1.几何光学的基本定律

折射率: n=c/vn=c/vn=c/v, 介质的光速vvv相对真空的光速ccc的减慢程度

光的直线传播定律

各向同性的均匀介质中, 光沿直线传播

光传播遇到波长量级的障碍物(小孔/狭缝), 发生衍射,破坏了定律的成立条件

光的独立传播定律

不同光源发出的光, 在空间的某一点相遇, 彼此互不影响, 各光束独立传播

两束光由同一单色点光源发出, 经不同路径传播在空间某点相遇, 干涉,破坏定律的成立条件

反射定律

I′′=−II''=-II′′=−I

全反射

光密->光疏, 入射角>临界角

折射定律

n′sin⁡I′=nsin⁡In'\sin I'=n\sin In′sinI′=nsinI

光路的可逆性

费马原理(最短光程原理)

光从一点传播到另一点, 无论进行了多少次反射与折射, 光程为极值

马吕斯定律

在各向同性均匀介质中: 光与波面正交,入射面与出射波面对应的点光程不变

费马原理,马吕斯定律<=>直线,独立,反射,折射

2.成完善像条件

入射波是球面波时, 出射波也是球面波
入射光是同心光束时, 出射光也是同心光束
物点及像点间任意两光路光程相等

3.应用光学的符号规则

4.单个折射球面光路计算

5.单折射面成像

垂轴放大率
β=y′y=nn′l′l\beta=\frac{y'}{y}=\frac{n}{n'}\frac{l'}{l}β=yy′=n′nll′
- 像大小 : 物大小
- β>0\beta>0β>0: 成正像, 物象在同侧,虚实相反
- ∣β>1∣|\beta>1|∣β>1∣: 成放大的像
轴向放大率
α=dl′dl=n′nβ2\alpha=\frac{dl'}{dl}=\frac{n'}{n}\beta^2α=dldl′=nn′β2
- 共轭像点的微小移动 : 轴上物点的微小移动
角放大率
γ=u′u=nn′1β\gamma=\frac{u'}{u}=\frac{n}{n'}\frac{1}{\beta}γ=uu′=n′nβ1
- 共轭光线∠\angle∠光轴 : 入射光线∠\angle∠光轴
拉赫不变量
J=n′u′y′=nuyJ=n'u'y'=nuyJ=n′u′y′=nuy
- 物体大小x成像光束孔径角x介质折射率的积不变
折射
n′l′−nl=n′−nr\frac{n'}{l'}-\frac{n}{l}=\frac{n'-n}{r}l′n′−ln=rn′−n
反射
n′=−nn'=-nn′=−n
1l′+1l=2r\frac{1}{l'}+\frac{1}{l}=\frac{2}{r}l′1+l1=r2

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【工程光学】几何光学基本定律成像概念

文章目录

1.几何光学的基本定律

光的直线传播定律

光的独立传播定律

反射定律

折射定律

光路的可逆性

费马原理(最短光程原理)

马吕斯定律

2.成完善像条件

3.应用光学的符号规则

4.单个折射球面光路计算

5.单折射面成像

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