应用光学教材序言.ppt

应用光学;问题讨论： 1.美丽的万花筒； 2. 校园路口的凸面镜； 3. 清晨照镜子时的疑惑。 ;;走进应用光学;三.课程特点 1 相对后继课程：技术基础课，实用技术 2 实践性强：毕业设计、课程设计等开放创 新活动 3 公式多、计算繁杂 主要参考书目： 《应用光学》 基本教材（吴福田） 《应用光学》张以谟 《光学设计》袁旭沧 《应用光学习题集》机械工业出版社 《应用光学》北京理工大学出版社 ;四、建议与想法 1 以教与学为中心，发挥两个积极性； 2 营造一个良好的教学环境； 3 要有“研究”精神； 4 作业问题 一个薄本;第一章 几何光学的基本定律和成像概念 几何光学：研究光在透明介质中传播和成像的理论 λ→0 §1－1几何光学的基本概念 一、光波 在对光的波动性的研究中人们认识到： 光是电磁波的一部分，因而它是横波。在电磁波谱中占有相对较小的一个波段，在此波段内电磁波对人的视觉产生刺激，故曰“可见光”。 波长范围：0.38~0.78μm 电磁波的各波段划分参见教科书表1－1，表1－2所列。;Spectrum of electromagnetic ( or Hertzian) wave;二、光源、发光点 光源的概念： 物理学界定 能够辐射光能的物体被称为发光体或 光源。 当光源本身大小与其辐射光能作用的距离相比较可以忽略时，该光源可称为点光源或发光点。 几何光学的界定 将自身发光以及被照亮的物体统称为发光体。 发光体可由无数更小的发光体构成。 几何光学中讨论光的传播时，总是以发光体的某些特征位置点作为研究对象，即将这些特征位置点光的传播特性去代表整个发光体的光能传播特性。 这些特征位置点在几何学上，实质就是几何点。 几何光学中，发光点被认为是一个无体积、无线度的但容有能量的几何点。 点光源之于光学，正像质点之于力学，点电荷之于电学一样，是建筑整个理论体系的砖石。 ;三 光线 光的传播轨迹 几何光学：光线是无直径、无体积但能够传???能量的几何线，代表着光的传播方向。 光线的画法：带箭头的直线（射线） ;四 波面与光束 波面：光波振动位相相同的各点在某一时刻（瞬间）所构成的曲面。 波面可以是 1.平面型的—平面波 2.球面型的—球面波 3.任意曲面型的—任意曲面波 根据光的横波特性，波面的法线说明了光能的传播方向。因而，各种面型波波面上的法线则说明了几何光学当中的重要基本概念—光线。 注意，各种面型波面的法线不止一条，可有多条，它们的集合就构成了光（线）束。 ;根据波面的不同对光束的划分： a)同心光束：波面为球面型的光束，汇聚或发散 b)平行光束：与平面波对应的光束 c)像散光束：变形球面波对应的光束;子午面;§1-2 几何光学的基本定律 一、光的直线传播定律 在各向同性的均匀介质中，光沿直线传播。 1）定律成立的条件； 2）“直线”即指无时不在的波面的法线。 二、光的独立传播定律 由不同光源发出的光线，以不同方向通过空间某点时，各光线独立传播彼此互不影响。实质上，简单的强度叠加，然后各自继续按原来的方向传播。;三、反射定律与折射定律 光在传播过程中遇到特性不同的界面。当???遇到两种透明介质的光滑分界面上时所发生的现象就是二定律阐述的问题。 1. 反射定律 I ：入射角，I’’:反射角 AO: 入射光线 BO：反射光线 角度标定：以过O点的PQ垂线 ON为准，由光线转到 ON，锐角。 符号规则：由光线转到ON，顺正 逆负;数学表述形式： I =-I" 光学语言表述：1）入射光线、反射光线和法线在同一平面内，入、反线在法线两侧；（三线共面）