第一章光学基础1

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第一章晶体光学基础

2.晶体内部微观结构在任何部位都相同，只要光波振动方向相同，折光率值一定相等。同一个晶体只有一个光率体，在晶体的任何部位都能反映出来。
§5 光率体
一、均质体的光率体
光在均质体中传播时，无论振动方向如何，折光率值相等。图形特点：均质体光率体是以折光率值为半径的圆球体（包括：等轴晶系矿物和玻璃质）。均质体的光率体的切面
Bxa“//”Ng，Ng=Bxa，Bxo一定“//”Np，即 Bxo= Np。相应的矿物叫二轴晶正光性矿物。
2.二轴晶负光性光率体（-）：当Ng-Nm＜Nm-Np时，为负光性光率体。
Bxa=Np，Bxo=Ng。相应的矿物叫二轴晶负光性矿物。
二轴晶光率体
三、二轴晶光率体
微观结构不同，折光率值是透明鉴定矿物最可靠的常数之一。
三、全反射及其临界角
1.全反射临界角当光从光密介质射入光疏介
质，折射光线沿界面传播时相应的入射角叫全反射临界角。
2、产生全反射的必要条件 ①从光疏介质射入光密介质。 ②入射角≥全反射临界角。
3、阿贝折光仪的制成原理如果玻璃块上方介质为n，反射
1 nm=10 Å =10-3μ（微米） =10-6mm（毫米）
§2 自然光和偏光
根据光波的振动特点，把光可分为自然光和偏光。自然光：是指直接由光源发出的光，自然光的光波振动方向在垂直于光波传播方向的平面内，作任何方向的等振幅的振动。偏光：自然光经过反射、折射、双折射或选择性吸收等作用后，可以转变为只在一个固定方向上振动的光波，称为偏振光或偏光。
Vi/ Vγ= Sinⅰ/ Sinγ=N ……..…..③
当两种介质一定时，N值永远是一个常数，我们把N称为折射介质对入射介质的相对折射率，当入射介质是真空时，称N为绝对折射率，简称折射率或折光率。我们把③式为折射定律。

物理光学基础教程第一章答案

物理光学基础教程第一章答案1. 人们对光的本性的认识经历了漫长而曲折的过程，很多物理学家为此付出了艰辛的努力。

下面的四个人物，在对光的认识方面分别做出了不同的贡献。

请按照历史发展的顺序将他们依次排列，其中正确的一组是（）[单选题] *④①②③③④②①④③①②③④①②(正确答案)2. 在白炽灯的照射下从两块捏紧的玻璃板表面看到彩色条纹，通过狭缝观察发光的白炽灯也会看到彩色条纹，这两种现象（） [单选题] *都是光的衍射现象前者是光的衍射现象，后者是光的干涉现象前者是光的干涉现象，后者是光的衍射现象(正确答案)都是光的干涉现象3. 如图，当用激光照射直径小于激光束的不透明圆盘时，在圆盘后屏上的阴影中心出现了一个亮斑。

这是光的（）现象，这一实验支持了光的（）。

[单选题] *干涉微粒说衍射波动说(正确答案)干涉波动说衍射光子说4. 关于下图中的三个图样分别是将激光照射在怎样的狭缝或孔隙上实现的？[单选题] *单缝衍射双缝干涉圆形小孔衍射单缝衍射双缝干涉圆形障碍物衍射双缝干涉单缝衍射圆形障碍物衍射双缝干涉单缝衍射圆形小孔衍射(正确答案)5. 下列各组电磁波，按波长由长到短正确排列的是（） [单选题] *γ射线、红外线、紫外线、可见光红外线、可见光、紫外线、γ射线(正确答案)可见光、红外线、紫外线、γ射线紫外线、可见光、红外线、γ射线6. 下列所说的几种射线中，不属于电磁波的是（） [单选题] *紫外线红外线α射线(正确答案)γ射线7. 卢瑟福通过对粒子散射实验结果的分析，提出（） [单选题] *原子的核式结构模型(正确答案)原子核内有中子存在电子是原子的组成部分原子核是由质子和中子组成的8. 现已建成的核电站发电的能量来自于（） [单选题] *天然放射性元素衰变放出的能量人工放射性同位素放出的能量重核裂变放出的能量(正确答案)化学反应放出的能量9. 如图为双缝干涉的实验示意图，若要使干涉条纹间距变大可改用波长（）的单色光；或者使双缝与光屏之间的距离（）。

物理光学第一章_1

§3 平面电磁波本节根据波动的两个偏微分方程，结合边界条件、初始条件，得出其中的平面波解－平面波的波函数。一沿某一坐标轴方向传播的平面波所谓平面波，是指电场和磁场在垂直于传播方向的平面内各点具有相同值的波。设平面波沿三维坐标系的Z轴正向传播，如图1－2所示。产生平面波的电磁场波动方程简化为

（2）E和H互相垂直
证明：由微分形式的麦克斯韦方程组3式知： B E t
上式左侧代入的复数表达式进行运算 E ，得到 E ik E
B 而 i B t 则3式演变为 1 B k E
3 介质的绝对折射率电磁波在真空中的速度与在介质中的速度是不等的。为了描述不同介质中电磁波传播特性的差异，定义了介质的绝对折射率：
n c v
代入c、v各自的表达式，有
c n v
r r 0 0
r 为相对介电常数， r 为相对磁导率。
对除磁性物质以外的大多数物质而言， r 1, 故 n r 这个表达式称麦克斯韦关系。
2 E 1 E 2 0 2 2 z v t 2 2 B 1 B 2 0 2 2 z v t
2
1 2
z vt z vt
引入中间变量对方程化简，令
对（1）式代换变量，得
2 2 2 E E E E 2 2 z 2 2 2 2 2 2 E E E 2 E v 2 2 2 2 t
由于 E 0，所以
由此可得：
2 E E 2 E 2 E 2 0 t
由相似的数学运算可得到关于B的方程 2 B 2 B 2 0 t

晶体光学一、二

4、光性正负、与一轴晶光性正负的确定有所不同，二轴晶光性正负取决于：当Ng－Nm ＞Nm－Np （＋）。此时Nm 比较接近Np ，两个圆切面靠近Np ，光轴则接近Ng 。所以Ng 为 Bxa 、Np 为 Bxo 。当Ng－Nm ＜Nm－Np （－）。此时Ng为Bxo。Np为Bxa。
无法显示图像。计算机可能没有足够的内存以打开该图像，也可能是该图像已损坏。请重新启动计算机，然后重新打开该文件。如果仍然显示红色 “x” ，则可能需要删除该图像，然后重新将其插入。
无论光性如何，无论光性如何， ⊥Bxa 切面的双折率总是小于 ⊥Bxo 切面上的双折率。双折率。证明：（＋） Ng－Nm ＞ Nm－Np （⊥Bxo）（⊥Bxa）（－） Ng－Nm ＜ Nm－Np Bxa Bxo （⊥Bxa）（⊥Bxo）（5）斜交切面：即不垂直主轴，也不垂直光轴。 a、半任意斜切面（垂直于一个主轴面的斜交切面），椭圆，有一个半径为主轴。另一个为Ng’或Np’，比较重要的是⊥NgNp 面（AP）的切面。含Nm。 b、任意斜交切面，椭圆，半径为Ng’、Np’，双折率介于 O 与Ng－Np 之间。
2、一轴晶光率体的主要切面
岩矿鉴定中常应用的是晶体不同方向上的切面（薄片切面）。所以必须对光率体几种主要切面的形状和切面半径所表示的折射率值十分熟悉。
（1）⊥OA切面：不发生双折射，不改变特点。圆，半径为Ne ，一轴晶仅有一个。（过球心，⊥Z轴）（2）∥OA切面：分解为两种偏光，平行两个半径。椭圆：（＋）长半径为Ne，短No , （－）长半径为No，短Ne，双折率为（Ne－No）,为最大双折率。（3）斜交光轴切面（最常见）：分解成两种偏光。椭圆，（＋）长Ne＇，短No , （－）长No, 短Ne＇，双折率为No与Ne＇之差，大小介于0与（Ne－No）之间。小结：初步可知，应用光率体，可以确定光波在晶体中的传播方向（波法线方向）、振动方向及相应折射率值之间的关系。⊥OA方向的切面；圆，不发生双折射，非⊥OA 方向，双折射。椭圆，椭圆半径方向为振动方向。长度表示n值，二者差为双折率。

光环境设计

5、钠灯钠灯是利用钠蒸气放电的气体放电灯的总称。有低压钠灯和高压
钠灯之分。（1）低压钠灯
低压钠灯的光色呈现橙黄色，它的光视效能极高，光色柔和，眩光小，透雾能力极强，低压钠灯的缺点是其辐射近乎是单色黄光，分辨颜色的能力差，不宜用于繁华的市区街道和室内照明。
（2）高压钠灯高压钠灯主要为黄色、红色光谱，工作时发出白色的光。高压钠
第一章光学基础知识
主要内容：第一节：光环境第二节：自然采光与人工照明
第一节光环境
一、光的特性
现代物理实验证实，光在传播过程中显示出的主要是波动性，而在光与物质的相互作用中，主要显示出的则是微粒性，这也就意味着光具有波动性和微粒性的双重特性：
1．光的电磁理论光的电磁理论认为光是能在空间传播的一种电磁波，实质是电磁
lcd=l lm/l sr
3．照度照度是用来说明被照面上被照射的程度的，即被照物体表面每单
位面积上所接收到的光通量。表面上一点的照度等于入射到
包含该点的面元上的光通量与面元的面积之商。照度用符号E 来表示，单位为勒克斯，符号为lx。
E =dΦ /dA
4．亮度 “被视物体实际上是一个发光体，
（1）锥状细胞主要集中在视网膜的中心窝区域。锥状细胞只在明亮（约
1.0cd/m2以上的亮度）的环境下起作用，这时它能分辨出物体的细部和颜色，并对环境的明暗变化做出迅速反应。
（2）杆状细胞在中心窝区域并没有杆状细胞。但自此区域向外，其分布密度都
在迅速增加，在离中心窝区域20°附近达到其最大密度，然后又开始逐渐减少。
视网膜上的物象的照度与发光体在视线方向的正投影面积A cosα成反比，与发光体朝向视线方向的发光强度I 成正比。这一概念被称为亮度”。

视光学

第一章基础光学第一节光我们所能看到外界物体就是因为光的作用。

人眼直接看到的光都是可见光。

光在真空中的速度为3×10^8米/秒。

根据光波波长的不同，光可分为：微波红外线可见光紫外线宇宙射线波长（纳米）10000 760 380 2001纳米=10^-11米红外线、紫外线会灼伤人眼的角膜、晶状体，人眼不可直接接受，而太阳镜可以阻挡紫外线。

第二节屈光当光从一种介质进入另一种介质时，光的行进方向会发生改变，这种现象称之为“折射”，在视光学中把“折射”称之为“屈光”。

为了表示方向改变程度的大小，我们用折射率（n’）来表示，又称为屈光指数。

光在空气中折射率为1，而在别的物质中折射率都比1大，譬如人眼角膜屈光指数为1.377。

我们刚才谈到可见光，也就是常说的白光，是由赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫组成的。

那么我们是怎么知道的呢？科学家做了以下这个实验：由此可见，三棱镜的折射规律是：光线总是折向三角形的基底方向。

第三节透镜如果我们用两个三棱镜的基底连在一起，根据三棱镜的折射特性，光线都向基底方向折射，并聚于一点，这点称为焦点，根据它的形状特征我们称为凸透镜，焦点到透镜光学中心的距离称为焦距（f）。

如果将两个三棱镜的顶尖连在一起，根据三棱镜的折射特性，光线都向基底方向折射，所以光线会发散，但其反向沿长线会聚于一点，这点就称为（虚）焦点，根据它的形状特征我们称为凹透镜，焦点到透镜光学中心的距离称为焦距（f）。

可以想象，透镜由于凸凹程度的不同，它们对光线的屈光（折射）能力就不一样，为表示透镜屈光能力的不同，我们引入概念–––屈光度，用D表示，D=1/ f，由此，若焦距为1米的透镜，那么它的屈光度就是1.00D，若此透镜是凸透镜，它有着“会聚”光的特征，就记为+1.00D；若此透镜是凹透镜，它有着“发散”光的特征，就记为-1.00D。

第二章眼的屈光系统第一节总论外层（纤维膜）：角膜、巩膜、角巩膜缘眼球壁中层（葡萄膜）：虹膜、睫状体、脉络膜眼球内层（视网膜）：视网膜眼球内容物房水、晶状体、玻璃体眼的构造眼的附属器：眼眶、睫毛、眼睑、结膜、泪器、眼外肌视路第二节眼的构造眼球位于眼眶的前半部，依靠筋膜悬吊于眼眶中。

《基础光学》PPT课件

n n 称为光焦度。
r
Φ与物、象位置无关，仅与两介质和界面有关
Φ 的单位为m-1, 用屈光度D表示，1D=1m-1
2．焦点和焦距
（1）光焦度
n n
r
r
n
n’
由 n n n n 有 P n
p p r
n
p
当p、n、n给定后，r P 。
光焦度Φ：表征折射球面的聚光本领。
① 是系统的固有特征量表征折射面的聚光本领，它不因入射光线的方向改变而改变。
A—B的路径应选择哪一条？
按费马原理C点的位置应使[ABC]为极值。求路径 l 光程变分为0的条件：光线只取
x (n1l1 n2l2 ) 0
z
( n1l1
n2l2 )
0
的路径。
将l1、l2的表达式代入上式有
l ACB n1l1 n2l2
其中：
l1
y12 ( x x1 )2 z 2
v2
c
c
有 n1l1 n2l2
n1
n2
* 可见，光在不同的介质中，相同的时间内传
播的几何路程不同，但光程相同。
又有
t n1l1 n2l2
c
c
光程的概念可理解为：光在介质中通过真实路程所需时间内，在真空中所能传播的距离。
借助光程，可将光在各种介质中走过的路程折算为在真空中的路程，便于比较光在不同介质中传播所需时间长短。
光学
主讲于国萍
武汉大学物理科学与技术学院 2010级
同学们好！
主要参考书
• 赵凯华、钟锡华《光学》上下册 (北大) • 钟锡华《现代光学基础》（北大） • 郭永康、鲍培谛《基础光学》(四川大学) • 郭光灿、庄象萱《光学》(高教社) • 章志鸣、沈元华、陈惠芬《光学》(高教社) • 母国光、战元令《光学》(人民教育社) • E.赫克特；A.赞斯《光学》上下册 (高教社)

第一章光学基础知识

第一章光学基础知识肉眼能感觉到的光称为可见光，它来自各种自然光源和人造光源。

光实质是电磁波，可见光的电磁波波长在380nm ～760nm 之间。

研究可见光的物理现象有：1、光是直线传播的：人影、小孔成像、木工观察平面直不直时都是该现象的验证；2、光是独立传播的；3、光路是可逆的；4、光到达两个介质的介面时，光要产生反射和折射。

第一节光的反射和球面镜成像一、光的反射当光线投射到两种介质的分界面上时，一部分光线改变了传播方向，返回第一媒质里继续传播，这种现象称为光的反射。

自然界的反射分为：漫反射（不规则反射）镜面反射（规则反射）当介质的分界面（反射面）粗糙凹凸不平时，即使入射光线是平行的，反射光线并不平行，这种反射称为漫反射（不规则反射）。

当介质的分界面（反射面）光滑平整时，入射光是平行的，反射光仍然平行的反射，称为镜面反射（规则反射）。

二、反射定律1、反射光线在入射光线与法线所决定的平面内，反射光与入射光线分居在法线两侧；2、反射角等于入射角：i 1＝i 2 。

i 1i 2入射角法线反射角入射光线反射光线入射点三、平面镜成像像的性质：①虚像②正立③等大根据等大的性质，可以证明AO＝A′O当验光室长度尺寸达不到国家规定的5米－6米的距离时，可以利用反射镜成像的原理，将长度尺寸压缩一半。

四、球面镜成像镜的反射面为球面的一部分称做球面镜反射面为球形的凹面——凹面镜反射面为球形有凸面——凸面镜1、凹面镜的成像：凸面镜A镜面的几何中心点O ，称镜面的顶点。

镜面的曲率中心C ，称镜面的球心。

过球心与顶点的连线——称为主光轴，简称为主轴。

当一束平行于主轴的光线入射，经凹面镜反射后相交于镜前主轴上的一点F ，F 点称为焦点。

焦距到顶点的距离FO 称为焦距，用f 表示。

可以证明：f = r 为曲率半径求凹面镜的成像问题（已知物体位置，求像的位置），可以用二种办法解决。

①公式计算法如图，假设物体AB ，离凹面镜距离（物距）S ；像A ′B ′，离凹面镜距离（像距）S ′；则有如下等式：－＋＝符号规则：a 、入射光线自左向右为正，反之为负；反射光线自右向左为正，反之为负；b 、物坐标以球面镜顶点为原点，向右为正，向左为负；c 、像、曲率中心和焦点的坐标也以球面镜顶点为原点，向左为正，向右为负；d 、物点和像点在主轴上方时，其坐标为正，反之为负；e 、图中要表示长度字母时，若要表示负数，应在其前加以负号。

应用光学知识点

第一章几何光学基本定律与成像概念1、波面：某一时刻其振动位相相同的点所构成的等相位面成为波阵面,简称波面。

光的传播即为光波波阵面的传播。

2、光束：与波面对应的所有光线的集合。

3、波面分类:a)平面波：对应相互平行的光线束（平行光束）b)球面波:对应相较于球面波球心的光束（同心光束）c)非球面波4、全反射发生条件：a)光线从光密介质向光疏介质入射b)入射角大于临界角5、光程：光在介质中传播的几何路程l与所在介质的折射率n的乘积s。

光程等于同一时间内光在真空中所走的几何路程。

6、费马原理：光从一点传播到另一点,期间无论经过多少次折射和反射，其光程为极值。

7、马吕斯定律：光线束在各向同性的均匀介质中传播时，始终保持着与波面的正交性，并且入射波面与出射波面对应点之间的光程均为定值.8、完善像：a)一个被照明物体每个物点发出一个球面波，如果该球面波经过光学系统后仍为一球面波，那么对应光束仍为同心光束，则称该同心光束的中心为物点经过光学系统后的完善像点.b)每个物点的完善像点的集合就是完善像。

c)物体所在空间称为物空间，像所在空间称为像空间。

10、完善成像条件：a)入射波面为球面波时，出射波面也为球面波。

b)或入射光为同心光束时,出射光也为同心光束。

c)或物点A1及其像点之间任意两条光路的光程相等.11、物像虚实：几个光学系统组合在一起时,前一系统形成的虚像应看成当前系统的实物。

12、子午面：物点和光轴的截面.13、决定光线位置的两个参量：a)物方截距：曲面顶点到光线与光轴交点A的距离，用L表示。

b)物方孔径角:入射光线与光轴的夹角，用U表示。

14、符号规则a)沿轴线段：以折射面顶点为原点，由顶点到光线与光轴交点或球心的方向于光线传播方向相同时取证，相反取负b)垂轴线段：以光轴为基准，在光轴上方为正,下方为负。

c)夹角：i.优先级：光轴》光线》法线。

ii.由优先级高的以锐角方向转向优先级低的。

iii.顺时针为正，逆时针为负。

第一章几何光学

第一章几何光学
以光线概念为基础研究光的传播和成像规律
§1.1 光线传播的基本定律
一.几何光学的实验定律
1.光的直线传播定律。（各向同性介质中）
共面
2.反射定律和折射定律：
分于法线两侧角度关系
3.光的独立传播定律和光路可逆原理（各向同性介质中）
几何光学中常用的器件-----棱镜
作用：改变光路色散分光
s
2 2 2
n (s r)
n
s
/2
/2
0
/ 2
(s r )
1 n (s r )
2
n
1
/2
0
(s r)
/
求出上两式联立方程的解，可得一对特殊的共轭点，称为球面折射的齐明点或不晕点对一对齐明点，宽光束经球面折射仍能成像。
（二）把光束限制在傍轴区，即
则有：
2
cos 1
共轴球面系统的基点基面
(1) 焦点与焦平面
焦平面的普遍意义：顶点位于焦平面上的光束，其共轭光束为平行光束；顶点位于焦点上的光束，其共轭光束与主光轴平行。物（像）方焦点F（ F'）：与无限远处像（物）点共轭的轴上物（像）点。物（像）方焦平面：过物（像）方焦点F（ F' ）的垂轴平面。
2
在傍轴区d<<s，s/，|r|；略去二阶以上无穷小量得
d (r s) PM s 1 2 s
d (r s' ) M P s ' 1 2 s'
因此，光程
d (r s) d (r s' ) [ PMP ' ] ns 1 2 2 ns ' 1 s s'

工程光学基础教程第一章

工程光学基础教程第一章工程光学是一门研究光学现象和光学器件在工程领域中应用的学科。

它涵盖了光学基础知识、光学器件和系统设计、光学测量和测试、光学传感和图像处理等方面的内容。

本文将以工程光学基础教程的第一章为主题，讨论工程光学的基本概念和原理。

第一章介绍了光的物理性质和光的波动理论。

光是一种电磁波，具有波动性和粒子性的特点。

光波动的基本特性包括波长、频率、振幅和相位。

光的波动可以通过实验来验证，例如干涉、衍射和折射等实验。

干涉是指两束光波相遇时发生的干涉现象。

干涉可以分为同相干和非相干干涉两种情况。

同相干干涉是指两束光波的相位差为整数倍的情况下发生的干涉。

非相干干涉是指两束光波的相位差不是整数倍的情况下发生的干涉。

衍射是指光通过一个小孔或经过不规则边缘时发生的衍射现象。

衍射可以用赫兹普龙原理来描述，即波的传播过程中每个波前都可以看作是一系列波源发出的球面波。

折射是指光从一种介质传播到另一种介质时发生的折射现象。

光的折射是由介质的折射率引起的，折射率是光在介质中传播速度与真空中传播速度的比值。

光的粒子性可以通过光的能量传播和光的吸收来解释。

光的能量在空间中传播时遵循能量守恒定律和动量守恒定律。

光的吸收是指光被物质吸收并转换为其他形式的能量，例如热能。

本章还介绍了光的能量和功率的计算方法。

光的能量可以通过光的强度和面积来计算，光的功率可以通过光的能量和时间来计算。

光的强度可以用辐射亮度和辐射通量来描述。

此外，本章还介绍了坐标系和光的传播方向。

坐标系是研究物体位置和光传播方向的基本工具。

光的传播方向可以用传播矢量和波矢量来描述，传播矢量指示光的传播方向，波矢量指示光的传播速度和方向。

综上所述，工程光学基础教程的第一章主要介绍了光的物理性质和光的波动理论。

通过学习这些基本概念和原理，我们可以更好地理解和应用工程光学知识。

工程光学是一门应用广泛的学科，对于光学器件和系统的设计、光学测量和测试、光学传感和图像处理等方面都有很大的意义和价值。

工程光学知识点整理

工程光学课件总结班级：姓名：学号：目录第一章几何光学基本原理 (1)第一节光学发展历史 (1)第二节光线和光波 (1)第三节几何光学基本定律 (3)第四节光学系统的物象概念 (5)第二章共轴球面光学系统 (6)第一节符号规则 (6)第二节物体经过单个折射球面的成像 (7)第三节近轴区域的物像放大率 (10)第四节共轴球面系统成像 (11)第二章理想光学系统 (13)第一节理想光学系统的共线理论 (13)第二节无限远轴上物点与其对应像点F’---像方焦点 (14)第三节理想光学系统的物像关系 1，作图法求像 (17)第四节理想光学系统的多光组成像 (21)第五节实际光学系统的基点和基面 (25)第六节习题 (27)第四章平面系统 (27)第一节平面镜 (27)第二节反射棱镜 (28)第三节平行平面板 (30)第四节习题 (31)第五章光学系统的光束限制 (31)第一节概述 (31)第二节孔径光栅 (33)第三节视场光栅 (34)第四节景深 (35)第五节习题 (36)第八章典型光学系统 (36)第一节眼睛的光学成像特性 (36)第二节放大镜 (39)第三节显微镜系统 (40)第四节望远镜系统 (44)第五节目镜 (46)第六节摄影系统 (47)第七节投影系统 (49)第八节光学系统外形尺寸计算 (49)第九节光学测微原理 (52)第一章几何光学基本原理光和人类的生产活动和生活有着十分密切的关系，光学是人类最古老的科学之一。

对光的每一种描述都只是光的真实情况的一种近似。

研究光的科学被称为“光学”（optics），可以分为三个分支：几何光学物理光学量子光学第一节光学发展历史1，公元前300年，欧几里得论述了光的直线传播和反射定律。

2，公元前130年，托勒密列出了几种介质的入射角和反射角。

3，1100年，阿拉伯人发明了玻璃透镜。

4，13世纪，眼镜开始流行。

5，1595年，荷兰著名磨镜师姜森发明了第一个简陋的显微镜。

光电器件基础第一章半导体光学基础知识

1.1.3 光电子技术的应用从光电子技术研究初期开始，人们就不停地探索其应用价值，而且军事应用被优先考
虑，并投入大量的人力、物力、财力。20 世纪 50 年代末，美军将光电探测器用于代号为响尾蛇的空空导弹，取得了明显的作战效果；之后，美、英、法等国相继开发了中波（3~5μm）和长波（8~10μm）红外多元探测器组件、红外焦平面阵列等，广泛应用于夜视、侦查、观瞄、火控、制导等系统；1961 年，第一台激光测距仪问世；70 年代初，美军在对越战争中用激光制导炸弹一举摧毁了曾用普通炸弹付出很大代价都没有炸毁的一座桥梁，当时还盛传美军准备在越南战场使用激光致盲武器，谋求取得心理威慑作用。
大多伦多大学等报道了其光计算机研究的重大进展。
21 世纪。我们正在步入信息化社会，信息与信息交换量的爆炸性增长对信息的采集、
传输、处理、存储与实现都提出了严峻的挑战，国家经济与社会的发展、国防实力的增强
等都更加依赖于信息的广度、深度和速度，而这取决于我们获取、传输、处理和存储信息
的能力与水平。随着现代科学技术的迅速发展，在空间科学、现代防御体系、生命科学、
现在，激光器的波长覆盖了从软 X 射线到远红外的各个波段，峰值功率达到 1014W，最高平均功率达到兆瓦级，最窄脉宽为 10-16s 量级，最高频率稳定度达到 10-15，调谐范围从 190nm 到 4μm，同时其结构、工艺日趋成熟，稳定性、可靠性和可操作性显著改进。激光器尤其是半导体激光器的进步带动了整个光电子技术的研究、开发与应用领域的飞速发展。光电子技术具有许多优异的性能特征，具有很大的使用价值，概括如图 1.4 所示。
进了相应各学科，特别是半导体光电子学、导波光学和非线性光学的发展和彼此之间的相
互渗透，而且还和数学、物理学、材料学等基础学科交叉，形成新的边缘领域，如半导体

电子光学基础1

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电磁透镜的一大特点是景深大，焦长很长，这是由于小孔径角成像的结果。电磁透镜的一大特点是景深大，焦长很长，这是由于小孔径角成像的结果。
习题 1.电子波有何特征?与可见光有何异同? 2.分析电磁透镜对电子波的聚焦原理，说明电磁透镜的结构对聚焦能力的影响。 3.电磁透镜的像差是怎样产生的?如何来消除和减少像差? 4.说明影响光学显微镜和电磁透镜分辨率的关键因素是什么? 5.如何提高电磁透镜的分辨率？ 6.电磁透镜景深和焦长主要受哪些因素影响?说明电磁透镜的景深大、焦长长，是什么因素影响的结果？假设电磁透镜没有像差，也没有衍射埃利斑，即分辨率极高，此时它的景深和焦长如何?
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2. 两个物点成像的情况: 即Ｓ1、Ｓ2成像后在像平面上会产生两个Airy斑Ｓ 1’、Ｓ2’．
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如果两个物点靠近，相应的两个Airy斑也逐渐重叠。当斑中心间距等于Airy 斑半径时，强度峰谷值相差１９％，人眼可以分辨;当一点光源衍射图样的中央最亮处刚好和另一个点的第一个最暗处重合时，两衍射斑中心强度约为中央的８０％，人眼刚可以分辨。-刚 Rayle：电磁透镜的聚焦原理：电荷在磁场中运动时，受到磁场的作用力，即洛仑磁力。电磁透镜实质是一个通电的短线圈，它能造成一种轴对称的分布磁场。洛仑兹洛仑兹力的计算洛仑兹力与电磁透镜的聚焦原理:正电子荷在磁场中运动时受到磁场的作用力： f = q v × B 式中，q—运动电荷（正电荷） v—电荷运动速度 B= B—电荷所在位置磁感应强度,与磁场强度H的关系： µ H 由于磁场对运动电子的作用力总是垂直于电子的速度，因此这个力不改变电子运动速度的大小，只改变电子运动的方向。即电子在磁场中运动速度的大小是不变的。磁场即不加速电子，也不阻滞电子，只改变电子运动的轨迹。

眼屈光知识点

第一章光学基础自然光按光产生的条件撒开光人工光集合光光源分类光束分类平行光热光源像散光按能量转换分类冷光源光的直线传播：一束平行光沿直线传播光的反射：当光线射到两种媒介分界面上时，一部分光线改变了原来的传播方向，返回原来的媒介里继续传播光的折射：光由一介质射入另一不同介质时，在两介质交界处，一部分被射回到第一介质中，另一部分射回到第二部分，在两介质交界处改变方光路可逆：沿着一定线路传播的光线，可以沿着原路从相反方向返回，通过发光点光的独立传播：两束光在传播途径时互不干扰，其传播方向及其他性质都不发生改变，在交会点上，光强度为各光束简单叠加三棱镜（1）光学作用：1）有屈折光线的能力，无聚焦能力2）使光向基底偏斜，虚像，向尖端移位（2）标注基底方向：1)BU BD BI BO2)360°底向标示法：5 △（底向37°）3)直角坐标底向标示法：底向X方向：4 △底向Y方向：3 △透镜1、球面透镜：各子午线弯曲度相同，屈光力相等包括：凸透镜和凹透镜（1）凸透镜：正透镜或会聚透镜；+表示；对光起会聚作用。

相当于很多基底向中心的三棱镜组成（2）凹透镜：负透镜或发散透镜；-表示；对光线有发散作用，相当于很多尖端向中心的三棱镜（3）球面透镜特性：即改变光线方向，又改变光线聚散度（4）常用名词：1）主焦点：平行光经过透镜折射后与主轴交点2）主轴：通过透镜两球面相应球心的直线3）光心：主轴与两球面的交点。

4）光轴：通过光心的直线，包括主光轴和副光轴5）曲率：球面的弯曲程度面镜度：F=（n2-n1）/r屈光度：透镜的折射能力1）屈光力：以F表示2）单位：1D ；D=1/f3）球镜的表示形式：对于凸\凹透镜：F f 4）决定透镜屈光力大小的因素：F=n2-n1（7）凸透镜成像1）物体位于主焦点处，无像形成2)物体位于主焦点稍微远处，像大于物，且为倒立实像3）物体位于两倍焦距处，像与物等大，且为倒立实像，4）物体位于两倍焦距之外，但未到无限远，像小于物，且为倒立实像5）物体位于焦距以内，因折后光像散开，要将它向后延长相交，则像为直立虚像（8）凹透镜成像：所成的像总是直立的，虚的，且小于物柱面透镜（1）柱镜的光学特性：1）弯曲的表面是圆柱面，有屈光作用。