用光线来处理光的传播λppt课件

1、用光线来处置光的传播用光线来处置光的传播 0 1 几何光学三定律几何光学三定律 1. 光的直线传播光的直线传播(rectilinear propagation)定律定律: 光在均匀媒质中沿直线传播。光在均匀媒质中沿直线传播。 景象：景象： (1) 投影投影(shadow); (2) 针孔成像针孔成像(pinhole imaging) 3-1 光线的概念光线的概念几何光学三大定律.swf2. 光的反射光的反射(reflection)和折射和折射(refraction)定律定律两种媒质两种媒质n1和和n2，入射光线从媒质，入射光线从媒质1射到分界面上。射到分界面上。 n1n2i1i1i2入射面：入

2、射光线与交点处分界面法线成的平面入射面：入射光线与交点处分界面法线成的平面 定律：定律：1反射线和折射线反射线和折射线 在入射面内；在入射面内； 2反射角等于入射角反射角等于入射角i1=i1； 3 Snells law； 2211sinsininin折射.swf3反射定律的讨论：反射定律的讨论： q 反射角只决议于入射角，与波长及媒质无关；反射角只决议于入射角，与波长及媒质无关；q 反射面可以是任不测形，光滑或粗糙；反射面可以是任不测形，光滑或粗糙；q 反射的运用反射的运用-反射棱镜；反射棱镜； 角锥棱镜角锥棱镜(Corner prism):反向作用反向作用五角棱镜五角棱镜直角棱镜：直角棱镜：

3、对着光看，反射后图像上下方位对调对着光看，反射后图像上下方位对调DoveDove棱镜棱镜-(-(图像上下方位对调图像上下方位对调) )4折射定律的讨论：折射定律的讨论： 光密媒质光密媒质denser medium-折射率大的媒质；折射率大的媒质； 光疏媒质光疏媒质rarer medium-折射率小的媒质；折射率小的媒质； 定义：定义：1光从光疏进入光密时：光从光疏进入光密时： 21nn 时掠入射时掠入射 oi901oi9022211sinsininin21ii 由由n1n2i1i2(2)光从光密进入光疏时：光从光密进入光疏时： 21nn 21ii n1n2i1i2oi902时时, 1211si

4、nnniic- 临界角临界角critical angle 当当i1 临界角临界角ic时，时， 发生全内反射发生全内反射total internal reflection(3) 全反射的运用全反射的运用全反射棱镜和光纤全反射棱镜和光纤optical fiber 21nn n半径半径包裹层包裹层 n1n22. 棱镜与色散棱镜与色散Dispersion 介质的折射率介质的折射率: vcn 不同颜色波长的光在介质中的传播速度不同颜色波长的光在介质中的传播速度v不同不同 由于由于不同波长光的折射率不同不同波长光的折射率不同 色散色散一束白光入射时，不同波长的折射角不同一束白光入射时，不同波长的折射角不同

5、正常色散：随波长的添加，折射率下降。正常色散：随波长的添加，折射率下降。 正常色散曲线正常色散曲线一些物质在某些波长附近，随波长的添加折射率上升一些物质在某些波长附近，随波长的添加折射率上升 反常色散，常伴有对光的吸收。反常色散，常伴有对光的吸收。 棱镜的色散棱镜的色散 等腰三角形截面棱镜等腰三角形截面棱镜的偏向角的偏向角: 界面上的界面上的 折射定律：折射定律： 几何关系：几何关系： EGF -) () () ()(22112121iiiiiiii22ii 21sinsinini sinsin21ini 四边形四边形AEDF - D EDF -Dii22) (11ii22ii 随入射角随入射

6、角i1i1的变化而变化的变化而变化, , 在某个入射角，在某个入射角， 最小最小 最小偏向角最小偏向角 d min利用关系式利用关系式 和和 及折射定律，可求出最小偏向角。及折射定律，可求出最小偏向角。 ) (11ii极值的必要条件：极值的必要条件： 01111dididid111didi22ii 122didicoscoscoscos22221111diindiindiidii由折射定律由折射定律:21sinsinini sinsin21ini coscoscoscos2211iiii推得最小偏向角必需满足的关系：推得最小偏向角必需满足的关系：sinsin1sinsin11221212212iniinisin1sin1sin1sin122221212iiiisin11sin11sin1sin11221221212inin