【正文】 ?1 ?2 一般情況下，在交匯區(qū)總光強是兩束光單獨存在時光強之和。 光波的分類：平面波、球面波（發(fā)散光波和匯聚光波）、任意曲面波 非同心光束 發(fā)散光束 會聚光束 平行光束 9 二、幾何光學的基本定律 光的直線傳播定律 在各向同性的均勻介質(zhì)中，光是沿直線傳播的。 波面：由發(fā)光點發(fā)出的光波向四周傳播時，在某一時刻其振動位相相同的各點構(gòu)成的曲面。當光源的大小與它的作用距離相比可忽略時，此光源可稱為點光源或稱為發(fā)光點。 光線 （ 1）光源（發(fā)光體）：能夠輻射光能的物體。 宇宙射線 Γ射線 x射線 光 波 短波 中 波 長波 1010 108 106 104 102 1 102 104 106 1010 108 λ/μm 軟 x射線 真空 紫外線 紫 外 線 可見光 近紅 外線 中紅外線 遠紅外線 103 103 λ/μm 8 （ 4）單色光：具有單一波長的光。對于不同波長的光，人們感受到的顏色不同。 幾何光學的基本定律 一、光波與光線 光波 （ 1）光是一種電磁波 ,其在空間的傳播和在界面的行為遵從電磁波的一般規(guī)律。 教學要求 掌握幾何光學的基本定律、成象的基本概念； 理解完善像的條件； 掌握單個折射球面的光線光路計算； 掌握球面鏡的光學計算。 ? 球面反射鏡成像 ? 共軸球面系統(tǒng)公式（包括過渡公式、成像放大率公式）。 ? 應用光學中的符號規(guī)則，單個折射球面的光線光路計算公式（近軸、遠軸）。 5 第一章 幾何光學基本定律與成像概念 ? 幾何光學的基本定律：光的直線傳播定律、光的獨立傳播定律、反射定律和折射定律（全反射及其應用）、光路的可逆性、費馬原理（最短光程原理）。 三、教學的內(nèi)容及學時安排 講授教材的幾何光學和物理光學。 二、課程的性質(zhì)、任務和內(nèi)容 工程光學是測控技術(shù)與儀器專業(yè)必修的技術(shù)基礎課，在專業(yè)培養(yǎng)方案中是非常重要的技術(shù)基礎課。 量子光學 量子光學是應用輻射的量子理論研究光輻射的產(chǎn)生、相干統(tǒng)計性質(zhì)、傳輸、檢測以及光與物質(zhì)相互作用中的基礎物理問題的一門學科。 物理光學 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)象的學科，所以也稱為波動光學。 光學 內(nèi)容 幾何光學 不考慮光的波動性以及光與物質(zhì)的相互作用，只以光線的概念為基礎，根據(jù)實驗事實建立的基本定律，通過計算和作圖來討論物體通過光學系統(tǒng)的成像規(guī)律。 廣義來說，是研究從微波、紅外線、可見光、紫外線直到 X射線的寬廣波段范圍內(nèi)的，關于電磁輻射的發(fā)生、傳播、接收和顯示，以及跟物質(zhì)相互作用的科學。同時，光又具有波粒二象性。1 上篇 幾何光學與成像理論 第一章 幾何光學基本定律與成像概念 第一節(jié) 幾何光學的基本定律 第二節(jié) 成像的基本概念與完善成像條件 第三節(jié) 光路計算與近軸光學系統(tǒng) 第四節(jié) 球面光學成像系統(tǒng) 2 一、光學 簡介 光學真正形成一門科學，應該從建立反射定律和折射定律的時代算起，這兩個定律奠定了幾何光學的基礎。 光學 定義 光是一種電磁波，在物理學中，電磁波由電磁學中的麥克斯韋 方程組描述。 狹義來說，光學是關于光和視見的科學，早期只用于跟眼睛和視見相聯(lián)系的事物。 3 光學 分類 人們通常把光學分成幾何光學、物理光學和量子光學。 它得出的結(jié)果通常是波動光學在某些條件下的近似或極限。它可以比較方便的研究光的干涉、光的衍射、光的偏振，以及光在各向異性的媒質(zhì)中傳插時所表現(xiàn)出的現(xiàn)象。 4 工程光學 將光學理論應用在工程領域的學科 —— 工程光學。本課程主要講授幾何光學中的高斯光學理論、典型光學系統(tǒng)實例及應用；物理光學中的干涉、衍射、偏振的光學現(xiàn)象、原理和它們在工程中的應用，通過本課程的學習使學生能夠掌握工程光學的基本概念、基本原理，初步掌握測量儀器的光學元件、光學系統(tǒng)的設計，同時為專業(yè)課的學習打下一個良好的基礎。 課堂教學 50學時＋ 6學時的實驗課，總計 56學時。 ? 完善成像條件的概念和相關表述。 ? 單個折射面的成像公式，包括垂軸放大率 β 、軸向放大率 α 、角放大率 γ 、拉赫不變量等公式。 教學內(nèi)容 6 重點內(nèi)容 幾何光學的基本定律； 單個折射球面的符號規(guī)定； 單個折射球面的物象位置和大小的關系； 共軸球面系統(tǒng)的物象位置和大小的關系。 7 167。 （ 2）可見光波長 λ 為 380nm— 760nm。 （ 3）光在真空中的傳播速度 c為： 30萬公里 /秒，在介質(zhì)中的傳播速度小于 c，且隨波長的不同而不同。 （ 5）復色光：不同波長的單色光混合而成的光。如日光燈、太陽、白熾燈、碘鎢燈、鈉燈、激光器等。 （ 2）光線：由發(fā)光點發(fā)出的光抽象為許多攜帶能量并帶有方向的幾何線。 光束：與波面對應的法線束。 10 光的獨立傳播定律 從不同光源發(fā)出的光線，以不同的方向經(jīng)過某點時，各光線獨立傳播著，彼此互不影響。 I=I1+I2 若 ?1=?位相差不隨時間變化 , 且不是垂直相交此區(qū)內(nèi)的光強分布將呈現(xiàn)為相干分布。 （ 2） 入射角的正弦與折射角的正弦之比和入射角的大小無關，只與兩種介質(zhì)的折射率有關。根據(jù)這一特點 ，在光線反射的情況下，只要令 n’ = n，所有折射光線傳播的計算均適合反射光線。s i n39。39。 I I39。 I39。人眼若在離筒側(cè)某處能見到筒底側(cè)的深度為 9cm；當筒盛滿液體時，則人眼在原處恰能看到筒側(cè)底。 在 ΔAOD中，根據(jù)幾何關系有 i n i n1s i ns i nn )1612()( )129()(001221010020?????????????????IIna r c t gOCBCa r c t gIA O CDOC Ia r c t gAOADa r c t gA O D且P 12 A B D I1 I2 n1 n2 =1 C O 9 13 折射率：折射率是表征透明介質(zhì)光學性質(zhì)的重要參數(shù)。在一定條件下，該界面可以將全部入射光線反射回原介質(zhì)而無 折射光通過，這就是光的全反射現(xiàn)象。 0 0 900 0 Im A nn39。 I I I’ 14 光密介