文档介绍：第三章几何光学的基本原理
南京信息工程大学数理学院
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§3-3 单心光束实象和虚象
§3-1 光线的概念
§3-2 费马原理
§3-4 光在平面界面上的反射和折射光学纤维
§3-5 光在球面上的反射和折射
§3-6 光连续在几个球面界面上的折射虚物的概念
第三章几何光学的基本原理
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§3-8 近轴物点近轴光线成象的条件
§3-9 理想光具组的基点和基面
§3-10 理想光具组的放大率基点和基面的性质
§3-11 一般理想光具组的作图求象法
§3-7 薄透镜
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第三章几何光学的基本原理
波长、位相——波动概念
光线、波面——几何概念
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一、光线与波面
§3-1 光线的概念
“光线”只能表示光的传播方向,决不可认为是从实际光束中借助于有孔光阑分出的一个狭窄部分(光线是只有方向没有大小的几何线段)
“光束由无数光线构成”
波面与光线处处正交的面称为波面
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以几何定律和某些基本实验定律为基础的光学——几何光学(或光线光学) 反映光的波动性的那部分光学——波动光学几何光学所研究的实际上就是波动光学的极限情况
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二、几何光学的基本实验定律
(1)光在均匀介质中的直线传播定律;
(2)光通过两种介质分界面时的反射定律和折射定律;
(3)光的独立传播定律和光路可逆原理。
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§3-2 费马原理
nds(=cdt)称为光程
当两列波在同一点相遇而叠加时,其光强取决于位相差,而位相差又取决于光程差
根据费马原理,通过光程的概念推导出光的直线传播、反射和折射定律
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光在指定的两点间传播,实际的光程总是一个极值。也就是说;光沿光程值为最小、最大或恒定的路程传播。 ——费马原理数学表达式
极值(极小值、极大值或恒定值)
光通过两种不同介质的分界面时,所遵从的反射定律和折射定律也是费马原理的必然结果。
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用费马原理证明折射定律:
实际光线在界面上的折射点C的确定。
证明入射面和折射面在同一平面内。
证明折射定律的数学式
同样也可以导出反射定律
——折射定律
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