文档介绍：第十一章几何光学
授课内容:
第一节球面成像
第三节眼
第四节放大镜和显微镜
第五节特种显微镜与纤镜
思考题与习题十一(-186)
4、6、8、14--19。
掌握单球面折射、共轴球面折射系统成像原理;
折射系统成像计算方法和符号规则;
单球面的第一、第二焦点和焦距、焦度;
眼的调节和分辨本领;
视力、近视眼、远视眼及其纠正;
视角;角放大率;
光学显微镜的放大率、分辨本领和数值孔径,
提高显微镜分辨本领的途径。
熟悉光学系统的分辨本领;
眼睛成像的光学系统;
简约眼。
了解眼的光学结构;
特种显微镜;
纤镜的成像原理和医学应用。
电磁波
产生机理
主要作用
无线电波
电路中自由电子周期性振荡而产生
广播、电视
红外线
原子的外层电子受激而产生
热作用
可见光
原子的外层电子受激而产生
视觉作用
紫外线
原子的外层电子受激而产生
化学作用
伦琴射线
原子的外层电子受激而产生
医用透视
r 射线
原子核受激而产生
穿透作用
不同波段的电磁波的产生机理与主要作用
【颜色】眼睛对不同波长的光产生的不同的感觉。从而显示出不同的颜色,光的颜色决定于它的频率。
不透明物体的颜色是:选择吸收之后剩余反射光的颜色。譬如红色的布是因为红布反射红色光而吸收其它色光;
透明体的颜色乃是:选择吸收之后所余的透射光之颜色。如红色玻璃只透过红光而吸收其它的色光,故呈红色。
入射光透进物体内的深浅——表面色与透过色互异的现象这就是“双色向性”。
颜色产生的主要根由,应归结为物质电子能态的改变,不同能态之间的电子跃迁决定了其发光的频率,因而它是产生颜色的根本原因。
第一节球面成像 Refraction at a Spherical Surface
折射--当光波由一介质入射到另一介质时,由于两介质的光学密度不同,透射光偏离入射方向的现象。
n1
n2
折射定律
i1
i2
i1、i2与n1、n2关系如何得到?
“入射角跟折射角之间究竟有什么定量的关系呢?”
该问题长时间困惑人们。公元140年,希腊天文学家托勒密取得足够的实验数据,提出了自己的观点—
当入射角很小时,入射角与折射角成正比:
然而他的理论仍有缺陷,经历了一千多年的时间,直到1621年,荷兰数学家斯涅尔终于找到了入射角与折射角之间的规律:
空气i1
10
20
30
40
50
60
70
80
水i2
i1/i2
Sin i1 /sin i2
n水= n空气=
单球面:两种不同折射率的透明介质的分界面是球面的一部分。
空气
玻璃
C
水
空气
单球面折射:
是研究各种光学系统成像的基础
一、单球面折射
n1
n2
点光源O
C
r
A
像I
p
p′
α
i1
i2
θ
β
主光轴
→ i1 、i2 、θ都很小
近轴光线,即α、β很小
球面曲率半径 r
物距 p
像距 p′
顶点
球面曲
率中心
P
单球面折射公式:
n1
n2
O
C
r
A
I
p
p′
α
i1
i2
θ
β
h
δ
由折射定律:
同理
,
P
∵
∴
有
又
符号规则:
①实物、实像到折射顶点的距离均取正值;
②虚物、虚像到折射顶点的距离均取负值;
③折射面凸球面对着入射光线则 r 为正,反之为负。
p >0
p<0
o
o
p′>0
p′<0
r>0
r<0
I
I
单球面折射公式: