[理学]第2章几何光学1
物理学中的几何光学
物理学中的几何光学在物理学中，光学是研究光的传播、衍射、干涉等光现象的一个重要分支。
而几何光学则是研究光线的传播和反射规律的一个基础理论。
本文将介绍物理学中的几何光学的基本原理和应用。
一、光的传播规律光传播的主要规律有光的直线传播规律和光的反射规律。
光的直线传播规律指出，光线在均匀介质中以直线的方式传播，路径上每点的光线传播方向称为光线的光线传播方向。
光的反射规律描述了光线在界面上发生反射时的规律，即入射光线、反射光线和法线三者在同一平面内，入射角等于反射角。
二、光的折射规律光折射规律也是几何光学的重要内容之一。
当光线由一种介质传播到另一种介质时，光线会根据折射规律发生折射现象。
光的折射规律可以用折射定律来表述，即入射角的正弦与折射角的正弦之比在两个介质中的光线折射方向的两边中保持不变。
这一规律描述了光在不同介质中的传播方式，对于理解光在透镜、棱镜等光学器件中的传播过程非常重要。
三、透镜和光学成像在几何光学中，透镜是一个重要的光学元件。
透镜按其形状可分为凸透镜和凹透镜。
在光学成像的过程中，透镜起到了关键的作用。
当平行光经过透镜后，会聚到一点上，这一点被称为焦点。
而透镜的焦距则是指透镜到焦点的距离。
透镜的成像原理可以用光线追迹法来描述。
光线追迹法是基于光的直线传播规律的，通过绘制光线的传播路径，可以确定物体在成像位置的投影像。
根据光线追迹法，可以得到透镜的成像公式，即1/f = 1/v + 1/u，其中f为透镜焦距，u为物体到透镜的距离，v为像到透镜的距离。
四、干涉和衍射光的干涉和衍射现象也是几何光学的重要内容。
干涉现象是指两束光相遇时，由于光的波动性产生的干涉条纹现象。
而衍射现象是指光通过一个有限孔径或障碍物时，发生弯曲和扩散的现象。
干涉实验可以通过干涉仪来进行观测。
干涉仪主要包括杨氏实验和干涉薄膜等。
在干涉实验中，光的波动性起到了重要的作用，通过干涉条纹的形成可以得到关于光的相位差和光程差的信息。
理学工程光学f绪论及几何光学原理
真空折射率为1，在标准压力下，20摄氏度时空气折射 率为1.00028，
通常认为空气的折射率也为1，把其他介质相对于空 气的折射率作为该介质的绝对折射率。
提示：但是在设计高精度的太空中的光学仪器 时，就必须考虑空气和真空折射率的不同。
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法线
入射光线
N
(二）反射定律
反射光线
（1）反射光线在由
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（4）光的本性的两种学说—波动说，微粒说
（5）观察到干涉，衍射现象 （6）首次测得光速
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3. 1800~1900年，加速发展时期
（1）干涉，衍射实验成功 （2）偏振现象的发现----横波 （3）光的电磁理论创立 （4）光谱学 照相术 电影业得到很大发展
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§1-4 费马原理
• 费马原理与几何光学的基本定律一样，也是描述光线传 播规律的基本理论。
• 它以光程的观点描述光传播的规律，涵盖了光的直线传 播和光的折、反射规律，具有更普遍的意义。
• 根据物理学，光在介质中走过的几何路程与该介质折射 率的乘积定义为光程。设介质的折射率为n，光在介质 中走过的几何路程为l，则光程s表示为
•
• 折射率高的介质，光速低，称为光密介质； • 折射率低的介质，光速高，称为光疏介质。 • 相对折射率：当光线从第一介质进入第二介质时，第二介
质相对于第一介质的折射率称为相对折射率，其值为第二 介质折射率与第一介质折射率之比，记为n21。
• 通常所讲的介质的折射率是介质相对于空气的折射率。
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绪论
▲ 研究内容
1、光的发射、传播、本性和光与其它物质相互作用的规律。
第一章 几何光学(1)
n i A
P
O
n' r i
C
P'
则入射角i和折射角i'都很小，有 tan i sin i i, tan i sin i i
n OP CP PC n OP
(2)
(2)式表明，在傍轴条件下，象点P'的位置与入射光 线在球面上A点的位置无关，也即说，从P点发出的傍轴 光线，经折射后都通过同一P'点，P'点就是P点的象。
x2 x 故:
A x1 , y1 ,0
N
M
i1
C
x,0,0 C' x2 , y2 ,0
B
P
x,0, z i2
N'
x
x1 x x2
n1 ( x x1 )
2 ( x x1 ) 2 y1
即: 折射线 、 入射线分居法线两侧
将z = 0代入(1)式得:
①直线传播定律：（在均匀介质中）
在均匀介质中，n = const. ∴
A n ds n A ds
B
B
而由公理：两点间直线距离最短，∴ ② 折射定律：（在非均匀介质中）
A ds 的极小
B
值为直线 AB ，故：光在均匀介质中沿直线传播。 如图示：A点发出的光线入射到两种介质的平面 分界面P上，经C点折射后到达B点。下面的任务是 要确定实际光线的路径。过A、B两点作垂直于P平 面的平面M，它们的交线取作x轴，z轴在P平面内。 y轴在M平面内，A、B、C 三点的坐标如图所示。
(5) 物点和象点:
虚象点 实物点
几何光学ppt
06
几何光学系统设计
光学系统设计的基本步骤
确定设计目标
根据应用场景和需求，明确光学系统的目 标。
制造和装配
根据设计方案，制造和装配光学元件，确 保系统性能和质量。
选择合适的光源
根据设计目标，选择合适的光源，如LED 、激光器等。
优化光学系统
对设计好的光学系统进行优化，提高光学 性能和稳定性。
设计光学系统
研究对象和内容
研究对象
几何光学的研究对象包括光线传播、光的干涉、光的衍射、成像等。
研究内容
几何光学的研究内容包括光线传播规律、光学仪器设计、图像处理等。
学科地位和意义
学科地位
几何光学是物理学的一个重要分支，也是光学工程、生物医学工程等领域的基础 。
意义
几何光学在科学技术发展中具有重要地位，在日常生活中也有着广泛的应用，如 照相机、显微镜、望远镜等光学仪器，以及光刻技术、光学通信等。
04
几何光学成像原理
成像的基本概念
1 2
光线传播方向
光线从物体反射或透射后，传播方向发生变化 ，遵循光的反射定律和折射定律。
光线会聚点
光线通过凸透镜或凹面镜反射后，会聚于一点 ，该点称为焦点。
3
光线成像路径
光线通过凸透镜或凹面镜反射后，从物体反射 的光线经透镜折射后与镜面垂直，且交于一点 ，该点称为物点。
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02
几何光学基本概念
光线和光路
光线
在几何光学中，光线是指一条直线，它表示光的传播路径。
光路
光路是指光线从一个点传播到另一个点的路径，根据光路的 可逆性，可以从发光点出发沿着光路找到接受平面上的亮点 。
焦点和光焦度
第二章几何光学
三、傍轴物点成像与横向放大率
第
二 章
PΠ
n
n’
Q
几
i
C
A
i’
Q’
-y’ P’
何
s
Σ
s’
Π’
光
学
傍轴条件：y 2 , y2 s 2 ,s2 ,r 2
成
像
对于折射球面： V y ns y ns
讨论放大率的正负 与像的虚实
对于反射球面： V y s ys
四、逐次成像
第 二
n1
n3 n2
章
二
折射面的曲 5.7mm 网膜的曲率 9.8mm
率半径R
半径R’
章
物方焦距f -17.1mm 像方焦距f ’ 22.8mm
几
何
人眼的调节功能
光
1、改变眼睛的焦距使距离不同的物体都能在视网
学
膜上形成清晰的像，这个过程称为眼睛的调节。
成
像
眼睛能看清的最远点称为远点（无穷远）；
眼睛能看清的最近点称为近点（25cm）。
之，高度y（y’）<0。
（5）图示中的各个量均为正值。
第
第二节 共轴球面组傍轴成像
二
一、光在单个球面上的折射
章 几 何
nl A
P
Oφ
s
r
B
l’ C s’
P’ n’
光 学
1
l r 2 r s2 2rr scos 2
成
1
l r 2 s r 2 2rs r cos 2
像
由费马原理可得：
像
和像方主点重合的。
四、惠更斯目镜与冉斯登目镜
第 二
1、惠更斯目镜
理学工程光学f绪论及几何光学原理
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（4）光的本性的两种学说—波动说，微粒说
（5）观察到干涉，衍射现象 （6）首次测得光速
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3. 1800~1900年，加速发展时期
（1）干涉，衍射实验成功 （2）偏振现象的发现----横波 （3）光的电磁理论创立 （4）光谱学 照相术 电影业得到很大发展
红外侦察
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激光制导
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14
潜望镜
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红外雷达和 平视显示器
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医学：CT、胃镜、虹膜检测、生物检测
通信：光缆通讯
航天：资源勘探、星际探索
哈勃号太空望远镜是被送入 轨道的口径最大的望远镜。总长 12.8米，镜筒直径4.28米，主镜直 径2.4米，连外壳孔径则为3米， 全重11.5吨
量子光学
(quantum optics) 以光和物质相互作 用时显示的粒子性 为基础来研究光学 问题。
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▲ 光学发展简史
• 1. 1600年前后，几何光学的基础初步 奠定时期（萌芽时期） 主要成就：
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1.对光的直线传播，反射，折射现象的定量描述。
2. 制成平面镜 球面镜 凸透镜，并研究了成像规律。 3.对天然色散现象进行了研究 4.懂得了矫正视力
32
§1-2 几何光学基本定律
一、光的直线传播定律
在各向同性的均匀透明介质中，光线沿直线传播。
•用光的直线传播定律可以解释日蚀、月蚀等自然 现象，也可以解释光照射物体时为什么会出现影 子等类似问题，小孔成像就是利用了光的直线传 播定律。
光学中的几何光学解析
光学中的几何光学解析光学是物理学的重要分支之一，它研究光的产生、传播和与物质的相互作用等现象。
而几何光学作为光学的基础，其主要研究光在介质中的传播规律以及光的成像原理。
本文将对光学中的几何光学进行解析，并探讨其应用领域。
一、光线与光的传播在几何光学中，我们将光看作一束直线上的光线。
光线沿直线传播，具有直线传播的特性。
当光线在两个介质的交界面上发生折射和反射时，我们利用折射定律和反射定律来描述光线的传播方向和路径。
1. 折射定律当光线从一个介质传播到另一个介质时，会出现折射现象。
折射定律表明了入射光线、折射光线和法线之间的关系。
根据斯涅尔定律，光线在两个介质的交界面上的入射角和折射角满足如下关系：\[ n_1\sin\theta_1 = n_2\sin\theta_2 \]其中，\( n_1 \)和\( n_2 \)分别代表两个介质的折射率，\( \theta_1 \)和\( \theta_2 \)分别代表入射角和折射角。
2. 反射定律当光线从一个介质射到另一个介质上时，会发生反射现象。
反射定律表明了入射光线、反射光线和法线之间的关系。
根据反射定律，入射角和反射角相等，即入射角等于反射角。
二、成像原理与光学器件几何光学研究了光线穿过透镜等光学器件时的成像原理。
光学器件的设计依赖于成像原理，通过调整光学器件的参数，可以实现不同的成像效果。
1. 透镜成像透镜是一种常见的光学器件，它根据折射定律使光线发生折射，从而形成图像。
根据透镜形状的不同，透镜可以分为凸透镜和凹透镜。
通过调整透镜与物体和图像的距离，可以改变成像的大小和位置。
2. 球面反射镜成像球面反射镜是另一种常见的光学器件，它通过反射光线形成图像。
球面反射镜可以分为凸面反射镜和凹面反射镜。
凸面反射镜能够使光线发散，形成实像；而凹面反射镜能够使光线汇聚，形成虚像。
三、几何光学的应用几何光学在物体成像、光学仪器设计以及光学透镜组等领域具有重要应用价值。
大学物理几何光学
大学物理几何光学在物理学的学习旅程中，几何光学是一个重要的组成部分，它为我们理解光的行为和传播提供了基础的概念和工具。
一、几何光学的基本概念几何光学主要研究光的传播路径和光线的性质。
它基于两个基本假设：光在均匀介质中沿直线传播，以及光线的方向与光的偏振方向相同。
在真空中，光的速度是恒定的，而在其他介质中，光的速度会发生变化。
二、光线的基础知识光线是几何光学中的基本概念。
它被定义为光在某一点所通过的路径，并且具有确定的方向。
光线的基本性质包括：光线的反射和折射，光线的会聚和发散，以及光线的干涉和衍射。
这些性质在解决几何光学问题时具有关键的作用。
三、反射和折射反射是指光线碰到界面后改变其传播方向的现象。
根据反射定律，入射角等于反射角。
折射是指光线从一种介质进入另一种介质时，改变其传播方向的现象。
折射率是描述介质光学特性的重要参数，不同介质的折射率不同。
四、会聚和发散会聚是指光线经过透镜或其他光学元件后，在某一点聚焦的现象。
发散是指光线从某一点出发，经过透镜或其他光学元件后，散开的现象。
这两个概念对于理解眼睛的矫正、望远镜和显微镜的工作原理具有关键作用。
五、干涉和衍射干涉是指两个或多个波源的波的叠加产生加强或减弱的现象。
衍射是指波绕过障碍物传播的现象。
这两个概念对于理解光学仪器的工作原理以及光的本性具有重要意义。
六、应用领域几何光学在许多领域都有广泛的应用，包括物理实验、医学诊断、天文观测等。
例如，我们可以利用几何光学原理设计望远镜和显微镜，以便更准确地观测和研究天体和微观粒子。
医学领域中的X光检查、激光治疗等也需要几何光学的知识。
总结，几何光学是物理学的一个重要分支，它为我们理解光的传播行为提供了基础的理论框架和实用的工具。
通过学习几何光学，我们可以更好地理解自然现象，设计出更精确的光学仪器，并解决实际应用中的问题。
在大学物理课程中，光学和近代物理是两个重要的主题。
它们为我们提供了深入理解自然界的各种现象以及人类对世界的感知方式。
物理学中的几何光学现象分析
物理学中的几何光学现象分析物理学中的光学是一个非常重要的领域，涵盖了从人眼视觉到天文望远镜的所有光学现象。
几何光学是光学学科中的一种分支，主要涉及光线从一个介质到另一个介质的传播，并以精确和可靠的方式描述了很多光学现象。
1. 折射折射是几何光学研究中的一个重要问题，主要涉及到光线从一个介质到另一个介质的传播。
当光线从更密度较大的介质进入到更密度较小的介质时，它就会向离法线更远的方向弯曲。
而当光线从更密度较小的介质进入到更密度较大的介质时，它就会向离法线更近的方向弯曲。
例如，当光线传播到水面时，它会继续向下传播，但是当光线从水面进入到空气时，它会偏离原来的传播方向，这种现象就是折射。
2. 反射另一个几何光学研究的问题是反射现象。
反射是指当光线经过介质的表面时，部分光线会发生反弹，并以与入射光线的角度相等、但方向相反的方式传播。
反射现象在日常生活中随处可见，在镜子中看到自己的形象就是一种反射现象。
反射现象也广泛应用于光学传感器和光学仪器中。
3. 镜面成像镜面成像是把一个物体的像形成在镜子前面的一种光学现象。
镜面成像涉及到物理学中的反射现象，当光线反射到镜子上时，对象的像就会形成在一个焦点处。
镜面成像在日常生活中得到了广泛的应用。
例如，当我们使用化妆镜时，它就会把我们的面部像形成在化妆镜的前面，这种现象就是镜面成像。
4. 折射率折射率是指介质中的光线传播速度与空气中光线传播速度的比值。
折射率是几何光学中一个非常重要的参数，对于折射研究有着至关重要的作用。
折射率在几何光学中得到了广泛的应用。
例如，当我们在眼镜中看到物体时，镜片的折射率会影响我们看到的物体的清晰度和畸变程度。
总的来说，几何光学是物理学中非常重要的一个分支。
几何光学采用理论和实验方法，研究光线通过不同介质的相互作用和传播，对于我们理解光学现象并应用于光学仪器和装置有着重要的作用。
几何光学讲解PPT课件
i2 i2 '
2、最小偏向角
i1 i1',i2 i2 '
偏向角最小，称为最小偏向角。n sin ( m) / sin / 2
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2
3、三棱镜的色散
法线
i1
i2
白光
三棱镜的色散
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红
青 紫
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§2 惠更斯原理
一、波的几何描述 波面（波阵面）、平面波、球面波的概念
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四、薄透镜傍轴成像的牛顿公式 ：
s, s 高斯公式中 是从O点算起的 ，薄透镜傍轴成像时也可以将物像方的焦
点
作为计算起点，此时成像的符号法则也要做如下的调整：
F , F
若入射光从左向右传播、计算起点分别是薄透镜的物方焦点
F F ' 和像方焦点
，物像点分别为
Q、Q ' 以及物像
二、实象 虚象 实物 虚物
实象（物）：有实际光线会聚（发出）的点。 虚象（物）：无实际光线会聚（发出）的点。
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成 像 实 例
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实物、实象、虚象的联系与区别
实物与实象： 联系：均为有光能量存在的光束顶点。 区别：光能量的传播范围不同。
实象与虚象： 联系：均为经反射、折射后所得的象点。 区别：象点处光能量有无状态不同。
平面反射能实现理想成象。
四、物像之间的等光程性 虚光程 等光程面
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§5 共轴球面组傍轴成像
一、 球面的几个概念 符号法则
r
C
O
球面顶点：O
版高中物理几何光学知识点
版高中物理几何光学知识点光学是物理学的一个分支，主要研究光的传播规律和光对物质的相互作用。
而几何光学则是光学的一个重要的分支，它主要研究光线在直线传播时的规律和在与平面镜、球面镜等光学器件中的传播规律。
以下是几何光学的一些重要的知识点。
1.光线与物体的相互作用当光照射到物体上时，会发生反射、折射、透射等现象。
其中，发生反射的光线遵循反射定律，即入射角等于反射角；发生折射的光线遵循折射定律，即入射角的正弦与折射角的正弦比等于两种介质的折射率之比。
2.平面镜成像平面镜是一种反射器件，它将光线反射得非常规则。
当光线射向平面镜时，会发生反射并形成像。
根据镜面法线的位置不同，平面镜的成像有实像和虚像两种情况。
实像是指光线会交叉而形成的像，而虚像则是指光线不会交叉而形成的像。
无论是实像还是虚像，它们的位置都位于镜面法线上。
3.球面镜的成像球面镜是一种由一个曲面构成的光学器件，可分为凹面镜和凸面镜两种。
球面镜也会将光线反射或折射，并形成像。
不同的是，球面镜的像可以是实像也可以是虚像，且位置不一定位于镜面法线上。
凹面镜会使得光线发散，而凸面镜会使得光线汇聚。
4.光的色散和色度光的色散是指光线经过一种介质时由于不同波长的光的折射率不同而发生的偏折现象。
色度则是描述光的颜色的一个参数。
当光通过光栅、棱镜等介质时，会发生不同波长的光的折射角度不同造成的色散现象。
透明介质对不同颜色的光呈现出不同的折射率，从而使得不同颜色的光出现不同的偏折。
5.光的干涉和衍射光的干涉和衍射是光的波动性质的表现。
干涉是指两束或多束光线相遇并发生叠加的现象，其干涉图样包括明暗交替的干涉条纹。
衍射是指光波通过物体缝隙或物体边缘时发生偏折的现象，形成衍射图样。
干涉和衍射的结果可以用来验证光的波动性以及进行精密测量。
以上就是几何光学的主要知识点。
通过学习这些知识，我们可以更好地理解光的传播规律，掌握光学器件的工作原理，从而应用于生活和科学研究中。
光学几何光学(标准版)ppt资料
点 虚 像
实
像
一、平面反射成像 平面是最简单的光学系统
点光源
S
物点
n1 n2
像
S'
点
虚
像
对称平面
像
点
实
S'
像
n1
n2
虚物点
S
二、平面折射成像 平面折射的情况下不能理想成像
当人眼的观察位置移动 所观察到的虚像点位置也随之移动
发散光束
近似像点
焦散曲线
人眼看到的物 点的近似像点
§14-4 光在球面上的反射和折射
六种基本透镜类型的主截面
传递光能或光信息
改变光的行进方向 光是介质（以太）中的机械波
§14-4 光在球面上的反射和折射
空气中 n1 = n2 ≈ 1
在均匀介质中光沿直线传播，光线为直线
解释与实物作用过程（光的吸收与发射）中发生的现象
45°
45°
四、光程
设 为单色光的频率，c 为光在真空中的传播速度
波动理论遭遇困难
光电效应、康普顿效应 等不能用波动说解释
光具有波粒二象性
表现为波动
表现为粒子
解释传播过程（反射、 折射、干涉、衍射和偏 振）中发生的现象
解释与实物作用过程 （光的吸收与发射） 中发生的现象
波粒二象性是一切微观粒子的共同属性。
§14–2 几何光学基本定律
用带有方向的几何线表示光的传播方向
v1 为光在折射率为n1 的介质中的传播速度
折射率的定义为
c n1 v1
设 、 1 分别为光在真空中、介质中的波长
则
1
n1
1
折射率与几何路程的乘积 nr 称为光程
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[4]
第二章 几何光学成像
2、由[4]式的第一式，得单球面 轴上物点的折射公式
n n n n s s r
←著名的阿贝不变式
n n ★光焦度 P (屈光度) r
光焦度的单位是屈光度( m 1 ) 你所戴眼镜光焦度的度数是 屈光度×100
第二章 几何光学成像 像方焦点、像方焦平面、像方焦距
单球面上的折射
[1]
第二章 几何光学成像
★由余弦定律得
2 2 2 p s r r 2r s r cos 展开 2 2 2 p s r r 2r s r cos( )
2 2 2 p s 4 r s r sin / 2 [2] 2 2 2 p s 4r s r sin / 2
p p n s r n s r
[1]
H
联立[1][2]得
s2 n s r
2 2
单球面上的折射
[3]
s 2 1 1 2 2 4r sin ( ) 2 2 2 2 n s r n s r n s r
A E E’ U’ F’
h
O
AE 是一条平行于光轴的入射光线
它通过理想光学系统后，出射光线E’F ’交光轴于F ’
※ F ’ 就是无限远轴上物点的像点，称像方焦点 ※从像方焦点F’到顶点O（像方主点H’ ）之间的距 离称为像方焦距，用 f ’ 表示
单个折射球面两个主点与顶点重合
第二章 几何光学成像 物方焦点、物方焦平面、物方焦距
注意：物、像的概念是相对于光组来说的
B
A B1 L1 A1 A’ L2
B’
对于L1而言，A1B1是AB的像; 对L2而言，A1B1是物，A’B’是像，则A1B1称为中 间像
7
第二章 几何光学成像
讨论与交流： 平面镜能否成实像?
平面镜成虚像
虚物的例子
第二章 几何光学成像 二、物方和像方、物与像的共轭性 ※ 物所在的空间为物空间，像所在的空间为像空 间，两者的范围都是（-∞,+∞） 物空间 实物空间 虚像空间 像空间
第二章 几何光学成像
3、等光程性要求光线QQ'与φ无关，所以
s2 s 2 0 2 2 2 2 n s r n s r ★由(3)式得 1 1 0 2 2 n s r n s r
[4]
H
单球面上的折射
第二章 几何光学成像 二、阿贝不变式P42
第二章 几何光学成像 与像类似，物也分两种 ※ 实物：自己发光的物体。 如灯泡、蜡烛等，也可以是被照明后发光的物体， 如人物，景物等。 ※ 虚物：不是由实际光线而是由光线的延长线相 交而成的物。 虚物不能人为设定，它是前一系统所成的像被 当前系统截取得到的。
A
4
A
A’
第二章 几何光学成像
实物：相对于光学系统，入射光束是发散的
虚物：相对于光学系统，入射光束是会聚的
实像：相对于光学系统，出射光束是会聚的 虚像：相对于光学系统，出射光束是发散的
实 物
虚 物
实 像
虚 像
第二章 几何光学成像
请判断物与像的虚实
A
A’
A
A’
a. 实物成实像
b. 实物成虚像
A’
A
A’
A
c. 虚物成实像 （对于第二个透镜）
6
d. 虚物成虚像
第二章 几何光学成像
2、在ΔQCM和ΔQ′CM中
i u i u
★由正弦定律得
sr r p sin sin i sin u p s r r sin sin i sin u
H
整理得(1)式
p p n s r n s r
在凸透镜2f 外放一个点燃的蜡烛，后面放一个纸屏， 当纸屏放到某一位置时，会在屏上得到蜡烛清晰的 像。
2
※ 由实际光线成的像，称为实像。 如电影，幻灯机，照相机成像
第二章 几何光学成像 有的光学系统成的像，能被眼睛看到，却无法 在屏上得到
F’ F’
这些像不是由实际光线相交得来，而是由实际光线的 反向延长线相交得来。 ※ 由反射或折射光线的反向延长线相交所得的像称为 虚像。 如照镜子，显微镜，望远镜等。 3
1、傍轴光线条件
2 2 s 、s 及r 2
h
2
<<
~ 0， cos ~ 1，
p ~ s，p ~ s
u 2、u2及 2 << 1
2、由[4]式的第一式(开方取倒数后再除 r ) ←著名的阿贝不变式 得单球面轴物点上的折射公式
n n n n s s r
s2 s 2 2 0 2 2 2 n s r n s r 1 1 0 2 2 n s r n s r
物点Q到像点Q′的各条光线的光程相等
物点Q到像点Q′的各条光线的光程相等
四、等光程面(自学)
第二章 几何光学成像
§2 共轴球面组傍轴成像
一、光在单球面上的折射
1、在介质分界面∑上
n sin i n sin i
H
单球面上的折射
QA s
AQ s
QM p
MQ p
第二章 几何光学成像
9
虚物空间 实像空间
第二章 几何光学成像
1、物空间(物方)与像空间(像方)
物空间 入射光束所在的空间
像空间
出射光束所在的空间
注意：用物、像位置所在空间来定义不够严谨。
2、物与像的共轭性
物点Q与像点Q′ 是一对对应点: 共轭点 物点Q与像点Q′是共轭点
第二章 几何光学成像 三、物像之间的等光程性
由费马原理得出
第二章 几何光学成像
§1 成像
§2 共轴球面组 傍轴成像
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新概念物理教程
光学
§5 光学仪器
§6 光阑
§3 薄透镜
§4 理想光具组理论
§7 像差 §8 像的亮度、照度 和主观亮度
第二章 几何光学成像
§1 成像
一、实像与虚像、实物与虚物：物像分类 物、像的虚实
——取决于是否是入射、出射的实际光线的交点。