61几何光学简介解析

M
n
i
n′
i′
O
rC
像方焦距
Q p
p′
Q′
f '? n' r n'? n
物方焦距 f ? ? nr
n'? n
f' ?
f
?1
p' p
12
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（2） 横向放大率 n
定义 V ? hi
np' h0
h0
V?
Q
n' p
p
V>0,像正立
6.1 几何光学简介
n′
Q′
C hi
p′
V ? 1,放大
V<0,像倒立 V ? 1, 缩小
1 平面的反射成像
（（
（（
6
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2 平面的折射成像
6.1 几何光学简介
nsin i ? sin i'
y ? xcot i
y' ? xcot i'
x i′ O
y′ y
iM
Q′
Q
y' ?
y
sin sin
i i
cos i' ' cos i
?
y
1 ? n2 sin 2 i n cos i
7
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13
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（3）近轴光线的作图法
6.1 几何光学简介
F' F
14
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6.1 几何光学简介
四 薄透镜
1 薄透镜成像公式 f'? f ?1 p' p
其中
n0 i M ni
O i′
Q2
Qp nL
Q1
p2′
d
p1′
像方焦距 f '?
ni
nL ? no ? ni ? nL
r1
r2
15
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h0 Fo
h0′
? Fo′
Fe ? ′（
hi
Fe′ ? ′（
25
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2 望远镜
（a）望远镜的成像光路
6.1 几何光学简介
? d0
?′
Fo′Fe
26
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6.1 几何光学简介
第一版
（b）望远镜的放大率
?
??
hi fo'
M ? ?'
?
? hi ? 0, fo' ? 0
? hi / fe' hi / fo'
第6章 波动光学
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第6章 波动光学
大学物理电子教案
波动光学(1)
6.1 几何光学简介 6.2 光波及其相干条件 6.3 光程与光程差
1
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Βιβλιοθήκη Baidu一 光线
6.1 几何光学简介
二 光的反射和折射
法线
1 反射和折射定律
反射定律 i1 ? i1'
折射定律
sini1 sini2
?
n2 n1
?
n12
n12 相对折射率
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6.1 几何光学简介
n0 i M ni
物方焦距
O i′
Q2
Qp nL
Q1
p2′
d
p1′
f ??
no
nL ? no ? ni ? nL
r1
r2
16
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6.1 几何光学简介
当ni＝no? 1
1
f'? ? f ?
(nL
?
? 1)???
1 r1
?
1 r2
? ???
磨镜者公式
f'? f ?1 p' p
入射光
i1
i1'
反射光 L
分界面
折射光
i2
n1绝对折射率 （相对于真空）
2
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折射定律 n1 sin i1 ? n2 sin i2
几种常用介质的折射率
6.1 几何光学简介
媒质 空气 水 普通玻璃 冕牌玻璃 火石玻璃 重火石玻璃
折射率 1.000 29 1.333 1.468 1.516 1.603 1.755
? ? fo' fe'
? '?
hi fe'
? d0
?′
Fo′ Fe
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3 照相机
6.1 几何光学简介
p
p′
28
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选择进入下一节： 6.0 教学基本要求 6.1 几何光学简介 6.2 光波及其相干条件 6.3 光程与光程差 6.4 光的干涉 6.5 光的衍射 6.6 光的偏振
h0′
?
Fo′
Fe
?′
（
hi
? ′Fe′
（
? '?
hi fe'
物镜的横向放大率
hi ? ? ?
ho
fo'
? 为光学筒长，即物镜与目镜的间距
24
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6.1 几何光学简介
显微镜的视角放大率
M ? ? ' ? hi / fe' ? ho / So
??
So? fo' fe'
?
?
So? fo fe
9
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注意
6.1 几何光学简介
p ， p' ，f 的正负
p
h0
1
hi
F2
1
f
2
p′
p ? 0, f ? 0, p'? 0
10
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（2）凸面镜的反射成像
6.1 几何光学简介
1
1
2
1
F h0
2
hi
2
3
p
p′
f
f
11
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6.1 几何光学简介
2 球面上的折射成像
（1）成像公式 n' ? n ? n'? n p' p r
h0
2
f′1
F′
F
2
hi 3
3
2
p
p′
1
22
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6.1 几何光学简介
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′ ? ′（
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（b）显微镜的放大率
6.1 几何光学简介
定义
?'
M?
?
其中 ? ? ho
So
h0 Fo
凹透镜成像图
1
2
F′
hi
p′
6.1 几何光学简介
1 2
20
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凸透镜成像图
1 2
h0
3F
p
6.1 几何光学简介
1
f′ F′
2
hi
3
3
2
p′
1
21
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2 薄透镜的横向放大率
6.1 几何光学简介
V ? no p' ni p
1
1
2
F′
hi
当ni＝no ? 1
p′
2
V ? p' p
1
1?1? 1 p? p f ?
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6.1 几何光学简介
各种形状的透镜 凸透镜 （会聚）
凹凸透镜 平凸透镜 双凸透镜 平凸透镜 凹凸透镜
r1 ? 0 , r2 ? 0 r1 ? r 2
r1 ? ? r2 ? 0
r1 ? 0 , r2 ? 0 r1 ? 0 r2 ? ?
r1 ? 0, r2 ? 0 r1 ? r2
3
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2 全反射
全反射条件
6.1 几何光学简介
光密介质（ n1） 入射角 i1 ? ic
光疏介质（ n2）（ n1> n2）
临界角 ic ? arcsin(n2 / n1)
4
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全反射的应用：
6.1 几何光学简介
内窥镜
双筒望远镜
5
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三
6.1 几何光学简介
光在平面上的反射、折射成像
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6.1 几何光学简介
四 光在球面上的反射、折射成像
1 球面镜的反射成像
（1）凹面镜的反射成像
曲率半径
1
f＝r/2
2 3
焦距
4
5
F f
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成像公式
1? 1 ? 1 p p' f
p为物距， p' 为像距
6.1 几何光学简介
2
2
1
hi
h0
1
F
p
p′
f
p ? 0, f ? 0, p'? 0
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6.1 几何光学简介
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
r1 ? 0 r2 ? ?
r1 ? 0, r2 ? 0
r 1 ? ? r1 ? 0, r2 ? 0 r 2 ? 0 r1 ? r2
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