1郭永康几何光学基本原理4

三.全反射
在介质完全不吸收光能的情况下，反射光和折射光的 能量之和应等于入射光的能量。
由光密介质射向光疏介质，n2 < n1 ——内反射； 由光疏介质射向光密介质，n1 < n2 ——外反射。
ic：为临界角
sin ic
能量全部反射回第 一介质——全反射
讨论
余弦之比值随 i1 增加而增加——点光源 S 发出的同心 光束经平面折射后不再交于一点而成为像散光束。
由泰勒展开
sin
i1
i1
i13 3!
i15 5!
...
cos
i1
1
i12 2!
i14 4!
...
tan
i1
i1
i13 3
2i15 15
...
傍轴条件下，取一级近似 AS AS n2
此时 AS近 似与i1无关，折射光束近似是n1 同心光束
1.4 光在平面上的反射和折射
一.光在平面上的反射
同心光束经平面反射后仍然保持为同心光束,它只是改 变了光束前进的方向,所以它能生成物点的像——平面 镜是最简单的理想光学系统.
S
S
AB
S
S
虚光程: AS及BS 是实际光线的延长线,相应的光程
称为虚光程 [SAS] n(SA AS) 0
[SBS] n(SB BS) 0
n2
ic
n1
图1.4-6 光的全反射
讨论
1. 只有在光线从光密介质射向光疏介质，且入射角大 于临界角时，才会产生全反射现像。 2. 波动理论：隐失波 3. 海市蜃楼：大气密度不均匀、全反射现象
表明：物像之间各光线的光程相等,反射平面是等光程面
二.光在平面上的折射
P
i2
M
i1
A n2
n1
S
AM AS tan i1 AS tan i2
AS AS tan i1 AS sin i1 cos i2
tan i2
sin i2 cos i1
利用折射定律
S
AS AS n2 cos i2
n1 cos i1