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文档简介
光学基础的资料第1页/共28页波动性1、振动方向与传播方向垂直2、参数:波长和频率
V=λ·Tλ(T)
V第2页/共28页粒子性振动方向与传播方向平行光电效应实验证明了光的粒子性:当光照射到金属板上时金属板表面有电子逸出.法线第3页/共28页光的电磁理论无需介质,可以在真空中传播理论:磁场与电场的相互转换进行传播光源第4页/共28页几何光学基本定律1、直线传播2、折射3、反射4、全反射5、成像公式第5页/共28页光的直线传播
第6页/共28页折射与反射
当一束光投射到两种介质的分界面上时,一部分光滑表面反射到原介质中,这种现象称为反射;另一部分光将透射过光滑表面,进入第二种介质,称为光的折射。法线:垂直于介质表面的线。第7页/共28页反射定律:1入射光线、法线、反射光线在同一平面内;2反射光线和入射光线位于法线两侧,入射角相等于反射角,
即i1=i3折射定律:1入射光线、法线、折射光线在同一平面内;
2折射角的正弦与入射角的正弦之比等于入射光所在介质的折射率n1与折射光所在介质的折射率n2
之比,即sin(i2)/sin(i1)=n1/n2第8页/共28页ii2n1n2i3界面反射i1=i3折射sin(i2)/sin(i1)=n1/n2第9页/共28页全反射
光线入射到两种介质分界面是,通常都会发生折射与反射。在一定条件下,入射到介质上的光会全部反射回原来的介质中,没有折射光产生,这种现象称为全反射。发生条件:
1光线从光密介质射向光疏介质
2入射角大于临界角
第10页/共28页
θ∵sinθ×n=sin90°×1∴
临界角θ=arcsin1/n
n1第11页/共28页成像公式V------物距
U------像距
F------焦距
1/V+1/U=1/FUVF第12页/共28页第13页/共28页光的干涉与衍射干涉:在两个或多个光波叠加区域,某些点的振动始终加强,另一些点的振动始终减弱,形成在该区域内稳定的光强强弱分布的现象称为干涉现象。条件:1、频率相同
2、振动方向相同
3、相位差恒定第14页/共28页
光程差Δ是波长的整数倍就产生相长干涉;如果光程差Δ是半波长的奇数倍就产生相消干涉。
Δ=L1-L2
当Δ=(2k+1)·λ/2
振动加强当Δ=k·λ振动减弱L1L2S1S2第15页/共28页第16页/共28页光的干涉与衍射衍射:光线偏离直线传播的现象称为衍射。当孔的大小等于波长的时候才会有明显的衍射现象第17页/共28页光的偏振
就偏振而言,光一般可分为偏振光,自然光和部分偏振光.线偏振光:在传播过程中,光矢量的方向不变,其大小随相位变化的光是线偏振光,这时在垂直于传播方向的平面上,光矢量端点的轨迹是一直线.圆偏振光:在传播过程中,其光矢量的大小不变,方向规则变化,其端点的轨迹是一个圆.椭圆偏振光:光矢量的大小和方向在传播过程中均规则变化,光矢量端点沿椭圆轨迹转动。第18页/共28页偏振光的产生折射光反射光入射光第19页/共28页几何光学
几何光学第20页/共28页基本概念
1、焦点:平行光入射的汇聚点称为焦点。
第21页/共28页2、景深:景象平面成清晰像的深度称为景深。
3、焦深:像平面成清晰像的深度称为焦深。
4、孔径光阑:
5、视场光阑:
5、入瞳:
6、视场角:第22页/共28页
4、孔径光阑:限制轴上点或视场中央中央部分成像光束口径的光阑称为孔径光阑。对于相机来说就是光圈。第23页/共28页视场光阑:限制成像范围的光阑称为视场光阑。(CCD)它决定了视场角的大小θ第24页/共28页入瞳:孔径光阑经前面光组成像称为入瞳。第25页/共28页光学系统的像差理想像:光学系统近轴区的成像(高斯像)被认为是理想像。像差:实际光学系统所成像和近轴区所称像的差异即为像差。球差:轴上点发
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