【正文】 解 利用公式 對于第二反射鏡有 因?yàn)? 設(shè)平行光入射 ， 第一面的物距為無限大 所以 或 Chapter1 例 4：位于空氣中的一個平凸透鏡對某一物平面成像，已知透鏡前表面半徑 ，后表面半徑 ，透鏡介質(zhì)折射率為 n，若物體恰好成像在透鏡的后表面上，垂軸放大率為 β 。 若 y’增大，則 u’減小，即像增大，則變暗 若 u’增大，則 y’減小，即要像變亮，則像需減小 Chapter1 二 . 球面反射成像 物像關(guān)系式 因?yàn)?n’=n，有 Chapter1 成像放大率 拉赫不變量 當(dāng)物點(diǎn)位在球心： Chapter1 例 2：凹面反射鏡半徑為 400㎜ ，物體放在何處成放大兩倍的實(shí)像？放在何處成放大兩倍的虛像？ 解 根據(jù)近軸光學(xué)基本公式 可以得到單個球面的物像關(guān)系，反射情形可以看作是 n′= n=1的折射，將 n′= n=1代入以上兩式，可得 對于反射鏡，實(shí)物成實(shí)像時，物和像均在球面鏡的同一側(cè)，此時 β0 ，反之，實(shí)物成虛像時，物和像分別在球面鏡的兩側(cè)，此時 β0 。tgU39。 J稱為物像空間不變量，或拉格朗日不變量?？偸且粋€常數(shù)，用 J表示： J=nuy=n39。 垂軸放大率： ②整個玻璃棒的垂軸放大率應(yīng)為第一球面放大率和第二球面放大率的乘積 β=β 1β 2=（ 1） 3=3 Chapter1 物像空間不變式 物像空間不變式 : 拉格朗日一亥姆霍茲不變式 代表實(shí)際光學(xué)系統(tǒng)在近軸范圍內(nèi)成像的一種普遍特性 我們先考察單個折射球面的情形 然后再考察共軸球面系統(tǒng) Chapter1 根據(jù)單個折射球面近軸范圍內(nèi)的放大率公式 當(dāng)光線位在近軸范圍內(nèi)時： 由以上二式得 由此得到 Chapter1 以上是單個折射球面物像空間存在的關(guān)系。 若 β 0， y’ 與 y同號，成正像 若 β 0， y’ 與 y反號，成倒像 若 β 0， L’ 與 L同號，物像虛實(shí)相反 若 β 0， L’ 與 L反號，物像虛實(shí)相同 |β |1， |y’ ||y|，成放大的像 |β |1， |y’ ||y|，成縮小的像 Chapter1 當(dāng)物平面沿著光軸移動微小的距離 dl時，像 平面相應(yīng)地移動距離 dl’，比例 稱為 光學(xué)系統(tǒng)的軸向放大率，用 α 表示。 y’/y稱為兩共軛面間的垂軸放大率，用 β 表示 Chapter1 由圖得 或 移項(xiàng)并通分，得： Chapter1 近軸光學(xué)基本公式的作用 近軸光學(xué)公式只適于近軸區(qū)域，有什么用？ 第一，作為衡量實(shí)際光學(xué)系統(tǒng)成像質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)。,u,u39。都很小。當(dāng) U1相當(dāng)小時， L1 ’幾乎不變。=n2= 玻璃（ K9） r2=50 n239。 Chapter1 轉(zhuǎn)面公式 計算完第一面以后 ,其折射光線就是第二面的入射光線 Chapter1 反射情形 看成是折射的一種特殊情形： n’= － n 把反射看成是 n’= － n 時的折射。 Chapter1 對△ A39。 +I39。推導(dǎo)公式時，也要使用符號規(guī)則。角度也要規(guī)定起始軸： U、 U39。符號規(guī)則直接影響公式的形式 Chapter1 5 O 10 Chapter1 各參量的符號規(guī)則規(guī)定如下： 1．線段：由左向右為正，由下向上為正，反之為負(fù)。 因?yàn)樗械那蛎娴奶匦允且粯拥?，只須?dǎo)出光線經(jīng)過一個球面折射時由入射光線位置計算出射光線位置的公式 , 即球面折射的光路計算公式。 A’與 A互為物像關(guān)系 ， 在幾何光學(xué)中稱為 “ 共軛 ” 。 兩個波面之間的所有光線的光程都相等 。 3’ Chapter1 全反射的應(yīng)用 ? 用棱鏡代替反射鏡：減少光能損失 Chapter1 全反射光纖 Chapter1 ? 測量玻璃的折射率 Sample for testing nB Low nA High I0 Dark area Illuminated area 作業(yè)： , 8, 9 Chapter1 光路可逆 A B 光路可逆： 求焦點(diǎn) 光學(xué)設(shè)計中，逆向計算：目鏡，顯微物鏡等 Chapter1 費(fèi)馬原理 光從一點(diǎn)傳播到另一點(diǎn)，期間無論經(jīng)過多少次折射和反射，其光程為極值。 16’ 38176。 48’ 41176。 Chapter1 二、幾何光學(xué)基本定律 光線在同一種均勻透明介質(zhì)中時： 直線傳播定律 成分均勻 透光 例如：影子形成，日蝕，月蝕，小孔成像，精密測量儀器 Chapter1 光的獨(dú)立傳播定律： 不同光源發(fā)出的光在空間某點(diǎn)相遇時，彼此互不影響，各光束獨(dú)立傳播 干涉： 當(dāng)兩束光是由光源上同一點(diǎn)發(fā)出，經(jīng)過不同途徑傳播后在空間某點(diǎn)交會時，交會點(diǎn)處光的強(qiáng)度將不再是兩束光強(qiáng)度的簡單疊加，而是根據(jù)兩束光所走路程的不同，有可能加強(qiáng)，也有可能減弱。 Chapter1 應(yīng)用光學(xué) 主要研究光學(xué)的應(yīng)用問題。 物理光學(xué)是從光的波動性出發(fā)來研究光在傳播過程中所發(fā)生的現(xiàn)象的學(xué)科，所以也稱為波動光學(xué)。 激光光譜學(xué) ， 包括激光喇曼光譜學(xué) 、 高分辨率光譜和皮秒超短脈沖 ， 以及可調(diào)諧激光技術(shù)的出現(xiàn) ， 已使傳統(tǒng)的光譜學(xué)發(fā)生了很大的變化 ，成為深入研究物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu) 、 運(yùn)動規(guī)律及能量轉(zhuǎn)換機(jī)制的重要手段 。這一分支最早可追溯到 1873年阿貝提出的顯微鏡成像理論，和 1906年波特為之完成的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證；1935年澤爾尼克提出位相反襯觀察法，并依此由蔡司工廠制成相襯顯微鏡，為此他獲得了 1953年諾貝爾物理學(xué)獎；1948年伽柏提出的現(xiàn)代全息照相術(shù)的前身 —— 波陣面再現(xiàn)原理，為此，伽柏獲得了 1971年諾貝爾物理學(xué)獎。 1922年發(fā)現(xiàn)了康普頓效應(yīng)， 1928年發(fā)現(xiàn)了喇曼效應(yīng) —— 量子 力學(xué)和狹義相