引言 光的干涉、衍射现象,说明光是一种电磁波;光的传播过程就是无穷 次波的相干迭加:光的行为可用其时空周期性——波长、振幅和位相来描 述。因此,波动光学从光的本性出发,精确地描述了光现象。 事实上,在很多情况下,不考虑光的波动性,不用光的时空周期性, 而代之以简单的几何方法,就可得到与实际基本相符的结论(如光的反射、 折射成像等)。 这种撇开光的波动本性,而仅以光的直线传播为基础,研究光在透明 介质中有传播规律的学科称为几何光学,也称为光线光学。 由于直线传播仅是波动的近似,所以,几何光学只能用于有限的范围和 给出近似的结论
引 言 • 光的干涉、衍射现象，说明光是一种电磁波；光的传播过程就是无穷 次波的相干迭加；光的行为可用其时空周期性——波长、振幅和位相来描 述。因此，波动光学从光的本性出发，精确地描述了光现象。 • 事实上，在很多情况下，不考虑光的波动性，不用光的时空周期性， 而代之以简单的几何方法，就可得到与实际基本相符的结论（如光的反射、 折射成像等）。 • 这种撇开光的波动本性，而仅以光的直线传播为基础，研究光在透明 介质中有传播规律的学科称为几何光学，也称为光线光学。 • 由于直线传播仅是波动的近似，所以，几何光学只能用于有限的范围和 给出近似的结论
第三章几何光学的基本原理 主要内容 以光的直线传播为基础,用光线、波面的概念和几何 方法来近似描述光的传播行为;利用费马原理和新笛卡 符号法则,研究光在平面、球面介面上的成像规律
第三章 几何光学的基本原理 主要内容 以光的直线传播为基础，用光线、波面的概念和几何 方法来近似描述光的传播行为；利用费马原理和新笛卡尔 符号法则，研究光在平面、球面介面上的成像规律
教学目的 牢固掌握新笛卡尔符号法则、高斯公式、牛顿公式; 2.掌握光具组基点基面的物理意义和作用; 3.能正确运用物象公式和作图求象法求解成象问题; 4.理解虚物、实象、虚象概念及其性质。 内容分析: 第一单元:§1~§4 几何光学的基本原理、实验规律 第二单元:§5~§8 光在球面界面上的反射、折射及薄透镜的成象 第三单元:§9~§11 理想光具组的基点基面
教学目的： 1. 牢固掌握新笛卡尔符号法则、高斯公式、牛顿公式； 2. 掌握光具组基点基面的物理意义和作用； 3. 能正确运用物象公式和作图求象法求解成象问题； 4. 理解虚物、实象、虚象概念及其性质。 内容分析： 第一单元： §1～§4 几何光学的基本原理、实验规律 第二单元： §5～§8 光在球面界面上的反射、折射及薄透镜的成象 第三单元 ： §9～§11 理想光具组的基点基面
§3.1基本概念及基本实验定律 光线与浪面 1光线:形象表示光的传播方向的几何线。 说明:①同力学中的质点一样,光线仅是一种抽象的数学模型。 它具有光能,有长度,有起点、终点,但无粗细之分,仅 代表光的传播方向。任何想从实际装置(如无限小的孔) 中得到“光线”的想法均是徒劳的。 ②无数光线构成光束 ③光沿光线方向传播时,位相不断改变。 2波面:光传播中,位相相同的空间点所构成的平面或曲面。 说明:①波面即等相面,也是一种抽象的数学模型 ②波面为平面的光波称为平面光波(如平行光束);为球 面的称为球面光波(如点光源所发光波);为柱面的 称为柱面光波(如缝光源所发
§3.1 基本概念及基本实验定律 一、光线与波面 1.光线：形象表示光的传播方向的几何线。 说明：① 同力学中的质点一样，光线仅是一种抽象的数学模型。 它具有光能，有长度，有起点、终点，但无粗细之分，仅 代表光的传播方向。任何想从实际装置（如无限小的孔） 中得到“光线”的想法均是徒劳的。 ② 无数光线构成光束。 2.波面：光传播中，位相相同的空间点所构成的平面或曲面。 ③ 光沿光线方向传播时，位相不断改变。 说明： ① 波面即等相面，也是一种抽象的数学模型。 ② 波面为平面的光波称为平面光波（如平行光束）；为球 面的称为球 面光波（如点光源所发光波）；为柱面的 称为柱面光波（如缝光源所发光波）
3光线与波面的关系 在各向同性介质中,光线总是与波面法线方向重合。即光线与波 面总是垂直的。 平面波 球面波 柱面波 二、几何光学的基本实验定律 1直线传播定律:在均匀介质中,光总是沿直线传播的。 2反射症律: ①反射线在入射线和法线决定的平面内; 反射线、入射线分居法线两侧 间i=i1
3.光线与波面的关系 在各向同性介质中，光线总是与波面法线方向重合。即光线与波 面总是垂直的。 平面波 球面波 柱面波 二、几何光学的基本实验定律 1.直线传播定律：在均匀介质中，光总是沿直线传播的。 2.反射定律： 2 i ' 1 i 1 i n1 n2 ① 反射线在入射线和法线决定的平面内； ② 反射线、入射线分居法线两侧； ③ 1 ' 1 i = i