几何光学演示文稿1
合集下载
几何光学ppt
几何光学的基本概念
01
光线
光线是几何光学的最基本概念，它表示光的传播方向和路径。
02
成像
成像是指光线经过透镜或其他介质后，在另一侧形成光像的过程。
02
光线的基本性质
光线传播的基本原理
光线的直线传播
光在均匀介质中是沿直线传播的，大气层是不均匀的，当光从大气层外射到地面时，在空中的传播路线变成曲线。
反射定律
光线从一种介质射向另一种介质时，在两种介质的分界面处，一部分光线会改变传播方向，回到第一种介质中传播，这种现象称为光的反射。
折射定律
光线从一种介质射向另一种介质时，在两种介质的分界面处，光线与界面不平行，而是发生偏折，这种现象称为光的折射。
反射定律与折射定律
光线的干涉
当两束或多束相干光波在空间某一点叠加时，它们的振幅相加，而光强则与振幅的平方成正比。当两束光波的相位差为2π的整数倍时，它们的光强相加，产生干涉现象。
几何光学与量子力学的关系
量子力学在光学中的应用
量子力学对光的相干性的研究有助于理解光场的波动性质，解释例如干涉和衍射等现象。
另一方面，量子力学对光的量子性质的研究揭示了光子的粒子性质，为量子信息处理和量子计算等领域提供了基础。
量子力学在光学中的应用主要集中在光的相干性和光的量子性质的研究上。
06
光学系统的组合与优化
显微镜和望远镜都是通过组合不同的透镜和反射镜等光学元件来优化光学性能，以实现更好的成像效果。
照相机的基本结构
照相机的工作原理
照相机的自动对焦与防抖功能
照相机的基本原理
04
几何光学应用实例
近视、远视和散光现象
01
近视、远视和散光是常见的视力问题，几何光学原理在眼镜设计中起到关键作用，通过矫正镜片的光学特性，能够减少或消除这些视力问题。
(完美版)几何光学基本定律与成像概念演示文稿.PPT文档
在几何光学中，发光体与发光点概念与物理学中完全不同。
无论是本身发光或是被照明的物体在研究光的传播时统称 为发光体。在讨论光的传播时，常用发光体上某些特定的 几何点来代表这个发光体。在几何光学中认为这些特定点 为发光点，或称为点光源。
3、光线
当光能从一两孔间通过，如果孔径与孔距相比可 以忽略则称穿过孔间的光管的正透镜见图（a）所示；发散透镜或负 透镜，特点是心薄边厚，如图（b）所示。
正透镜的成 像：如图所 示
物点和像点：
像散光束：
二、完善成像的概念
发光物体可以被分解为无穷多个发光物点，每个物点发 出一个球面波，与之对应的是以物点为中心的同心光束。经 过光学系统之后，该球面仍然是一球面波，对应的光束仍是 同心光束，那么，该同心光束的中心就是物点经过光学系统 后所成的完善像点。
1.光的直线传播定律
在各向同性的均匀介质中，光线按直线 传播。例子：影子的形成、日食、月蚀等。
2.光线的独立传播定律 不同的光线以不同的方向通过某点时，
彼此互不影响，在空间的这点上，其效果 是通过这点的几条光线的作用的叠加。
利用这一规律，使得对光线传播情况 的研究大为简化。
3.光的折射定律和反射定律
几何光学基本定律与成像概念演示文稿
第一章：几何光学基本定律与 成像概念
第一节 几何光学的基本定律和原理 一、光波与光线
1、光的本质
光和人类的生产、生活密不可分； 人类对光的研究分为两个方面：光的本性，以此来研究各种光学现象， 称为物理光学；光的传播规律和传播现象称为几何光学。 1666年牛顿提出的“微粒说” 1678年惠更斯的“波动说” 1871年麦克斯韦的电磁场提出后，光的电磁波 1905年爱因斯坦提出了“光子”说 现代物理学认为光具有波、粒二象性：既有波动性，又有粒子性。
无论是本身发光或是被照明的物体在研究光的传播时统称 为发光体。在讨论光的传播时，常用发光体上某些特定的 几何点来代表这个发光体。在几何光学中认为这些特定点 为发光点，或称为点光源。
3、光线
当光能从一两孔间通过，如果孔径与孔距相比可 以忽略则称穿过孔间的光管的正透镜见图（a）所示；发散透镜或负 透镜，特点是心薄边厚，如图（b）所示。
正透镜的成 像：如图所 示
物点和像点：
像散光束：
二、完善成像的概念
发光物体可以被分解为无穷多个发光物点，每个物点发 出一个球面波，与之对应的是以物点为中心的同心光束。经 过光学系统之后，该球面仍然是一球面波，对应的光束仍是 同心光束，那么，该同心光束的中心就是物点经过光学系统 后所成的完善像点。
1.光的直线传播定律
在各向同性的均匀介质中，光线按直线 传播。例子：影子的形成、日食、月蚀等。
2.光线的独立传播定律 不同的光线以不同的方向通过某点时，
彼此互不影响，在空间的这点上，其效果 是通过这点的几条光线的作用的叠加。
利用这一规律，使得对光线传播情况 的研究大为简化。
3.光的折射定律和反射定律
几何光学基本定律与成像概念演示文稿
第一章：几何光学基本定律与 成像概念
第一节 几何光学的基本定律和原理 一、光波与光线
1、光的本质
光和人类的生产、生活密不可分； 人类对光的研究分为两个方面：光的本性，以此来研究各种光学现象， 称为物理光学；光的传播规律和传播现象称为几何光学。 1666年牛顿提出的“微粒说” 1678年惠更斯的“波动说” 1871年麦克斯韦的电磁场提出后，光的电磁波 1905年爱因斯坦提出了“光子”说 现代物理学认为光具有波、粒二象性：既有波动性，又有粒子性。
《几何光学基本原理》课件
太阳镜、摄影、显示技术等。
光线的全反射原理
全反射
当光线从光密介质射入光疏介质 时，如果入射角大于某一临界角 ，光线将在界面上被完全反射回
原介质的现象。
临界角
光线从光密介质射入光疏介质时， 发生全反射的入射角。
全反射的应用
光纤通信、内窥镜、全反射镜面等 。
偏振与全反射的应用
光学仪器制造
利用光的偏振和全反射原理，制 造出各种光学仪器，如显微镜、
光学传感与检测技术
几何光学在光学传感和检测技术方面的发展，使得光学仪 器在医疗、环境监测等领域的应用更加精准和高效。
光学信息存储与处理
随着大数据和云计算的普及，几何光学在光学信息存储和 处理方面的研究不断深入，为大数据时代的海量信息处理 提供了新的解决方案。
几何光学的前沿技术
01 02
超透镜技术
超透镜技术是近年来几何光学领域的一项重要突破，通过超透镜可以实 现亚波长尺度下的光学操控，为光学成像、光通信等领域带来了革命性 的变化。
光线传播的定律
反射定律和折射定律
光线在界面上的反射遵循入射角等于反射角的反射定律；光线从一 种介质进入另一种介质时，遵循折射定律，即斯涅尔定律。
费马原理
光线在真空中或均匀介质中传播时，总是沿着所需时间为极值的路 径传播，即光程取极值的路径。
光的干涉与衍射定律
当两束或多束相干光波相遇时，它们会相互叠加产生干涉现象；当光 波绕过障碍物边缘时，会产生衍射现象。
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。
光线的全反射原理
全反射
当光线从光密介质射入光疏介质 时，如果入射角大于某一临界角 ，光线将在界面上被完全反射回
原介质的现象。
临界角
光线从光密介质射入光疏介质时， 发生全反射的入射角。
全反射的应用
光纤通信、内窥镜、全反射镜面等 。
偏振与全反射的应用
光学仪器制造
利用光的偏振和全反射原理，制 造出各种光学仪器，如显微镜、
光学传感与检测技术
几何光学在光学传感和检测技术方面的发展，使得光学仪 器在医疗、环境监测等领域的应用更加精准和高效。
光学信息存储与处理
随着大数据和云计算的普及，几何光学在光学信息存储和 处理方面的研究不断深入，为大数据时代的海量信息处理 提供了新的解决方案。
几何光学的前沿技术
01 02
超透镜技术
超透镜技术是近年来几何光学领域的一项重要突破，通过超透镜可以实 现亚波长尺度下的光学操控，为光学成像、光通信等领域带来了革命性 的变化。
光线传播的定律
反射定律和折射定律
光线在界面上的反射遵循入射角等于反射角的反射定律；光线从一 种介质进入另一种介质时，遵循折射定律，即斯涅尔定律。
费马原理
光线在真空中或均匀介质中传播时，总是沿着所需时间为极值的路 径传播，即光程取极值的路径。
光的干涉与衍射定律
当两束或多束相干光波相遇时，它们会相互叠加产生干涉现象；当光 波绕过障碍物边缘时，会产生衍射现象。
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。
几何光学PPT(1)
理学院 物理系
大学物理
§11-14 几何光学
中央部分比边缘部分薄的透镜 凹透镜 （发散）
凹凸透镜 平凹透镜 双凹透镜 平凹透镜 凹凸透镜
r1 0, r2 0 r1 r2
r2 r1 0
r1 0, r2 0
r2 0 r1
r1 0, r2 0 r1 r2
2020年4月10日星期五
f
' o
为光学筒长，即物镜与目镜的间距
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
显微镜的视角放大率
M
'
hi / fe'
So
So
ho / So
fo' fe'
fo fe
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
F´
当ni＝no 1
p
V
h0
p
1
1
2 hi
pI´
2
1 2 F
p
f´1
F´
2
hi 3
3
2
p´
1
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
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
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
大学物理
§11-14 几何光学
光轴：若光学系统由球面组成，各球心的连线在
几何光学讲稿-34页精选文档
工程光学讲义主讲：刘文超湖北工业大学机械工程学院第一章几何光学基本定律与成像概念本章重点：几何光学的基本术语及基本定律、光路计算及完善成像的条件。
第一节几何光学基本定律一、光波与光线1、光波性质性质：光是一种电磁波，是横波。
我们平常看到的光波属于可见光波，波长范围390nm—780nm光波分为两种：单色光波及复色光波2、光波的传播速度ν光波的传播速度不是一个常数，而是一个变量，它主要与以下二因素：①与介质折射率n有关；②与波长λ有关系。
ν＝c/n式中，c为光在真空中的传播速度；n为介质折射率。
３、光线：是没有直径、没有体积却携有能量并具有方向性的几何线。
４、光束：同一光源发出的光线的集合。
５、波面（等位相面）常见波面有：平面波、球面波、柱面波。
二、几何光学的四大基本定律1、直线传播定律：在各向同性的均匀介质中，光沿直线传播（光线是直线）。
2、独立传播定律：从不同光源发出的光束，以不同的方向通过空间某点时，彼此互不影响，各光束独立传播。
3、折射定律：入射光线、反射光线、通过投射点的法线三者位于同一平面，入射角等于反射角且大小相等符号相反。
（分居法线两侧）4、折射定律：入射光线、折射光线、通过投射点的法线三者位于同一平面，并且有：式中，Ｉ为入射角；Ｉ为折射角；n为第一种介质折射率；n为第二种介质折射率。
以上我们分析了四大定律，下面我们讲一下光学中一个非常重要的现象－全反射现象。
三、全反射现象（又称完全内反射）1、定义：从光密介质射入到光疏介质，并且当入射角大于临界角时，在二种介质的分界面上光全部返回到原介质中的现象。
2、临界角是：折射角刚好为900的入射角。
其数学表示形式如下：根据折射定律3、全反射发生的条件要想发生全反射，必须满足以下二个条件：①入射光必须从光密介质射入到光疏介质；②入射角必须大于临界角。
4、全反射的应用。
①反射棱镜：棱镜是光学设计时使用的比较多的一类光学元件，而其中的部分棱镜就利用了全反射的特点。
几何光学讲解讲解文稿演示
四、单个球面折射
A
n
-i1
n`
-i2
-u
u`
P
rC
P`
O
-s
s`
从主轴上P点发出单心光束，其中一条光线在A点 发生折射，折射后的光线交主轴于P`点。P`点的位置 由s`确定。
同球面反射一 P样 A和 C， P`对 AC应用正弦定
siPnCi1siAnCu siPn`Ci2sAinuC`
P C srrs P `Cs`r A C r
P `C r s ` s ` r
r sin
s i
r
sin
u
s ` r
sin i `
sin
r
u `
i i`
r s sin u s ` r sin u `
s`sssii n nu u`r 1ssii n nu u`
结论：因为u 随光线而变，所以s` 也随光线 而变，并非唯一值。故球面反射后光束不能 保持单心性，即不能严格地理想成象。
凸透镜：中心厚度比边缘厚度大的透镜。 凹透镜：中心厚度比边缘厚度小的透镜。
二、 透镜的几个概念
主轴：连接透镜两球面曲率中心的直线。 主截面：包含透镜主轴的任一平面。 孔径：垂直于主轴方向上的透镜直径。
三、 近轴条件下薄透镜的成象公式
n1 P
n
n2
O1 O2
P` P``
t
-r2 -s
r1 s` s``
结论：当透镜材料折射率比周围介质折射率大时， 凸透镜象方焦距为正值，使光会聚；凹透镜象方焦 距为负值，使光发散。所以也常称此种情况下的凸 透镜为正透镜、会聚透镜；凹透镜为负透镜、发散 透镜。
四、薄透镜傍轴成像的牛顿公式 ：
基础光学第1章几何光学1课件
2）透射次波
当入射光n从An入射至Bn 反射次波面：A1C1 = v1tn , B2C2 = v1 (tn - t2), ……, Bn , 波面为C1Bn。 透射次波面：A1D1 = v2tn , B2D2 = v2 (tn - t2), ……, Bn ,波面为D1Bn。
利用惠更斯原理解释 反射和折射定律：
1.1几何光学的基本概念和基本定律
1.1-1 光源、光波与光线的概念
光源：能够发光或能够辐射光能量的物体
光线：发光点发出的携带能量并具有方向的几何线，它的位 置和方向代表了光能向外传播的领域和方向。
光束：光线的集合体，分为平行光束、同心光束
1.1-2 光线传播的基本定律
光的直线传播定律:
光在均匀媒质中沿直线传播。
惠更斯 （1629～1695）
波动的几个基本概念
波动是扰动在空间里的传播 波面
光扰动同时到达的空间曲面称为波面。 波面上的各点具有相同的相位（等相位面）
波线
球面波
平面波
波线
波面
波场中的一组线，线上每点切线方向代表该点处光扰动传播的方向。
波线代表能量流动的方向，于波面正交。
球面波的波线构成同心波束，平面波的波线构成平行波束；
折射定律
折射率与光速比
由： sin i1 n2 sin i2 n1
sin i1 v1 sin i2 v2
得到： n2 v1
n1
v2
设入射方为真空，n1 = 1，v1 = c 。则媒质的绝对折射率为：
n c v
或：
v
c
n
光在媒质中的速度小于光在真空中的速度
1.3 费马原理
1.3-1 光程的概念
光的独立传播定律:
演示文稿几何光学基本定律球面反射和折射成像
符号法则：
m y p yp
物点 P 在镜前时，物距为正；物点 P 在镜后时，物距
为负。
像点在镜前时，像距为正；像点在镜后时，像距为负。
凹面镜的曲率半径 R 取正，凸面镜的曲率半径 R 取负。
实正虚负!
第28页，共29页。
➢球面折射成像的物像公式：
n1 n2 n2 n1 p p R
物距：P>R
像距：R/2(f)<p’<R 倒立缩小实像
凹面镜： 物距：f<P<R
像距：p’>R
倒立放大实像
第16页，共29页。
C FP
P
凹面镜： 物距：0<P<f:
像距：p’<0 正立放大虚像
P
P F C
凸面镜：
物距：任意值
像距：-f<p’<0
正立缩小虚像
第17页，共29页。
三、球面镜的横向放大率
v1 v2
绝对折射率：一种介质相对于真空的折射率 n c v。
设
n1
c v1
n2
c v2
n21
v1 v2
n2 n1
n1 sin i n2 sin r
第5页，共29页。
几种介质的折射率:
介质 金刚石 玻璃 水晶 岩盐
冰
折射率 2.42
1.50 ~ 1.75 1.54 ~ 1.56
1.54 1.31
➢球面折射成像的横向放大率：
符号法则：
m y n1p y n2p
1、物距 p 和像距 p’ 的正负可以用实正虚负来确定。
2、物高 y 和像高 y’ 的正负规定。(同球面反射成像)
3、当物体面对凸面时，曲率半径 R 为正；当物体面 对凹面时，曲率半径 R 为负。（与球面反射成像时不同！）
m y p yp
物点 P 在镜前时，物距为正；物点 P 在镜后时，物距
为负。
像点在镜前时，像距为正；像点在镜后时，像距为负。
凹面镜的曲率半径 R 取正，凸面镜的曲率半径 R 取负。
实正虚负!
第28页，共29页。
➢球面折射成像的物像公式：
n1 n2 n2 n1 p p R
物距：P>R
像距：R/2(f)<p’<R 倒立缩小实像
凹面镜： 物距：f<P<R
像距：p’>R
倒立放大实像
第16页，共29页。
C FP
P
凹面镜： 物距：0<P<f:
像距：p’<0 正立放大虚像
P
P F C
凸面镜：
物距：任意值
像距：-f<p’<0
正立缩小虚像
第17页，共29页。
三、球面镜的横向放大率
v1 v2
绝对折射率：一种介质相对于真空的折射率 n c v。
设
n1
c v1
n2
c v2
n21
v1 v2
n2 n1
n1 sin i n2 sin r
第5页，共29页。
几种介质的折射率:
介质 金刚石 玻璃 水晶 岩盐
冰
折射率 2.42
1.50 ~ 1.75 1.54 ~ 1.56
1.54 1.31
➢球面折射成像的横向放大率：
符号法则：
m y n1p y n2p
1、物距 p 和像距 p’ 的正负可以用实正虚负来确定。
2、物高 y 和像高 y’ 的正负规定。(同球面反射成像)
3、当物体面对凸面时，曲率半径 R 为正；当物体面 对凹面时，曲率半径 R 为负。（与球面反射成像时不同！）
《几何光学基本原理》课件
了解杨氏双缝干涉实验、互补色和干涉条纹 的形成。
2 衍射现象
探索衍射的基本原理及其在实际应用中的重 要性。
光学仪器与光学系统
1
常见光学仪器
了解望远镜、显微镜、光谱仪等常见光学仪器的结构和工作原理。
2
透镜组
探索透镜组的组合方式和成像特性。
光学断层扫描技术及优化
光学断层扫描技术
介绍光学断层扫描技术及其在医学和科学研究中的应用。
几何光学基本原理
欢迎来到《几何光学基本原理》PPT课件。本课程将深入介绍几何光学的概 念和基础原理，帮助您全面了解光线的传播、球面成像和透镜成像等关键概 念。
光的传播和反射
1
直线传播
光线沿着直线路径传播，遵循直线传播原理。
2
反射
光线在反射时遵循入射角等于反射角的定律。
光的折射和球面成像
光的折射
当光线由一种介质射向另一种介 质时，会发生折射。
球面成像
透镜成像原理
球面透镜通过聚焦光线形成图像， 具有不同的分类。
通过透镜将平行光线聚焦成点或 通过透镜将点光源成像。
深入探索透镜和棱镜
透镜的参数
了解透镜的主要参数：焦距、倍率和视场角，对透镜的使用非常重要。
棱镜的分类
光的干涉和衍射现象
1 干涉现象
光学系统的调试与优化
了解调试和优化光学系统的方法，以获得最佳的成像效果。
2 衍射现象
探索衍射的基本原理及其在实际应用中的重 要性。
光学仪器与光学系统
1
常见光学仪器
了解望远镜、显微镜、光谱仪等常见光学仪器的结构和工作原理。
2
透镜组
探索透镜组的组合方式和成像特性。
光学断层扫描技术及优化
光学断层扫描技术
介绍光学断层扫描技术及其在医学和科学研究中的应用。
几何光学基本原理
欢迎来到《几何光学基本原理》PPT课件。本课程将深入介绍几何光学的概 念和基础原理，帮助您全面了解光线的传播、球面成像和透镜成像等关键概 念。
光的传播和反射
1
直线传播
光线沿着直线路径传播，遵循直线传播原理。
2
反射
光线在反射时遵循入射角等于反射角的定律。
光的折射和球面成像
光的折射
当光线由一种介质射向另一种介 质时，会发生折射。
球面成像
透镜成像原理
球面透镜通过聚焦光线形成图像， 具有不同的分类。
通过透镜将平行光线聚焦成点或 通过透镜将点光源成像。
深入探索透镜和棱镜
透镜的参数
了解透镜的主要参数：焦距、倍率和视场角，对透镜的使用非常重要。
棱镜的分类
光的干涉和衍射现象
1 干涉现象
光学系统的调试与优化
了解调试和优化光学系统的方法，以获得最佳的成像效果。
几何光学ppt
反射式光学系统
光线通过光学元件（如反射镜、反射棱镜等）反射回来的 光学系统。
反射式光学系统具有体积小、重量轻、结构紧凑等特点， 适合用于激光雷达、光谱仪器等领域。
光纤光学系统
光线通过光纤传输的光学系统。
光纤光学系统具有传输损耗低、带宽高、抗电磁干扰等特点，被广泛应用于通信 、医疗、传感等领域。
红外光学系统
VS
详细描述
光的反射定律表明，光线在传播过程中， 当遇到一个界面时，会按照入射角等于反 射角的规律反射。而折射定律则表明，光 线在从一种介质进入另一种介质时，会产 生折射现象，折射光线会偏离原来的直线 方向，其偏转角度与介质折射率有关，且 遵循一定的斯涅尔折射定律。
04
几何光学成像原理
成像的基本概念
光的独立传播定律
总结词
光的独立传播定律是指光在传播过程中，不受其他光束的影响，各自独立传 播。
详细描述
光的独立传播定律表明，在同一个均匀介质中，各个光束的传播速度相同， 且光线的传播方向不会因为其他光线的存在而改变。这个定律是几何光学中 光线追迹和光束分析的基础。
光的反射定律和折射定律
总结词
光的反射定律和折射定律是指在光的传播 过程中，光线与界面相遇时，光线会按照 一定的规律反射和折射。
场合。
照相机系统
03
照相机是一种捕捉图像的光学系统，可以记录和保存图像信息
。
计算机辅助光学设计软件的应用
TracePro
TracePro 是一款常用的光学设计软件，可用于 模拟和分析光学系统的性能。
Code V
Code V 是一款功能强大的光学设计软件，可以 用于设计和优化各种光学系统。
Zemax
直射光成像和折射光成像
光学 演示文稿
当透镜中央部分厚度与两球面半径相比 非常小时，称为薄透镜，一般常用的眼镜片均 为薄透镜。 3.透镜的主光轴 光心。透镜前后各有一 球心。 （2）球面透镜的类别 1.依球面透镜的表面曲率及对入射光线的 作用分为凸透镜凹透镜两类。 凸透镜：其中央较周边部分厚，对光线有会 聚作用，故又称为会聚透镜或正透镜。 凹透镜：其中央部分较周边部分薄，对光线 有分散作用，故又称为分散透镜或负透镜。
2）棱镜度（裴氏度，△）。1△屈光 力是指通过棱镜的折射光线，在距棱镜 100个长度距离处单位距离处，产生与 入射光方向1个长度单位的偏离，该棱 镜屈光力既定为1△.因长度单位习惯取 cm，故通常将1△表述为：棱镜使通过的 光线在1m处产生偏离入射光方向1cm的 偏移，该棱镜屈光力定为1△。棱镜度是 偏向角正切的100倍（P△=100*tana) 。
几何光学
一.光的传播 （1）光线 几何光学以光线概念为 基础，这种光线是无直径 无体积 有一 定方向的几何光线，用来表示光的传播 方向。 （2）光束 是具有一定关系的无数光 线的集合。光束的分类如下
1.发散光束。由一发光点发出的一束光束， 属于同心光束。 2.光聚光束。所有光线都会聚于一点的光 束属于同心光束。 3.平行光束。发光点或会聚点位于无穷元 的好似好，所有光线都互相平行，属于同心光 束。
2.光照度 被光均匀照射的物体，其单位 面积上所受的光通量即为光照度。光照度是反 映物体被可见光照射程度的物理量。光照度的 单位为勒克斯 （lx），当被照面每平方米所 接受的光通量为1lm时，其照度即为1lx。 光照度与视觉及视觉卫生密切相关，在我 国采光和照明卫生标准中列有许多工作场所环 境的光照度标准值，如教室 课桌面光照度直 不得低于150lx等。用视力表检测视力时，其 表面光照度应达到200—800lx。在临床眼屈 光光学及卫生学方面，光照度都具有重要意义。
[其它课程]几何光学演示文稿_OK
![[其它课程]几何光学演示文稿_OK](https://img.taocdn.com/s3/m/283fcd52b0717fd5370cdcb0.png)
镜面反射
漫反射
17
4、平面镜成像
• 等大 • 正立 • 虚像 • 像距等于物距 • 物像连线垂直平面镜 • 物像关于平面镜对称
18
例题2、如图，一束细光束垂直射在 平面镜上的O点，平面镜距墙壁距离 为d，平面镜绕O点以角速度ω顺时针 转过θ时，墙上的光斑P的移动速度是 多大？
O
P
19
二、光的折射、 光的全反射、 光的色散
31
4、光的色散成因和规律
a是什么色光？
b是什么色光？
色散成因：同一介质对不
同色光的折射率 不同
a
不同色光在同一介质中的
b
传播速度 不同
偏折角增大 临界角减小 速度减小
折射率增大
折射角减小
红
频率增大
紫
波长减小
能量增大
32
例、如图水下有一白色线光源，当光
线顺时针转动时先消失的是
色
光。全部消失后再逆时针转回时先射
a 水
b
34
例5：光线以入射角i从空气射向折射 率n=√2 的透明介质表面： （1）当入射角i=450时，求反射光线与 入射光线的夹角。 （2）当入射角为i’时，折射光线与 反射光线垂直。求入射角 i’=？
35
例6：某透明物体制成的等腰直角棱镜ABO， 两腰都为16cm，且两腰与ox和oy轴都重合， 如图所示，从BO边的C点注视A棱，发现A棱 的位置在D点，在C、D两点插上大头针，测 出C点的坐标为（0，12），D点坐标为（9， 0），则此可以算出该透明物质的折射率为：
出的是
色光
33
例4、（2004年 全国理综）发出白光的细线光源ab，长度为l0，竖直放置，上端a 恰好在水面以下，如图，现考虑线光源ab发出的靠近水面法线（图中的虚线） 的细光束经水面折射后所成的像，由于水对其色散作用，若以l1表示红光成 的像的长度，l2表示蓝光成的像的长度，则（ ）
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
镜面反射和漫反射都遵守光的 反射定律 .
镜面反射
漫反射
4、平面镜成像
• • • • • • 等大 正立 虚像 像距等于物距 物像连线垂直平面镜 物像关于平面镜对称
例题2、如图，一束细光束垂直射在 平面镜上的O点，平面镜距墙壁距离 为d，平面镜绕O点以角速度ω 顺时 针转过θ 时，墙上的光斑P的移动速 度是多大？
临界角： 光从介质射入 真空 时，折射角 等于 90 度时的入射角C
sin c
1 n
能作出光路图来分析观察到的现象吗？
沙漠里的行人常看到远处物体的倒景，以为前 方有水源而奔向前去，为什么总是可望而不可 及？
例、如图所示光在1、2、3三 种介质中传播的路径则它们的 折射率大小关系是
1
1 2 3 2 3
O
P
二、光的折射、 光的全反射、
光的色散
1、光的折射
光的折射定律 三线共面
两线分居
sin i n sjnr
2、折射率：光从 真空 射入介质时
叫这种介质的折射率
sin i n sin r
n
sin i sin r
c v
真 介
3、全反射： 条件：
光由光密介质射入光疏介质
入射角大于临界角
• 光的色散现象
4、光的色散成因和规律
a是什么色光？ b是什么色光？ 色散成因：同一介质对不 同色光的折射率 不同 不同色光在同一介质中的 不同 传播速度
a b 偏折角增大 临界角减小 速度减小 折射率增大 折射角减小
红
频率增大 波长减小 能量增大
紫
例、如图水下有一白色线光源，当光 线顺时针转动时先消失的是 色 光。全部消失后再逆时针转回时先射 出的是 色光
例4、（2004年 全国理综）发出白光的细线 光源ab，长度为l0，竖直放置，上端a恰好 在水面以下，如图，现考虑线光源ab发出 的靠近水面法线（图中的虚线）的细光束 经水面折射后所成的像，由于水对其色散 作用，若以l1表示红光成的像的长度，l2表 示蓝光成的像的长度，则（ ） A、l1<l2<l0 B、l1>l2>l0 C、l2>l1>l0 D、l2<l1<l0
应用
例2、光导纤维的折射率为n，长为L光刚好从 a全部传到b，则传播时间是多少？
a
b
例3、直角玻璃三棱镜置于空气中.已知∠A＝ 60°，∠C＝90°，一束极细的单色光于 AC的中点D垂直AC面入射，AD＝a.棱镜的 折射率n＝ √2 .求： (1)光从棱镜第一次射入空气时的折射角. (2)光从进入棱镜到它第一次射入空气时所经 历的时间(设光在真空中传播速度为c).
B C
o
D
A
x
核能
月亮是不是光源呢?
2、光的传播方式：
光在同一种均匀介质中是沿直线传播 的．
3、光线
光线是为了表示光的传播方向 画的一系列有方向的直线 实际不存在
4、光速
• 光速的测量：迈克耳逊 • 光在真空中的速度是3108m/s. • 光在其他介质中的速度比在真空中的速 度小 ： • 光在空气中的速度十分接近3108m/s.
几何光学
一、光的直线传播 二、光的折射、
光的反射
光的全反射、
光的色散
• 第一节 光的直线传播
光的反射
1、光源：
例如太阳、白炽灯、酒精灯
水银灯、荧光灯等．
激光器
光源是把其他形式的能转化为光能的物体 或装置。
电灯发光——（
蜡烛燃烧——（ 太阳发光——（
电能
）转化为光能
）转化为光能 ）转化为光能
化学能
a
b
水
例5：光线以入射角i从空气射向折射 率n=√2 的透明介质表面： （1）当入射角i=450时，求反射光线与 入射光线的夹角。 （2）当入射角为i’时，折射光线与 反射光线垂直。求入射角 i’=？
例6：某透明物体制成的等腰直角棱镜ABO， 两腰都为16cm，且两腰与ox和oy轴都重合， 如图所示，从BO边的C点注视A棱，发现A棱 的位置在D点，在C、D两点插上大头针，测 出C点的坐标为（0，12），D点坐标为（9， 0），则此可以算出该透明物质的折射率为： A n=4/3 B n=5/4 C n=3/2 D n=6/7 y
c n v
例题1：如图八面镜静止时，可从 望远镜中恰能看到S的像。从静止 缓慢增加八面镜的转速，恰好第一 次又看到光源S的像，已知光速为 C。求八面镜的角速度 S
L
5、光的直线传播现象实例
1、小孔成像 2、影子的形成
3、月食、日食
日食
A B C
D
太阳
月球
月食
例题
• 如图小球从点光源S处水平抛出，小球在竖 直墙壁上的影子做什么运动？
S
一、光的反射现象 1、光的反射定律
反射光线与入射光线、法线在 同一平面内；（三线共面） F
E 入 射 光 线 O N F
反 射 光 线
E
N
入 射 光 线 O
M
甲
M 乙
反射光线和入射光线分居法线 的两侧； （两线分居） 反射角等于入射角. （两角相等）
θ射和漫反射
镜面反射
漫反射
4、平面镜成像
• • • • • • 等大 正立 虚像 像距等于物距 物像连线垂直平面镜 物像关于平面镜对称
例题2、如图，一束细光束垂直射在 平面镜上的O点，平面镜距墙壁距离 为d，平面镜绕O点以角速度ω 顺时 针转过θ 时，墙上的光斑P的移动速 度是多大？
临界角： 光从介质射入 真空 时，折射角 等于 90 度时的入射角C
sin c
1 n
能作出光路图来分析观察到的现象吗？
沙漠里的行人常看到远处物体的倒景，以为前 方有水源而奔向前去，为什么总是可望而不可 及？
例、如图所示光在1、2、3三 种介质中传播的路径则它们的 折射率大小关系是
1
1 2 3 2 3
O
P
二、光的折射、 光的全反射、
光的色散
1、光的折射
光的折射定律 三线共面
两线分居
sin i n sjnr
2、折射率：光从 真空 射入介质时
叫这种介质的折射率
sin i n sin r
n
sin i sin r
c v
真 介
3、全反射： 条件：
光由光密介质射入光疏介质
入射角大于临界角
• 光的色散现象
4、光的色散成因和规律
a是什么色光？ b是什么色光？ 色散成因：同一介质对不 同色光的折射率 不同 不同色光在同一介质中的 不同 传播速度
a b 偏折角增大 临界角减小 速度减小 折射率增大 折射角减小
红
频率增大 波长减小 能量增大
紫
例、如图水下有一白色线光源，当光 线顺时针转动时先消失的是 色 光。全部消失后再逆时针转回时先射 出的是 色光
例4、（2004年 全国理综）发出白光的细线 光源ab，长度为l0，竖直放置，上端a恰好 在水面以下，如图，现考虑线光源ab发出 的靠近水面法线（图中的虚线）的细光束 经水面折射后所成的像，由于水对其色散 作用，若以l1表示红光成的像的长度，l2表 示蓝光成的像的长度，则（ ） A、l1<l2<l0 B、l1>l2>l0 C、l2>l1>l0 D、l2<l1<l0
应用
例2、光导纤维的折射率为n，长为L光刚好从 a全部传到b，则传播时间是多少？
a
b
例3、直角玻璃三棱镜置于空气中.已知∠A＝ 60°，∠C＝90°，一束极细的单色光于 AC的中点D垂直AC面入射，AD＝a.棱镜的 折射率n＝ √2 .求： (1)光从棱镜第一次射入空气时的折射角. (2)光从进入棱镜到它第一次射入空气时所经 历的时间(设光在真空中传播速度为c).
B C
o
D
A
x
核能
月亮是不是光源呢?
2、光的传播方式：
光在同一种均匀介质中是沿直线传播 的．
3、光线
光线是为了表示光的传播方向 画的一系列有方向的直线 实际不存在
4、光速
• 光速的测量：迈克耳逊 • 光在真空中的速度是3108m/s. • 光在其他介质中的速度比在真空中的速 度小 ： • 光在空气中的速度十分接近3108m/s.
几何光学
一、光的直线传播 二、光的折射、
光的反射
光的全反射、
光的色散
• 第一节 光的直线传播
光的反射
1、光源：
例如太阳、白炽灯、酒精灯
水银灯、荧光灯等．
激光器
光源是把其他形式的能转化为光能的物体 或装置。
电灯发光——（
蜡烛燃烧——（ 太阳发光——（
电能
）转化为光能
）转化为光能 ）转化为光能
化学能
a
b
水
例5：光线以入射角i从空气射向折射 率n=√2 的透明介质表面： （1）当入射角i=450时，求反射光线与 入射光线的夹角。 （2）当入射角为i’时，折射光线与 反射光线垂直。求入射角 i’=？
例6：某透明物体制成的等腰直角棱镜ABO， 两腰都为16cm，且两腰与ox和oy轴都重合， 如图所示，从BO边的C点注视A棱，发现A棱 的位置在D点，在C、D两点插上大头针，测 出C点的坐标为（0，12），D点坐标为（9， 0），则此可以算出该透明物质的折射率为： A n=4/3 B n=5/4 C n=3/2 D n=6/7 y
c n v
例题1：如图八面镜静止时，可从 望远镜中恰能看到S的像。从静止 缓慢增加八面镜的转速，恰好第一 次又看到光源S的像，已知光速为 C。求八面镜的角速度 S
L
5、光的直线传播现象实例
1、小孔成像 2、影子的形成
3、月食、日食
日食
A B C
D
太阳
月球
月食
例题
• 如图小球从点光源S处水平抛出，小球在竖 直墙壁上的影子做什么运动？
S
一、光的反射现象 1、光的反射定律
反射光线与入射光线、法线在 同一平面内；（三线共面） F
E 入 射 光 线 O N F
反 射 光 线
E
N
入 射 光 线 O
M
甲
M 乙
反射光线和入射光线分居法线 的两侧； （两线分居） 反射角等于入射角. （两角相等）
θ射和漫反射