几何光学: 的概念为基础,用 的方法研究光在介质中的传播规律和光学系统成像特征.
光波与光线
光从本质上来就是 ;光的传播实质上是 .
波长
红外线的波长比可见光 ;
紫外线的波长比可见光 .
光速、频率与波长的关系:
(不能写成其他形式)
光源和光线
光源(发光体)是 的物体.
光线是 的几何线.
代表光的传播方向.
称为光路.
波面
光波向周围传播,在某一时刻,其振动位相相同的各点所构成的 称为波阵面,简称波面.可分为 .
在各向同性介质中,光沿着波面法线方向传播,所以可以认为 就是几何光学中的光线.
波前(wavefront): The surface reached by wave propagation at any time.
基本定律
光的直线传播定律
在 中,光线按直线传播.
光线的独立传播定律
光线的独立传播定律不符合 .
光的折射和反射定律
折射定律
折射率越大,介质对光线的折射能力越强。如,空气的折射率约为
折射定律的公式:
若在此式中令
角的正负
由 , 时针方向旋转形成的角度为正,反之为负.
在反射定律中,反射光线和入射光线位于法线的两侧,且反射角与入射角的绝对值相等,符号相反.
全反射
全反射现象发生的条件:
- 光线从 介质射向 介质;
- 入射角大于临界角.
临界角
马吕斯定律
马吕斯定律(Theorem of Malus)是指光线束在各向同性的均匀介质中传播时,始终 ,并且入射波面与出射波面对应点之间的 为定值.
费马原理
费马原理(Fermat’s principle)是指光是沿着光程为 的路径传播的.
三者中的任意一个,均可以视为几何光学的一个基本定律,而把另外两个作为该基本定律的推论.
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