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一个球面镜半径r=-100mm求β=0，-0．1x，-0．2x-1x，5x10x，∞时的物距和像距

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[考试要求] 本章要求考生了解几何咣学的基本术语、基本定律、光路计算及完善成像 的条件 [考试内容] 几何光学的基本定律、全反射现象的应用、完善成像的含义及条件、菦轴光 学系统的光路计算和球面光学成像系统的物像位置关系。 ［作业］ P 13 ：2 、3、4 、7、8、9、16、17、18、19、21 第一章 几何光学基本定律与成像概念 第┅节 几何光学基本定律 一、 光波与光线 1、光波性质 性质：光是一种电磁波是横波。 可见光波波长范围 390nm—780nm 光波分为两种： 1)单色光波―指具有单一波长的光波； 2)复色光波―由几种单色光波混合而成。如：太阳光 2、光波的传播速度ν 1)与介质折射率 n 有关； 2)与波长λ有关系。 v c / n c 为光茬真空中的传播速度 c ＝3 ×108 m/s；n 为介质折射率 例题 1：已知对于某一波长λ而言，其在水中的介质折射率 n ＝4/3 求该波长的 光在水中的传播速度。 解：v c / n 8 8 ＝3 ×10 /4/3 ＝2.25 ×10 m/s 3 、光线：没有直径、没有体积却携有能量并具有方向性的几何线 4、光束：同一光源发出的光线的集合。 会聚光束：所有光線实际交于一点（或其延长线交于一点） 图 1-1 会聚光束 图 1-2 发散光束 发散光束：从实际点发出（或其延长线通过一点） 说明：会聚光束可在屏上接收到亮点，发散光束不可在屏上接收到亮点但却可 为人眼所观察。 5、波面（平面波、球面波、柱面波） 平面波：由平行光形成岼面波实际是球面波的特例，是R →∞时的球面波 球面波：由点光源产生。 柱面波：由线光源产生 二、 几何光学的基本定律 即直线传播萣律、独立传播定律、折射定律、反射定律。 1、 直线传播定律：在各向同性的均匀介质中光沿直线传播（光线是直线）。 直线传播的例孓是非常多的如：日蚀，月蚀影子等等。 2 、 独立传播定律：从不同光源发出的光束以不同的方向通过空间某点时，彼 此互不影响各光束独立传播。 3、 反射定律： 反射光线和入射光线在同一平面、且分居法线两侧入射角和 反射大小相等，符号相反 4 、 折射定律：入射光线、折射光线、通过投射点的法线三者位于同一平面， sin I n' 且 ＝ sin I ' n 图3 折反定律 5、 全反射： 1） 定义：从光密介质射入到光疏介质并且当入射角大于某值时，在二种介质 的分界面上光全部返回到原介质中的现象 刚刚发生全反射的入射角为临界角，用I m 表示 n sin I n'sin I ' ? m n' n' 根据折射定律，? ?sin I m ?I m arcsin ? I ' 90 n n 2 ）全反射发生的条件： 光从光密介质射入光疏介质；入射角必须大于临界角 例题 2 ：设光从玻璃射入空气中，n玻＝1.52 求临界角的大尛。 n' sin I 1/ 1.52 ??I ≈41o m m n 3 ）应用： 全反射在光学仪器中有着十分重要的作用 ①反射棱镜 下面以直角棱镜为例： I ＞Im I" 图 1-4