[工學(xué)]第十四章幾何光學(xué)(編輯修改稿)
2025-02-15 12:17 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 全反射 。 四 .棱鏡 E D C B ?1i2i39。2i 39。1i、最小偏向角： ? ? ? ?39。39。1 2 1 239。39。2 2 1 1i i i ii i A i i A??? ? ? ?? ? ? ? ? ?偏 向 角 : 棱鏡是一種由 多個平面界面 組合而成的光學(xué)元件。光通過棱鏡時，產(chǎn)生 兩個或兩個以上界面的連續(xù)折射，傳播方向發(fā)生偏折。 最常用的棱鏡是 三棱鏡 。 三棱鏡兩折射面的夾角稱三棱鏡 頂角 A。 A n2 n1 出射光與入射光之間的夾角稱棱鏡的 偏向角 ?。 E D C B ?1i2i 39。2i39。1iA n2 n1 此時， 入射角 最小偏向角： 可以證明： 當(dāng)光路對稱 ? 2 sin 2 sin sin sin 0 2 1 2 A A i i n ? ? ? : , 1 n1 = 則由折射定律有 即 若此時三棱鏡處于空氣中 θ 達(dá)最小值 即： ii??0?012 iA? ??01 2Ai ? ??? 分光：當(dāng)用白光入射時，由于折射率的不同，出射光將展開成彩帶即光譜。 ? 改變光路：如右圖示 450 450 167。 5 光在單球面上的近軸成象 一 .基本概念和符號規(guī)則 光軸： 若光學(xué)系統(tǒng)由球面組成，各球心的連線在一直線上，則稱為共軸球面系統(tǒng)，這條直線為該光學(xué)系統(tǒng)的光軸。 n n180。 r d h Q O D C Q180。 P180。 P M 光軸 頂點(diǎn) （ 1）線段：光軸方向上，以頂點(diǎn)為起點(diǎn)，沿光線進(jìn)行方向?yàn)檎?，反之為?fù)；垂直方向上，主光軸上方為正，反之為負(fù)。 （ 2）球面的曲率半徑：球心在球面頂點(diǎn)的右方為正，反之為負(fù)。 (自左向右為正方向） 符號規(guī)則： n n180。 r d h Q O D C Q180。 P180。 P M （ 3） 物距： 自參考點(diǎn)（球面頂點(diǎn)、薄透鏡的光心）到物點(diǎn)，沿光軸方向?yàn)檎?，反之為?fù)。 （ 4） 象距： 自參考點(diǎn)（球面頂點(diǎn)、薄透鏡的光心）到象點(diǎn)，沿光軸方向?yàn)檎?，反之為?fù)。 （ 5） 物高和象高： 物高和象高垂直于光軸，向上為正，反之為負(fù)。 （ 6） 角度： 以光軸或界面法線為始邊，旋轉(zhuǎn)到該光線，旋轉(zhuǎn)方向?yàn)轫槙r針，角度為正，反之為負(fù)。 y Q 二、球面反射對單心性的破壞 P A C O P` s` r s u i i` u` l 39。l?從主軸上 P點(diǎn)發(fā)出單心光束，其中一條光線在球面上 A點(diǎn)反射，反射光與主軸交于 P`點(diǎn)。即 P`為 P的像。 !!, 39。 不適用對 ?ll? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? cos 2 cos 2 39。 2 39。 2 39。 2 2 r s r r s r l s r r s r r l ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 在 Δ PAC和 Δ PAC’中 由余弦定理有： P A C O P` s` r s u i i` u` l 39。l?對給定的物點(diǎn)，不同的入射點(diǎn)，對應(yīng)著不同的入射線和反射線，對應(yīng)著不同的 。 ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? cos 2 cos 2 39。 2 39。 2 2 2 39。 39。 r s r r s r n s r r s r r n nl nl PAP ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 光程： ? ?? ? ? ?? ????????????????????????????lslsrlllrslsrrsrlnsrrlnddddPAPPAPPAP39。39。39。39。39。39。39。111:0:0s i n2s i n2).(,0:39。39。39。即化簡有由此處是恒定值取得極值時當(dāng)由費(fèi)馬原理可知????對一定的球面和發(fā)光點(diǎn) P（ S一定），不同的入射點(diǎn)對應(yīng)有不同的 S‘。 即： 同一個物點(diǎn)所發(fā)出的不同光線經(jīng)球面反射后不再交于一點(diǎn)。 由 P點(diǎn)所發(fā)出的單心光束經(jīng)球面反射后，單心性被破壞。 三、近
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