第9章 几何光学的基本原理

1、第9章 几何光学的基本原理（Basic Principles of Geometrical Optics） 光在平面界面上的反射和折射 （Reflection and Refraction of light on plane）光在平面上的反射 据反射定律 ， ，通过几何关系可11ii 22ii 以证明所有反射光线的反向延长线均交于P点， P是P的虚像。光通过平面反射仍保持单心性（唯一情况）. NNPPNPPN ， i1i1i2i2NPPN光在平面界面上的反射和折射 （Reflection and Refraction of light on plane）光在平面上的折射 折射线A1B1和A2B

2、2反向延长后11ii22ii1i2i2n1n1B2B2A1AxyOP1P2PP交于P1、P2点。交于P点, 再与y轴光在平面界面上的反射和折射 （Reflection and Refraction of light on plane）光在平面上的折射 P1(0, y1)： 2122212121)1 (xnnynnyP2(0, y2)： 2222212122)1 (xnnynnyP(x, y)： , 132221tan) 1(innyx2/312222112tan) 1(1 innnnyy光源P（0，y）确定后，P1、P2点的位置随入射点A（x，0）的位置而变。光在平面界面上的反射和折射 （Re

3、flection and Refraction of light on plane）光在平面上的折射 光束PA1A2内的其他光线的折射线反向延（弧矢焦线Sagittal focal line）. 将平面光束PA1A2绕oy轴转过一个小角度时，P线划出一段垂直纸面的弧线（子午焦线Meridion focalline）. 这两条互相垂直的焦线是一个曲面的两个曲率中心的轨迹，折射波非球面波非单心光束像散（astigmation）. 长后，均交于P点后，与y轴的交点落在 内21PP光在平面界面上的反射和折射 （Reflection and Refraction of light on plane）光在

4、平面上的折射 y为像似深度。 yynnyynnynnyyy21211221垂直入射时，平行光束经折射后仍为平行光束，像和物均在无穷远处。 入射角越大，像散越严重。 光在平面界面上的反射和折射 （Reflection and Refraction of light on plane）全反射（total reflection） 界面两边介质折射率不同时，n小光疏介质（optically thinner medium），n大光密介质（optically thicker medium）. 光由光密介质 光疏介质时，入射角cii 1cii 1 ，折射角=90; 时，全反射。 临界角（critical a

5、ngle） 12arcsinnnic玻璃 ，空气 ，此时 =42. 5 . 11n12nci光在平面界面上的反射和折射 （Reflection and Refraction of light on plane）全反射（total reflection） 全反射的应用光学纤维（optical fibre） 在圆锥体（顶角为i）内双层透明材料组成纤维21nn 的入射光线均能通过光纤。 光在平面界面上的反射和折射 （Reflection and Refraction of light on plane）全反射（total reflection） 光在平面界面上的反射和折射 （Reflection a

6、nd Refraction of light on plane）全反射（total reflection） 全反射的应用光学纤维（optical fibre） 12sinnnic222121222111110cos)2sin(sinsinnnnnnninininincc空气中的纤维 ， ，欲使i大，10n2221arcsinnni须n1和n2的差值大。 内 窥 镜 、 光 导 通讯 光在平面界面上的反射和折射 （Reflection and Refraction of light on plane）棱镜（Prism） A折射棱角，偏向角 ， Aii11当 时，得最小偏向角(angle of minimum11ii deviation)Ai 102此时的折射角 ，222Aii2sin2sinsinsin021AAiin棱镜的折射率可由测得的最小偏向角求出： 光在平面界面上的反射和折射 （Reflection and Refraction of light on plane）棱镜（Prism） 第九章 几何光学的基本原理（Basic Principles of Geometrical Optics） 光在平面界面上的反射和折射 （Re