最新工程光学-第一章教学讲义PPT课件.ppt

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1、工程光学-第一章课程安排：•平时成绩（出勤，作业、其他）：30%考试成绩(期末)：70%成绩评定：•授课（16周）•总复习（2周）实验独立计分（实践30%+实验报告30%+考试40%）•实验（7周）平时成绩不及格者，不得参加考试！工程光学上篇—几何光学与光学设计下篇—物理光学本课程的教学内容在拍摄玻璃窗内的物体时，如何去掉反射光的干扰？I:花千骨04_.avi花千骨04_.avi阳光照进教室：光是波？还是粒子？光控路灯11光电池在动力方面的应用太阳能赛车太阳能硅光电池板引言光学是物理学中最古老的一门基础学科，又是当前科学

2、领域中最活跃的前沿阵地之一，具有强大的生命力和不可估量的发展前途。21世纪是光信息科学的时代!学好光学,有助于进一步深入学习电动力学、光电子技术、激光原理及应用等相关课程，同时也进一步加深对微观和宏观世界的联系与规律的认识。12经典光学：1、几何光学光的传播、反射、折射、成像等。2、物理光学①波动光学：光的干涉、衍射、偏振等。②量子光学：光的吸收、散射、色散、光的本性等。光学的发展：经典光学现代光学13现代光学：①激光光学：激光物理、激光技术、激光应用等。②非线性光学：光学介质与激光相互作用的新现象和新效应，实现全光处理技

3、术。③激光光谱学：物质微观结构及分子运动规律的分析等。④集成光学：集成光路理论及制造等。14⑤傅立叶光学：光学傅立叶分析、傅立叶变换等。⑥全息光学：光学全息与信息处理等。⑦晶体光学：光波在晶体中的传播及晶体的电光效应等。瞬态光学、光纤通信、光信息存储、受激拉曼散射、受激布里渊散射、飞秒激光……15第一章   几何光学的基本定律与成像概念几何光学几何光学，把光看成一条射线，研究光在透明均匀介质中的传播规律。本章主要介绍：1.几何光学的基本定律2.成像的概念和完善成像的条件3.光路计算和近轴光学系统4.球面光学成像系统第一节 

4、  几何光学的基本定律一、关于光的基本概念1、光波（1）光是一种电磁波,其在空间的传播和在界面的行为遵从电磁波的一般规律。（2）可见光波长λ为400nm—760nm。对于不同波长的光，人们感受到的颜色不同。（3）光在真空中的传播速度c为：30万公里/秒，在介质中的传播速度小于c，且随波长的不同而不同。（4）单色光：具有单一波长的光。复色光：不同波长的单色光混合而成的光。(如日光)第一节   几何光学的基本定律发散光束平行光束2、光源（发光体）：能够辐射光能的物体。如日光灯、太阳、钠灯、激光器等。3、光线：由发光点发出的光抽

5、象为能够传输能量的几何线，它代表光的传播方向。4、波阵面（波面）：相位相同的各点在某一时刻构成的面。光的传播就是光波波面的传播。波面的法线为光线，即波面⊥光线。5、光波的分类：平面波、球面波（发散光波和汇聚光波）、任意曲面波同心光束6、光束：与波面对应的所有光线的集合.平面波球面波S1S2一般情况下，交会处的光强度是各光束强度的简单叠加：I=I1+I2若1=2、相位差不随时间变化,且振动方向不是相互垂直，则此区内的光强分布将呈现为相干分布。第一节   几何光学的基本定律二、几何光学的基本定律1、光的直线传播定律在各向同

6、性均匀介质中，光是沿直线传播的2、光的独立传播定律从不同光源发出的光线，以不同的方向经过某点时，各光线独立传播着，彼此互不影响。前提：宏观尺度；不受引力干扰如影子、日食、小孔成像等前提：非相干条件下3、反射定律和折射定律第一节   几何光学的基本定律反射定律：入射光线、反射光线和分界面上入射点的法线三者在同一平面内。入射角和反射角的绝对值相等而符号相反，即入射光线和反射光线位于法线的两侧，即：入射角、反射角和折射角，由光线转向法线，顺时针方向旋转形成的角度为正，反之为负。第一节   几何光学的基本定律折射定律：入射光线、折

7、射光线和分界面上入射点的法线三者在同一平面内。入射角的正弦与折射角的正弦之比和入射角的大小无关，只与两种介质的折射率有关。折射定律可表示为折射率：n=c/v。反射是折射在时的特例折射率是用来描述介质中光速减慢程度的物理量。真空的折射率为1，介质相对于真空的折射率为绝对折射率。第一节   几何光学的基本定律当光线射至透明介质的光滑分界面而发生折射时，必然会伴随着部分光线的反射。在一定条件下，该界面可以将全部入射光线反射回原介质而无折射光通过，这就是光的全反射现象。光密介质：分界面两边折射率较高的介质光疏介质：分界面两边折射率

8、较低的介质4、全反射现象第一节   几何光学的基本定律全反射条件：①光线从光密介质进入光疏介质；②入射角大于临界角。由：由折射定律可求出临界角Im应用：反射棱镜、光纤等。5、光路的可逆性光源S1发射的光线经B点折射向C.若在C点置一光源,由折射定律知，光线必由C点入射经B点折射而射向A，即光线是可逆的.