or farsighted eyes)
凹透镜调节远点靠 近眼睛，使得最后 成像在视网膜上。
凸透镜调节近点远 离眼睛，使得最后 成像在视网膜上。
眼睛构造和眼睛缺陷
9
缺陷调节
①远视眼需要戴凸透镜把近点调远，以 使近处物体经眼睛聚焦在视网膜上。
③散光需要戴柱形透镜来调节眼 睛对不同方位聚焦位置的不同。
②近视眼需要凹透镜把远点调近，以 使远处物体经眼睛聚焦在视网膜上。
其它光学仪器
照相机(Camera)
显微镜(microscope)
放大镜(Magnifier)
其它光学仪器
望远镜(Telescope)
第三篇
光 学 (optics)
光学
几何光学： 撇开光的波动本性，而仅以光 (Geometric Optics) 的直线传播为基础, 研究光在 透明介质中的传播问题的光学 称几何光学。 物理光学： 是研究光的波动性和光的粒子性 (Physical Optics) 的光学。
波动光学：以光的波动性为基础; 量子光学：以光的粒子性为基础。
光是一种电磁波，它在真空中的传播速度为：C = 3.0 108(米/秒 )
光做为一种波动，它的基本特性表现在三个方面: 光的干涉 光的衍射 Interference Diffraction 光的偏振 Polarization
第11章 几何光学基本概念
什么是几何光学?
用几何的方法研究光的传播、成像等物理现象 。
F -f f'
F'
G H f'
P F'
(a) 薄凸透镜物空间焦距 (b) 薄凸透镜象空间焦距
(c) 薄透镜的焦平面
所有方向的平行光的像点组成的面，称为透镜的像空间焦平面
三. 薄透镜的成像位置 1. 公式法
物
F
n
n F
-f
-s 成像公式 (高斯公式)
f
s
像
f f 1 s s
当薄透镜物空间和像空间的折射率（ n= n )，则
ff
1 1 1 s s f
2、做图法 由物点发出的三条特殊光线中任意两条来确定像的位置和大小： ①经过光心的光线；②平行光轴的光线；③过物空间焦点的光线。
物
F
n
n F
实像
虚像
F
n
n F
3、应用---眼睛
近视眼(Myopic
Or nearsighted eyes)
远视眼(Hyperopic
2 .光程 真实光线轨迹的光学长度 N是真实光线轨迹，AB两点间的光程为： L 光从A传到B所需要的时间：
1 TAB ( N ) dt c N A N A
B B N A B
A
n dl
dl
N A
n dl
B
L c
光程：L cTAB ( N )
光在媒质中传播的几何距离所相应 的光程，是用相同时间在真空中传 播的距离。
什么情况下可以用几何的方法研究光学问题?
0
当光的波长与研究中的其他长度比较，可以忽 略时，可以用这种几何方法。
11 . 1 几个重要的基本概念
一. 光学长度与光程
1 .光学长度 媒质中的几何长度与折射率的乘积
L
M
M A
n dl
B
n
c

媒质折射率
l
N
B
均匀媒质时，n 是常数： L nl
(Law of Reflection)
3. 光的折射定律
(Law of Refraction)
n1 sin i1 n2 sin i2
i1 i2
n1 n2
i1 i1
ic
当光从光密媒质(n1大)射向光疏媒质(n2小)时：
n1 n2
i2
refracted light
当 i2 = 900时观测不到折射光线，这种现象称为全反射(Total internal reflection). 全反射临界角：产生全反射的最小入射角 sin ic n2 n1 (critical angle)
P
P'
(c) 凹透镜，实物点和虚像点
(diverging lens, real object, virtual image)
Q
Q'
(d)凸透镜，虚物点和实像点
R'
R
11 . 3 薄透镜成像(Thin lens formation)
一. 薄透镜 通过光心的任何光线不改变方向
光轴
光心 O
Hale Waihona Puke 二. 薄透镜的焦距和焦平面(focal length and focal plane)
二. 费马原理 B B 光传播的实际路径是使光学 M n d l n d l 长度取极值的路径 N A MA B l 或者说，在A、B两点之间， T ( N ) T ( M ) N AB AB 光沿需要时间最短的路径传播 A 三. 光在均匀各向同性媒质中传播定律 1. 光的直线传播定律 光在均匀媒质中沿直线传播 normal incident light reflected light 2. 光的反射定律 i1 i1
等光程原理：两个波阵面之间所有光线的光程必须保证相等。 几何光学中光线偏折都是光程变化的结果。
11 . 2 物和像 (object and image)
(a) 物与像
P Q
光 学 系 统
Q' P'
(b) 凸透镜，实物点和实像点
(converging lens, real object, real image)