《几何光学基本原理》PPT课件

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1、应用光学安徽理工大学机械工程学院王俊1AppliedOptics光学的应用领域越来越广泛工业通信日用农业军事医学天文2AppliedOptics通信日用农业军事医学天文光学的应用工业工业：显微镜、汽车车身的检测、机器人视觉、材料金相结构等等3AppliedOptics通信日用工业军事医学天文光学的应用农业农业：叶面与果实的检测4AppliedOptics通信日用工业农业医学天文光学的应用军事军事：望远镜、夜视仪、导弹制导、激光测距、无人驾驶侦探机、平视显示器等等5AppliedOptics通信日用工业农业医学军事光学的应用天文天文：资源勘探、

2、星际探索6AppliedOptics通信日用工业农业军事天文光学的应用医学医学：CT、胃镜、虹膜检测、生物检测7AppliedOptics日用工业农业医学天文光学的应用通信通信：光缆通讯军事8AppliedOptics通信工业农业医学天文光学的应用日用日用：扫描仪、照相机军事9AppliedOptics光的本质光的本质的认知过程1666年牛顿微粒说弹性粒子1678年惠更斯波动说以太弹性波1801年托马斯·杨双缝实验1873年麦克斯韦电磁场理论1905年爱因斯坦光子假设现在波粒二象性10AppliedOptics光的本质光具有波粒二象性。一般看

3、作电磁波可见光波长：400~760nm物理光学波动性几何光学粒子性11AppliedOptics研究光传播的基本规律和光通过光学系统成像的原理和应用。“应用”包含两层意思：1、作为粒子看待2、涉及具体的光学系统应用光学研究内容12AppliedOptics光学系统成像质量评价第五章光学系统的光束限制第四章平面镜棱镜系统第三章共轴球面系统的物像关系第二章几何光学基本原理第一章课程内容目视光学系统第六章13AppliedOptics参考书目1、安连生，《应用光学》，北京理工大学出版社2、郁道银，《工程光学》，机械工业出版社3、胡玉禧，《应用光学》

4、，中国科技大学出版社14AppliedOptics第一章几何光学基本原理15AppliedOptics第一章几何光学基本原理光波和光线几何光学基本定律光路可逆和全反射光学系统类别和成像的概念理想像和理想光学系统16AppliedOptics研究光的传播和光学成像的规律对于设计光学仪器具有本质的意义！1-1光波和光线在工农业、科学技术以及人类生活的各个领域，使用着种类繁多的的光学仪器，如望远镜，显微镜，投影仪等。光学系统：千差万别但是其基本功能是共同的：传输光能或对所研究的目标成像。17AppliedOptics从本质上讲，光是电磁波，它是按照

5、波动理论进行传播。但是按照波动理论来讨论光经透镜和光学系统是的传播规律或成像问题时将会造成计算和处理上的很大困难，在实际解决问题时也不方便。太不方便了！18AppliedOptics按照近代物理学的观点，光具有波粒二象性，那么如果只考虑光的粒子性，把光源发出的光抽象成一条条光线，然后按此来研究光学系统成像。问题变得简单而且实用！19AppliedOptics几何光学：以光线为基础，用几何的方法来研究光在介质中的传播规律及光学系统的成像特性。点：光源、焦点、物点、像点线：光线、法线、光轴面：物面、像面、反射面、折射面由于光具有波动性，因此这种只

6、考虑粒子性的研究方法只是一种对真实情况的近似处理方法。必要时要辅以波动光学理论。20AppliedOptics一.发光点几何上的点是既无大小，又无体积的抽象概念。当光源的大小与其作用距离相比可以忽略不计时，也可认为是一个点。天体遥远的距离观察者21AppliedOptics任何被成像的物体，是由无数个发光点组成1、本身发光。2、反射光。因此研究物体成像时，可以用某些特征点的成像规律来推断整个物体的成像。22AppliedOptics二、光线发光点向四周辐射光能量，在几何光学中将发光点发出的光抽象为带有能量的线，它代表光的传播方向。23Appl

7、iedOptics三、波面和光束（无线多条光线的集合）一个位于均匀介质中的发光点，它所发出的光向四周传播，形成以发光点为球心的球面波。某一时刻相位相同的点构成的面，或某一时刻光波所到达的位置称为波面波面上某一点的法线就是这一点上光的传播方向，波面上的法线束称为光束24AppliedOptics同心光束：发自一点或会聚于一点，为球面波平行光束：光线彼此平行，是平面波25AppliedOptics像散光束：光线既不平行，又不相交，波面为曲面。在几何光学中研究成像时，主要要搞清光线在光学元件中的传播途径，这个途径称为光路26AppliedOptic

8、s第一章几何光学基本原理光波和光线几何光学基本定律光路可逆和全反射光学系统类别和成像的概念理想像和理想光学系统27AppliedOptics1-2几何光学基本定律一