大學(xué)物理教學(xué)第11章光學(xué)14幾何

1、第十一章第十一章 光學(xué)光學(xué) 物理學(xué)物理學(xué) 第五版第五版 * * 11-14 11-14 幾何光幾何光 學(xué)學(xué) 1 一一 幾何光學(xué)基本定律幾何光學(xué)基本定律 1 反射和折射定律反射和折射定律 反射定律反射定律 折射定律折射定律 n12 相對(duì)折射率相對(duì)折射率 n1（n2）絕對(duì)折射率）絕對(duì)折射率 （相對(duì)于真空）（相對(duì)于真空） 法線法線 分界面分界面 入射光入射光 L 折射光折射光 反射光反射光 第十一章第十一章 光學(xué)光學(xué) 物理學(xué)物理學(xué) 第五版第五版 * * 11-14 11-14 幾何光幾何光 學(xué)學(xué) 2 幾種常用介質(zhì)的折射率幾種常用介質(zhì)的折射率 介質(zhì)介質(zhì) 折射率折射率 空氣空氣 1.000 29 水水

2、1.333 普通玻璃普通玻璃 1.468 冕牌玻璃冕牌玻璃 1.516 火石玻璃火石玻璃 1.603 重火石玻璃重火石玻璃 1.755 折射定律折射定律 第十一章第十一章 光學(xué)光學(xué) 物理學(xué)物理學(xué) 第五版第五版 * * 11-14 11-14 幾何光幾何光 學(xué)學(xué) 3 2 全反射全反射 光密介質(zhì)（光密介質(zhì)（n1） 光光 疏介質(zhì)（疏介質(zhì)（n2） 全反射條件全反射條件 入射角入射角 i1 ic 臨界角臨界角 第十一章第十一章 光學(xué)光學(xué) 物理學(xué)物理學(xué) 第五版第五版 * * 11-14 11-14 幾何光幾何光 學(xué)學(xué) 4 全反射的應(yīng)用：全反射的應(yīng)用： 內(nèi)窺鏡內(nèi)窺鏡 雙筒望遠(yuǎn)鏡雙筒望遠(yuǎn)鏡 第十一章第十一章

3、光學(xué)光學(xué) 物理學(xué)物理學(xué) 第五版第五版 * * 11-14 11-14 幾何光幾何光 學(xué)學(xué) 5 二二 光在平面上的反射、折射成像光在平面上的反射、折射成像 1 平面的反射成像平面的反射成像 （ （ （ 第十一章第十一章 光學(xué)光學(xué) 物理學(xué)物理學(xué) 第五版第五版 * * 11-14 11-14 幾何光幾何光 學(xué)學(xué) 6 2 平面的折射成像平面的折射成像 Q x i i y Q y O M 第十一章第十一章 光學(xué)光學(xué) 物理學(xué)物理學(xué) 第五版第五版 * * 11-14 11-14 幾何光幾何光 學(xué)學(xué) 7 三三 光在球面上的反射、折射成像光在球面上的反射、折射成像 1 球面鏡的反射成像球面鏡的反射成像 （1）凹

4、面鏡的反射成像凹面鏡的反射成像 fr/2 焦距焦距 曲率半徑曲率半徑 1 2 3 4 5 f c F 第十一章第十一章 光學(xué)光學(xué) 物理學(xué)物理學(xué) 第五版第五版 * * 11-14 11-14 幾何光幾何光 學(xué)學(xué) 8 成像公式成像公式 p為物距，為物距，p為相距為相距 h0 f d0 di hi c 1 2 2 1 F 第十一章第十一章 光學(xué)光學(xué) 物理學(xué)物理學(xué) 第五版第五版 * * 11-14 11-14 幾何光幾何光 學(xué)學(xué) 9 注意注意 p ， p ，f 的正負(fù)的正負(fù) f c d0 h0 di hi 1 1 2 2 F 第十一章第十一章 光學(xué)光學(xué) 物理學(xué)物理學(xué) 第五版第五版 * * 11-14

5、11-14 幾何光幾何光 學(xué)學(xué) 10 （2）凸面鏡的反射成像凸面鏡的反射成像 f 1 2 3 F h0 1 2 1 2hi f d0di 第十一章第十一章 光學(xué)光學(xué) 物理學(xué)物理學(xué) 第五版第五版 * * 11-14 11-14 幾何光幾何光 學(xué)學(xué) 11 2 球面上的折射成像球面上的折射成像 （1）成像公式成像公式 像方焦距像方焦距 物方焦距物方焦距 ( i i ) M Q Q O n n r C d0di - 第十一章第十一章 光學(xué)光學(xué) 物理學(xué)物理學(xué) 第五版第五版 * * 11-14 11-14 幾何光幾何光 學(xué)學(xué) 12 （2） 橫向放大率橫向放大率 定義定義 V0, ,像正立像正立 V0, ,

6、像倒立像倒立 Q Q C h0 hi n n pp 第十一章第十一章 光學(xué)光學(xué) 物理學(xué)物理學(xué) 第五版第五版 * * 11-14 11-14 幾何光幾何光 學(xué)學(xué) 13 （3）近軸光線的作圖法近軸光線的作圖法 F F 第十一章第十一章 光學(xué)光學(xué) 物理學(xué)物理學(xué) 第五版第五版 * * 11-14 11-14 幾何光幾何光 學(xué)學(xué) 14 四四 薄透鏡薄透鏡 1 薄透鏡成像公式薄透鏡成像公式 像方焦距像方焦距 其中其中 ( i i ) M Q Q1 O n0 p ni Q2 d p2 p1 nL 第十一章第十一章 光學(xué)光學(xué) 物理學(xué)物理學(xué) 第五版第五版 * * 11-14 11-14 幾何光幾何光 學(xué)學(xué) 15

7、 ( i i ) M Q Q1 O n0 p ni Q2 d p2 p1 nL 物方焦距物方焦距 第十一章第十一章 光學(xué)光學(xué) 物理學(xué)物理學(xué) 第五版第五版 * * 11-14 11-14 幾何光幾何光 學(xué)學(xué) 16 當(dāng)當(dāng)nino 1 磨鏡者公式磨鏡者公式 第十一章第十一章 光學(xué)光學(xué) 物理學(xué)物理學(xué) 第五版第五版 * * 11-14 11-14 幾何光幾何光 學(xué)學(xué) 17 各種形狀的透鏡各種形狀的透鏡 凹凸透鏡凹凸透鏡 平凸透鏡平凸透鏡 雙凸透鏡雙凸透鏡 平凸透鏡平凸透鏡 凹凸透鏡凹凸透鏡 凸透鏡凸透鏡 （會(huì)聚）（會(huì)聚） 第十一章第十一章 光學(xué)光學(xué) 物理學(xué)物理學(xué) 第五版第五版 * * 11-14 11-

8、14 幾何光幾何光 學(xué)學(xué) 18 凹凸透鏡凹凸透鏡 平凹透鏡平凹透鏡 雙凹透鏡雙凹透鏡 平凹透鏡平凹透鏡 凹凸透鏡凹凸透鏡 凹透鏡凹透鏡 （發(fā)散）（發(fā)散） 第十一章第十一章 光學(xué)光學(xué) 物理學(xué)物理學(xué) 第五版第五版 * * 11-14 11-14 幾何光幾何光 學(xué)學(xué) 19 凹透鏡成像圖凹透鏡成像圖 F 1 2 2 1 hi pI 第十一章第十一章 光學(xué)光學(xué) 物理學(xué)物理學(xué) 第五版第五版 * * 11-14 11-14 幾何光幾何光 學(xué)學(xué) 20 凸透鏡成像圖凸透鏡成像圖 h0 hi p p F F f 1 1 1 2 2 2 3 3 3 第十一章第十一章 光學(xué)光學(xué) 物理學(xué)物理學(xué) 第五版第五版 * * 1

9、1-14 11-14 幾何光幾何光 學(xué)學(xué) 21 2 薄透鏡的橫向放大率薄透鏡的橫向放大率 當(dāng)當(dāng)nino 1 h0 hi pp F F f 1 2 3 1 1 2 2 3 F 1 2 hi 2 1 pI 第十一章第十一章 光學(xué)光學(xué) 物理學(xué)物理學(xué) 第五版第五版 * * 11-14 11-14 幾何光幾何光 學(xué)學(xué) 22 五五 顯微鏡、望遠(yuǎn)鏡和照相機(jī)顯微鏡、望遠(yuǎn)鏡和照相機(jī) 1 顯微鏡顯微鏡 （a）顯微鏡成像光路顯微鏡成像光路 Fe Fe Fo Fo h0 hi （ （ h0 第十一章第十一章 光學(xué)光學(xué) 物理學(xué)物理學(xué) 第五版第五版 * * 11-14 11-14 幾何光幾何光 學(xué)學(xué) 23 （b）顯微鏡的放大率顯微鏡的放大率 定義定義 物鏡的橫向放大率物鏡的橫向放大率 其中其中 為光學(xué)筒長(zhǎng)，即物鏡與目鏡的間距為光學(xué)筒長(zhǎng)，即物鏡與目鏡的間距 Fe Fe Fo Fo h0 hi （ （ h0 第十一章第十一章 光學(xué)光學(xué) 物理學(xué)物理學(xué) 第五版第五版 * * 11-14 11-14 幾何光幾何光 學(xué)學(xué) 24 顯微鏡的視角放大率顯微鏡的視角放大率 Fe Fe Fo Fo h0 hi （ （ h0 第十一章第十一章 光學(xué)光學(xué) 物理學(xué)物理學(xué) 第五版第五版 * * 11-14 11-14 幾何光幾何光 學(xué)學(xué) 25 2 望遠(yuǎn)鏡望遠(yuǎn)鏡 （a）望遠(yuǎn)鏡的成像光路望遠(yuǎn)鏡的成像光路 d0 Fo Fe