光在任何介质中都沿直线传输吗？
均匀介质。
部分作 业解答 魏杰制作 阅读材料 ，版权所 有，不得 翻录。 返回主页
费马原理：光沿最短的路线传播。
光在非均匀介质中沿曲线传输。
3 第14章几 何光学
返 回 前 页 后 页
魏杰制作， 版权所有， 不得翻录。
1、海市蜃楼
第一节 单球面 第二节 透镜
大气折射率不均匀，光 线向折射率大的方向偏 转。
第一节 单球面 第二节 透镜
1、u 0, n2 n1 , r 0
部分作 业解答 魏杰制作 阅读材料 ，版权所 有，不得 翻录。 返回主页
虚像
2、u 0, n2 n1 , r 0 虚像
返 回 前 页 后 页
12 第14章几 何光学
魏杰制作， 版权所有， 不得翻录。
第一节 单球面 第二节 透镜
o1
I
I
O2
C
n
o2为虚物(会聚光线的顶点), u 取负 I为实像 (会聚光线顶点)， v 取正 r 取正。
11 第14章几 何光学
o1为实物(发散光线的顶点)， u 取正 I为虚像(发散光线的顶点)， v 取负 r 取负。
返 回 前 页 后 页
魏杰制作， 版权所有， 不得翻录。
判断折射球面所成像为实像还是虚像？
4、焦度、焦点、焦距
①、焦度：
决定折射面折射本领的量(n2 - n1)/r 称为折射面 的光焦度(或称为焦度)， 用Φ 表示，
部分作 业解答 魏杰制作 阅读材料 ，版权所 有，不得 翻录。 返回主页
焦度的单位为：屈光度(D)，1D = m-1
13 第14章几 何光学
返 回 前 页 后 页
魏杰制作， 版权所有， 不得翻录。
理想成像
返 回 前 页 后 页
部分作 业解答 魏杰制作 阅读材料 ，版权所 有，不得 翻录。 返回主页
6 第14章几 何光学
魏杰制作， 版权所有， 不得翻录。
比较折射成像与反射成像
第一节 单球面 第二节 透镜
1、反射面成像 平面镜
2、折射面成像
部分作 业解答 魏杰制作 阅读材料 ，版权所 有，不得 翻录。 返回主页
魏杰制作， 版权所有， 不得翻录。
③、第二焦点：
第一节 单球面 第二节 透镜
与无穷远处物体所对应的像点，称为该折射面的 第二焦点，用f2表示。 f2到折射面顶点的距离称为第二焦距，用f2表示 将u =∞代入单球面折射公式 得：
n
部分作 业解答 魏杰制作 阅读材料 ，版权所 有，不得 翻录。 返回主页
球面、凸透镜、凹透镜
返 回 前 页 后 页
7 第14章几 何光学
魏杰制作， 版权所有， 不得翻录。
第一节 球面折射
一、单球面折射：
第一节 单球面 第二节 透镜
1、定义：当两种媒质的分界面为球面的一部分时， 光在其上所产生的折射现象称为单球面折射。
部分作 业解答 魏杰制作 阅读材料 ，版权所 有，不得 翻录。 返回主页
②、第一焦点：
第一节 单球面 第二节 透镜
无穷远处的像所对应的物点，称为折射面的第一焦 点，用f1表示 f1到折射面顶点的距离为第一焦距，用f1表示
部分作 业解答 魏杰制作 阅读材料 ，版权所 有，不得 翻录。 返回主页
f1
f1
n
返 回 前 页 后 页
将v =∞代入折射公式得：
14 第14章几 何光学
返 回 前 页
8 第14章几 何光学
OPI是折射面的主光轴
后 页
魏杰制作， 版权所有， 不得翻录。
2、 推导单球面折射公式：
第一节 单球面 第二节 透镜
部分作 业解答 魏杰制作 阅读材料 ，版权所 有，不得 翻录。 返回主页
条件：近轴光线成像(即α、i1、i2、θ、β都很小) 折射定律近似为n1i1≈n2i2 i 1= α + θ n1(α+θ)≈n2(θ-β) i 2= θ - β i i2 1 即：n1α +n2β =(n2－n1)θ α ≈h/u h θ α P β β ≈h/v r θ ≈h/r 代入上式得： u v
b、反射定律
反射光位于入射面
R i
5 第14章几 何光学
n2 全反射入射角 i arcsin( ) n1
折射光消失，只剩下反射光。
返 回 前 页 后 页
魏杰制作， 版权所有， 不得翻录。
三、成像
第一节 单球面 第二节 透镜
讨论：什么是成像？
锐像（消散像、无散像） 介质中，物点发出无限光线，像点亦接收无限 光线。
返 回
9 第14章几 何光学
结果与入射方向没有关系 所以u，v为物象共轭点
前 页 后 页
魏杰制作， 版权所有， 不得翻录。
单球面折射公式
第一节 单球面 第二节 透镜
此式必须遵守符号规则
符号规则有三种：虚实定法、顺逆规定法和左右规定法
3、虚实规定法
部分作 业解答 魏杰制作 阅读材料 ，版权所 有，不得 翻录。 返回主页
2、麦克斯韦“鱼眼”
部分作 业解答 魏杰制作 阅读材料 ，版权所 有，不得 翻录。 返回主页
光线为一个圆
返 回 前 页 后 页
4 第14章几 何光学
魏杰制作， 版权所有， 不得翻录。
二、光的折射、反射与全反射
第一节 单球面 第二节 透镜
折射率突然变化 a、折射定律
折射光位于入射面
部分作 业解答 魏杰制作 阅读材料 ，版权所 有，不得 翻录。 返回主页
几何光学
光线
部分作 业解答 魏杰制作 阅读材料 ，版权所 有，不得 翻录。 返回主页
量子光学
研究单个光 子的行为
线均 传匀 输介 质 中 直
折 射 定 律
反 射 定 律
返 回 前 页 后 页
2 第14章几 何光学
魏杰制作， 版权所有， 不得翻录。
*几何光学中的基本概念
第一节 单球面 第二节 透镜
一、光的直线传输
① 实物、实像时，u、v 取正值； 虚物、虚像，u、v 取负值。 ② 凸球面迎着入射光线时，r 为正，反之为负。 此规则对透镜亦适用
返 回 前 页 后 页
10 第14章几 何光学
魏杰制作， 版权所有， 不得翻录。
虚实规定法图示说明：
第一节 单球面 第二节 透镜
C
n
部分作 业解答 魏杰制作 阅读材料 ，版权所 有，不得 翻录。 返回主页
魏杰制作， 版权所有， 不得翻录。
第十四章 几何光学
第一节 单球面 第二节 透镜
1、成像理论 2、常见光学仪器
部分作 业解答 魏杰制作 阅读材料 ，版权所 有，不得 翻录。 返回主页
返 回 前 页 后 页
1 第14章几 何光学
魏杰制作， 版权所有， 不得翻录。
第一节 单球面 第二节 透镜
波动光学
衍射、干涉现 象将不再出现