在均匀介质中,光线沿直线传 播,不发生折射或反射。
02
光的能量守恒
光在传播过程中,其能量不会 消失或产生。
03
光沿直线传播定律
光线在同一种均匀介质中沿直 线传播,不发生折射或反射。
02
光线传播的基本原理
光线传播的路径
03
光线直线传播
反射光线
折射光线
在同一种均匀介质中,光线沿直线传播。
当光线遇到物体表面时,会按照“入射角 等于反射角”的规律反射。

几何光学PPT

几何光学PPT
24
虚光程
• 按照费马原理,物像 之间应该是等光程的
n AB1 n B1 A n AB2 n B2 A
上式对任意方向光线成立 n AB1 nB1 A n AB2 n B2 A 的条件为等式的值为0 则虚像所在的空间,即平面下方的折射率为 n n 虚光线的光程称作虚光程
平面镜
10
反射光在入射面内
入射面
n
i
i
界面
i i
11
光的反射定律
• 1)反射光在入射面内 • 2)反射角等于入射角
12
• 3、光的折射定律
sin i1 / sin i2
只与两种介质有关,折射率 分界面
介质1
i1 i2
像 介质2 物
13
折射光在入射面内
入射面
n
i1 i1
界面
i2

) [ nds] 0 ( PQ P
19
Q
原理与定律
• 可以由Fermat原理导出几何光学的实验定律 • 所以可以说,Fermat原理是更基本的 • 一般来说,任何一门学科,都有着无法证 明的(指从理论上无法证明)最基本的假 设,这就是原理,是这一学科所建立的基 础。
20
• 物像之间的等光程性 物点A与像点A′之间的光程总是平稳 的,即不管光线经何路径,凡是由A通过 同样的光学系统到达A′的光线,都是等光 程的。

几何光学PPT(1)

几何光学PPT(1)

大学物理
§11-14 几何光学
3 球面上的折射成像
1 2
n1 θ1 A
α
h θ2
n2 β
S
O rC
p
p′
n1 sin1 n2 sin2 n11 n22
I
n1 n2 n2 n1
: tan : h
p
2020年4月10日星期五
: tan : h : tan : h
p
2 平面的折射成像
nsin i sin i' y x cot i y' x cot i'
x i′
O
y′ y
iM
Q′
Q
y'
y
sin i cos i' sin i' cos i
y
1 n2 sin2 i n cos i
像似深度 视深度
2020年4月10日星期五
理学院 物理系
大学物理
§11-14 几何光学
五 显微镜、望远镜和照相机
1 显微镜
(a)显微镜成像光路
h0
Fo
h0´
Fo´
Fe
(´
hi
Fe´
(´
2020年4月10日星期五
理学院 物理系
大学物理
§11-14 几何光学
(b)显微镜的放大率
定义

课件:第一章 几何光学的基本概念(习题课)

课件:第一章 几何光学的基本概念(习题课)

(1) 频率:
c
0
3 108 589.3 109
5.09 1014
(Hz)
(2) 介质中波长: n
0
n
589.3 1.5
392.9(nm)
例3 如体温计的横截面如图所示,玻璃的折射率为1.5,水银柱顶 端Q位于球面顶点O左侧2.5mm处的光轴上,求将水银柱顶端放大 6倍的折射球面的曲率半径。
f f r 2
f 1 f
2 r
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f
n n n
,
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百度文库
n
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n n f f
n0 n n n0
r1
r2
y n s f s ,
y n s f s
Q Q O
例4 如图所示为一个玻璃(折射率n=1.5)酒杯,空杯时看不到杯 底的任何物体,倒入酒后(折射率 n 1.3 )在杯口看到杯底有一 条小金鱼,讨论该酒杯的结构与成像情况。
看得见
y
s 0
n 1.3
n 1
n 1.5
FC
O
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R
s 0
例 5 在 焦 距 为 f=11.5cm 的 反 射 球 面 内 注 入 液 体 , 液 面 高 度 为 h=0.5cm,将物点Q置于光轴QO上,光轴与液体的交点为点P,已 知 QP 15.9cm,最终的点像 Q恰与物点Q重合,求液体的折射率。
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习 题 课一几何光学
1、直线传播定律
2、独立传播定律
3、光路可逆原理

平面反射成像规律
马 原
4、反射定律 面镜成像规律
R→∞ ★ 单球面反射成像规律
(条件:近轴,细光束) 全反射

★ 单球面折射成像规律
5、折射定律 折射成像规律
★ 薄透镜成像规律 ★ 共轴球面系统成像规律
(条件:近轴,细光束) (理想光具组)
入窗 出窗
A.S. D
'0
O2
D
出瞳 E x .P .
将系统中各光阑 分别经其前面的光 学元件成像于系统 的物空间,其中对 轴上物点张角最小 的那个像所对应的
光阑即为孔径光 阑A.S.。
入瞳—孔径光阑通过其前面光学系统所成的像-----决定进入系统光束的大小 出瞳—孔径光阑通过其后面光学系统所成的像-----决定从系统出射光束的大小
10. 用一个焦距为20cm的凸透镜与一个平面镜组成共轴光具组,平面镜 位于透镜右边10cm处,今置高为1cm的物体于透镜左方10cm处(系统 处于空气中),(1)求最后成像的大小和性质;(2)作出准确的光路 图。
Q
F1
P
O1
.
11.相距 d=5cm 的两个薄透镜 L1和 L2 ,焦距分别为 f1’= 9cm 和 f2’= 3cm , 直径分别为D1= 5cm和D2= 4cm ,直径D = 3cm 的圆孔光阑A放在透镜间 距 L2 2cm处,当轴上一物点P在 L1左方12cm处时,求: a)孔径光阑; b)入瞳、出瞳的位置和直径;c) 视场光阑;d) 入窗、出窗的位置与直
入瞳、孔径光阑、出瞳相互共轭
将系统中各光阑逐个地对其前面光学系统成像,将所有这些像对入瞳中心
张角,其中最小张角者所对应的光阑即系统的视场光阑F.S.。
入窗—视场光阑经前面 出窗—视场光阑经后面
光学系统的像。---限制物 光学系统的像。---限制
方视场(PQ1)的大小
像方视场.(P’Q1’)的大小
视场光阑、入窗、 出窗相互共轭
薄凸透镜成像
Q
P
FO
F’ P’
Q’
物体置于透镜二倍焦距之外
Q’
Q
F
P’ F P O
物体置于透镜一倍焦距之内
Q
F’
P’
PF O
Q Q´
Q’
P F’ P ´O
F
物体置于透镜二倍焦距之 内,一倍焦距之外
凹透镜只能成正立、缩小的虚像 .
Q 1
B
E
Q
D
Q1 A
0 F
O 2
P P
D
L
入瞳
视场光阑
E n .P .
C2
C1
.
8、一个折射率为1.5的玻璃球,半径R,置于空气中。在近轴成像时, 问:(1)无穷远处的物成像在何处?(2)物在球前2R处,成像在何处?
.
9.一薄透镜在空气中的焦距为f’ =15cm,透镜材料的折射率为n=1.5。将 此薄透镜放入水(n水=1.33)中,其焦距变为多少?若将它放入二硫化氮(n 二=1.64)中,其焦距又变为多少?
物 像 距
焦距和 光焦度
垂轴放 大率
薄透镜、球面折射和球面反射公式对照表
单球面折射
单球面反射
薄透镜
n n nn s s r
f f 1 s s
xx ff
n n r
f n r n n
f n r n n
f n fn
ns y ' ns y
1 1 2 s s r 11 1 s s f xx f 2
.
5. 如图所示,一光线射入折射率为n的一球形水滴,求(1)此光线在水滴内
球面另一侧的入射角a;此光线被全反射还是部分反射?(2)偏向角(出射 光线与入射光线之间的夹角)的d 表达式;(3)求偏向角d最小时的入射角i1.
i1 i2 a i2
d
.
6.一虚物PQ位于凹透镜右侧二倍焦距处,用作图法求它经透镜成的像。
(2) 0
ns ' f 和 x '
n's
x
f'
放大像
缩小像
等大像 y、y’同号
正像
s、s’同号
物像在基准点同侧
实物 虚物
.
虚像 实像
(3) 0
y、y’异号 s、s’异号
倒像 物像在基准点异侧
实物 虚物
实像 虚像
PF 实物
n n’ P’
O F’
实像
.
P’F P O F’
实物
n n’ 虚像
径。
L1 A
L2Leabharlann Baidu
P 12cm
3cm 2cm
.
F
O
Q
F
P
.
7.一玻璃空盒的两端是共轴球面,一端是半径r1= —1.65cm的凹面,另一 端是半径为r2= 1.65cm的凹面,两顶点间距1.85cm。将盒在空气中密封后 放入水中。一高为1cm的物体距前凹球面的顶点10cm,与光轴垂直。求
物体经玻璃盒所成的像。(玻璃厚度忽略不计)
Q
P
C1
O1 O2
1
2. 有一凹球面反射镜,曲率半径为20cm,如果把小物体放在离镜面顶
点6cm处,则像在镜
cm处,是 像。(正或者倒)
C
P
O
.
3. 为了把仪器刻度放大2倍,在它上面置一平凸透镜,并让透镜的平面 与刻度紧贴。假设刻度和球面顶点距离30mm,玻璃的折射率为1.5,求 凸面的半径。
n
n'
C
O
.
4.一平行平面玻璃板的折射率为1.5,厚度为d。一束会聚光束入射到玻璃 板上,如图所示。其顶点M距玻璃板前表面6cm,此光束沿玻璃板所成的 像M’与M相距0.125cm,求d。
2n r
f r 2
fr 2
f 1 f
s
.
s
nnnonnno
s s r1
r2
f f 1 s s
xx ff
nO r1 nn r2nO 1 2
f
nO
n
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nO
r1
r2
f
nO
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r1
r2
f n fn
n s f s
n s f s
讨论: y '
y
(1) 1 1 1
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