16714-1幾何光學(xué)中的基本定律和原理(存儲(chǔ)版)
【正文】 17 圖（ b）中，單箭頭光線是一條臨界光線，它在兩層界面上的入射角等于臨界角。 光的可逆性原理不僅適用于光的反射和折射過(guò)程，對(duì)于光的一切傳播過(guò)程都是適用的。 這樣當(dāng)光由內(nèi)層射到兩層介質(zhì)的界面時(shí) ， 入射角小于臨界角的那些光線 ， 根據(jù)折射定律逸出纖維 ， 而入射角大于臨界角的光線 ， 由于全反射 ， 在兩層界面上經(jīng)歷多次反射后到達(dá)另一端 ， 如圖所示 。 當(dāng)入射角 i 等于某特定值 ic （臨界角）時(shí) ： 1s in c21 ?inn ,2,1s in ??? rr15 這表示折射光線沿著兩種介質(zhì)的界面?zhèn)鞑ァ?39。 39。作直角坐標(biāo)系 OXY,并設(shè)： A、 B兩點(diǎn)的坐標(biāo)為（ x1 ,y1)和（ x2 ,y2)，未知點(diǎn)的坐標(biāo)為（ x ,0).由圖可知， C點(diǎn)在 10 A’ 、 B’ 之間的光程必小于 C點(diǎn)在 A’ 、 B’ 以外的光程，即： x1xx2 。顯然，直線 QMP’是其 8 中最短的一根，從而路徑 QMP的長(zhǎng)度最短。若 媒 質(zhì) 的 折 射 率 連 續(xù) 變 化 ， 則 光 程 應(yīng) 為 ：（ ； “ 光 程 ” 可 理 解 為 在 相 同 時(shí) 間 內(nèi) 光線 在 真 空 中 傳 播 的 距 離 。 在應(yīng)用幾何光學(xué)規(guī)律處理具體問(wèn)題時(shí) ， 應(yīng)保證 dλ始終被滿足 。 作為幾何光學(xué)基礎(chǔ)的光的直線傳播定律 ， 實(shí)際上是光的波動(dòng)性在一定條件下的近似 。 ri ??若 n2=﹣ n1， 可得 反射線和折射線滿足下面的規(guī)律： 4 三、費(fèi)馬原理 光程 光線在真空中傳播距離 所需的時(shí)間為： QP/QPt Q P c??Q P 當(dāng)光線經(jīng)過(guò)幾種不同媒質(zhì)時(shí)，由 Q經(jīng) M， N直到 P所需的時(shí)間為（如圖所示）： Q P M N △ l2 媒質(zhì) 3 n3 媒質(zhì) 1 n1 媒質(zhì) 2 n2 5 Q P M N △ l2 媒質(zhì) 3 n3 媒質(zhì) 1 n1 媒質(zhì) 2 n2 ()i i iQPii il n
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