光学基础的资料

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

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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