《眼应用光学基础》PPT课件

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1、眼应用光学基础第一章几何光学相关基础知识几何光学光的直线传播光的反射光的折射分类定律条件规律应用凸透镜成像一、光的传播1、光源能够发光的物体叫光源。如:太阳、发光的电灯、荧火虫都是光源。月亮本身不发光，它不是光源。2、光在同一种均匀物质中是沿直线传播的。光在不同物质中传播的速度是不同的，在真空中传播的速度最大，为3×108m/s。自身影子由于光沿直线传播，在光的传播过程中，遇到不透明的物体时，在物体后面就形成一个光不能到达的区域，从而形成一块阴影，这个阴影就是物体的影子。日食、月食的形成太阳月球地球日食的形成二、光的反射现象1、光的反射现象光射到两种介质的分界面时，有一部分光被反射回去的现象叫

2、光的反射。例如：我们能看到不发光的物体，就是由于物体反射的光缘故。2、光的反射定律反射光线、入射光线和法线在同一平面内，反射光线和入射光线分别位于法线两侧，反射角等于入射角。（可简记为“三线共面、法线居中、两角相等”）入射角反射角入射光线反射光线1)求作反射光线2)已知物像，求作镜面3）（如图）太阳光与水平面成60°角，要用一平面镜把太阳光反射到竖直的井底，画出平面镜放置的位置.60O4)从S发出的光经平面镜过A点。S’SA三、光的折射1、光的折射现象光由一种物质进入另一种物质时传播方向发生改变的现象，叫做光的折射。如：插在水中的筷子变弯折了，就是由于光的折射的缘故。2、折射规律折射光线、入射

3、光线、法线在同一平面时，折射光线和入射光线分别位于法线两侧。光从空气斜射到水或其他介质时，折射角小于入射角；光从水或其他介质斜射到空气时，折射角大于入射角。空气水水池变“浅”了；插入水中的筷子变弯了；海市蜃楼等。习题入射光线入射光线折射光线折射光线入射角入射角折射角折射角画出下图中的折射光线。玻璃玻璃凸透镜对光起会聚作用：凹透镜对光起发散作用：光的折射定律折射光线与入射光线、法线处在同一平面内；折射光线和入射光线分别位于法线的两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成正比．折射率(1)定义：光从真空射入某种介质发生折射时，入射角的正弦与折射角的正弦之比，叫做这种介质的绝对折射率，简称折射率．（2）表达

4、式：n=折射率可记忆为折射率可记忆为基础知识梳理物理意义折射率是表示光线从一种介质进入另一种介质时，发生偏折程度的物理量，与入射角i及折射角γ大小无关．折射率和光速的关系折射率和光在介质中传播的速度有关，当c为真空中的光速，v为介质中的光速时n=c/v,式中c＝3.0×108m/s，n为介质的折射率，总大于1，故光在介质中的传播速度必小于真空中的光速．在光的折射现象中，光路是可逆的．基础知识梳理二、全反射1．光密介质与光疏介质介质项目光密介质光疏介质折射率大小光速小大相对性若n甲＞n乙，则甲是介质若n甲＜n乙，则甲是介质光密光疏全反射现象：光从光密介质入射到光疏介质的分界面上时，光全部反射回光

5、密介质的现象．临界角：折射角等于90°时的入射角叫做临界角用公式表示sinC=1/n发生全反射的条件(1)光由光密介质射向光疏介质．(2)入射角≥临界角．第二节球面和共轴球面系统的理想成像一、单折射球面的成像单球面近轴区的物像关系引言由第七章的内容可知，当物体通过折射球面成像时，除位于近轴区内的物体外，均不能成完善像。但近轴区的成像范围和光束宽度均很小，实用意义不大。如果能把近轴光学系统成完善像的范围扩大到任意空间，即空间任意大的物体以任意宽的光束通过光学系统时均能成完善像，则这样的光学系统成为理想光学系统。理想光学系统具有以下基本特性：①点成点像物空间的每一点，在像空间必有一个点与之对应，且

6、只有一点与之对应，这两个对应点称为物像空间的共轭点。②线成线像物空间的每一条直线在像空间必有一条直线与之对应，且只有一条直线与之对应，这两条对应直线称为物像空间的共轭线。③平面成平面像物空间的每一个平面，在像空间必有一个平面与之对应，且只有一个平面与之对应，这两个对应平面称为物像空间的共轭面。推广：④对称轴共轭物空间和像空间存在着一对唯一的共轭对称轴。当物点A绕物空间的对称轴旋转一个任意角α时，它的共轭像点A'也绕像空间的对称轴旋转同样的角度α，这样的一对共轭轴称为光轴。①物空间的任一个同心光束必对应于像空间中的一个同心光束。②若物空间中的两点与像空间中的两点共轭，则物空间两点的连线与像空间两

7、点的连线也一定共轭。③若物空间任意一点位于一直线上，则该点在像空间的共轭点必位于该直线的共轭线上。上述定义只是理想光学系统的基本假设。在均匀透明介质中，除平面反射镜具有上述理想光学系统的性质外，任何实际的光学系统都不能绝对完善成像。研究理想光学系统成像规律的实际意义是用它作为衡量实际光学系统成像质量的标准。通常把理想光学系统计算公式（近轴光学公式）计算出来的像，称为实际光学系统的理想像。另外，在设