最新光学(第一章).课件ppt.ppt

《最新光学(第一章).课件ppt.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、光学(第一章).学习内容：在不考虑光的波动衍射情况下，光的传播规律及其现象。一、几何光学的基本规律1、光的直线传播规律3、光的反射定律4、光的折射定律2、光的独立传播原理5、光的可逆性传播规律第一章光学和光的传播第二节光的几何光学传播规律一、几何光学的基本规律第一章光学和光的传播第二节光的几何光学传播规律空间光线传播矢量表示方法XYZ问题：如何用矢量方法描述反射定律？例题：P32习题1-2二、折射现象的基本应用1．全反射全反射基本原理和现象全反射棱镜光学纤维第一章光学和光的传播第二节光的几何光学传播规律光导纤维可分为均匀折射率光纤和

2、变折射率光纤光导纤维一般的结构为从传播的电磁波模式来看，光纤有单模光纤和多模光纤单模光纤纤芯直径d=2~12um芯—皮折射率差=0.0005~0.01多模光纤纤芯直径d=50~500um芯—皮折射率差=0.01~0.02第一章光学和光的传播第二节光的几何光学传播规律光在均匀折射率光导纤维中传播时，是通过全反射沿着光纤传播的。光在变折射率光导纤维中传播时，是通过聚焦的方式光纤传播的。第一章光学和光的传播第二节光的几何光学传播规律P10小字部分由于光学纤维独特性质，它有着非常广泛的应用光纤通讯利用光纤对光束的能量约束性质光纤传感利用光纤

3、对外界的力、电磁场、温度敏感性而改变其双折射的性质光纤传象束第一章光学和光的传播第二节光的几何光学传播规律光纤传感原理入射光波出射光波光纤入射光的特征参量：振幅、相位、偏振态、效率等外界因素：温度、压力、电场、位移等第一章光学和光的传播第二节光的几何光学传播规律迈克耳逊光纤干涉仪反射端面光纤光纤激光器探测器信号处理光纤偶合器第一章光学和光的传播第二节光的几何光学传播规律光纤传象束（内窥镜）目镜物镜照明光源被观测物第一章光学和光的传播第二节光的几何光学传播规律电端机光端机光端机电端机中继器光缆及其结构聚乙烯护套塑料绳软垫涂覆光纤强度部

4、件18mm第一章光学和光的传播第二节光的几何光学传播规律二、折射现象的基本应用2．折射棱镜构造用途：光束的偏向，色散，光的分束，获取偏振光等棱镜的偏向角棱镜的色散科希公式：n=A+B/2第一章光学和光的传播第二节光的几何光学传播规律例题：P33习题1-7三、费马原理QPQPPQPPQ1.光程及费马原理的表述第一章光学和光的传播第二节光的几何光学传播规律费马原理：光线从某一点Q向P传播时，其实际路径是传播时间取稳定值（极大，极小，常量）问题：从Q发出的光线，哪一条可以到达P点？三、费马原理光线从某点Q传播到P所需要的时间应该是所走过

5、的几何路程除以传播介质中的光速：1.光程及费马原理的表述第一章光学和光的传播第二节光的几何光学传播规律QP为光程。这样费马原理可以表述成：光线从某一点A向B传播时，其光程取稳定值（极大，极小，常量），数学描述是：一般情况下通过求光程的极值来确定路径定义三、费马原理QPQPPQPPQ1.光程及费马原理的表述第一章光学和光的传播第二节光的几何光学传播规律直线传播：最小值按折射定律和反射定路传播，满足费马原理吗？原有光线都汇聚P点：常量A点反射光线可达P点：最大三、费马原理2.费马原理与几何光学三定律光的直线传播定律：光在均匀媒质中从某点

6、传播到另一点显然直线是最短的光程光的反射定律：转换成光程的问题是由Q点出发的光线，通过镜面哪一点反射到达P点的光程是最小的？光的折射定律：转换成光程的问题是由Q点出发的光线，通过折射面哪一点折射到达P点的光程是最小的？QPQP第一章光学和光的传播第二节光的几何光学传播规律三、费马原理2.费马原理与几何光学三定律光的折射定律：转换成光程的问题是由Q点出发的光线，通过折射面哪一点折射到达P点的光程是最小的？QP第一章光学和光的传播第二节光的几何光学传播规律假设折射界面处于XY平面，Q点处于Z轴上，距XY平面距离为h1，P点距XY平面距离

7、为h2，坐标为（xp，yp）。假设任一条光线在XY平面上折射到P点，折射点坐标为(x，y)。其光程为：根据费马原理，光线从Q到P的光程应该取最小。那么，光线怎样传播（QP）才能最小呢？四、惠更斯原理1．原理光是一种波的扰动，由振动源发出的波扰动，在波动传播的空间，存在一系列同位相的面，称做波面。每波面上每一面元可以认为是次波源，由同一波面上的次波源发出的所有球面波形成的包络面形成新的波面。第一章光学和光的传播第二节光的几何光学传播规律四、惠更斯原理２．惠更斯原理与几何光学三定律光的直线传播光的反射定律光的折射定律第一章光学和光的传播

8、第二节光的几何光学传播规律研究光的强弱的学科称光度学。注意它与辐射度学不同：辐射度学是研究电磁辐射强弱的。电磁辐射的强弱是用客观的物理量来描述的，而光的强弱不仅与电磁辐射的强弱有关还与人眼的感觉有关对于一个发光体（光源），它可能发射各