幾何光學(xué)復(fù)習(xí)

1、1.1幾何光學(xué),幾 何 光 學(xué),基本規(guī)律1.直線傳播定律2.折、反射定律3.光路可逆原理費馬原理,高斯光學(xué),,主要內(nèi)容,纖維光學(xué),球面鏡成像,薄透鏡成像,光具組成像,1．明確光線和光束的概念；2．明確物和像的概念，掌握虛物和實像的實質(zhì)；3．了解費馬原理在幾何光學(xué)中的地位和作用；4．掌握幾何光學(xué)中的新笛卡兒符號法則；5．掌握用物像公式尋找成象規(guī)律；6．掌握以幾何光學(xué)的光線作圖法尋找成像規(guī)律；7．正確運

2、用物像公式和光線作圖法求解單球面折射和薄透鏡的成像問題；8．明確理想光具組的基點和基面的意義．,,教 學(xué) 目 標,1. 基本實驗定律（3個）,? 幾何光學(xué)的基礎(chǔ),2.費馬原理：,,,3. 符號法則 —— 新笛卡兒符號法則,4.基本公式：,（基本方法是逐次成象法）條件：,幾何光學(xué)的理論基礎(chǔ),I.普遍公式：,II. 球面折射：,,復(fù)習(xí)要點及主要公式：,III. 球面反射：,IV. 薄透鏡：,V . 放大率：,VI. 作圖成像法：凸、

3、凹透鏡,1、光線在折射率不同的兩個透明物質(zhì)的界面反射或折射時，不破壞光束單心性的是：A、光線經(jīng)球面分界面反射，不破壞光束單心性；B、光線經(jīng)平面分界面折射，不破壞光束單心性；C、光線經(jīng)平面分界面反射，不破壞光束單心性； D、光線經(jīng)球面分界面折射，不破壞光束單心性。 2、費馬指出，光在指定的兩點間傳播，實際的光程總是：（A）極大值 　　　　　　 （B）極小值 （C）恒定值 　　　　　　

4、（D）極值或恒定值 3、將一薄透鏡置于折射率n’為的透明介質(zhì)中，透鏡的折射率為n，下面關(guān)于會聚透鏡和發(fā)散透鏡的說法正確的是： A、若n>n’，則凸透鏡為會聚透鏡，凹透鏡也為會聚透鏡；B、若n>n’ ，則凸透鏡為會聚透鏡，凹透鏡為發(fā)散透鏡；C、若n’>n ，則凸透鏡為會聚透鏡，凹透鏡也為會聚透鏡；D、若n’>n ，則凸透鏡和凹透鏡均為發(fā)散透鏡。,√,√,√,4、 n 2 = 1 的空氣對于 n 1 = 1

5、.5 的玻璃而言，其臨界角 ic 約為:： A. 40° B. 42° C. 55° D. 56° 5、.將折射率為 n 的薄透鏡置于折射率為 n′（＞n ）的介質(zhì)中，則： A. 凸透鏡會聚、凹透鏡發(fā)散 B. 凸透鏡發(fā)散、凹透鏡會聚 C. 凸透鏡發(fā)散、凹透鏡發(fā)散 D. 凸透鏡會聚、凹透鏡會

6、聚 6．通過一塊二表面平行的玻璃板去看一個點光源，則這個點光源顯得離觀察者： A. 遠了 B. 近了 C. 原來位置 D. 無法判斷7. 汽車兩前燈間距為1.22m，發(fā)出中心波長為500nm光，人眼瞳孔在夜間時的直徑為5mm，則該人剛能分辨該兩燈的最遠距離是多少km？ A. 1； B. 3； C. 10； D. 30。,√,√,√,√,8. 由折射

7、率n＝1.65的玻璃制成的薄雙凸透鏡，前后兩球面的曲率半徑均為40cm，則焦距等于 cm。9. 要使物經(jīng)共軸光具組后理想成像，必須滿足的兩個基本條件是 和 。10、 在幾何光學(xué)系統(tǒng)中，唯一能完善成像的是 鏡。 11. 設(shè)三棱鏡的頂角為60度，單色光在棱鏡中的折射率為1.414，則最小偏向角為 。 12、幾何光學(xué)的四個基

8、本定律為光的 、　 、 和 。13、發(fā)生全反射的條件可歸結(jié)為：(1) ；(2) 。14、光由光疏介質(zhì)進入光密

9、介質(zhì)時（ ）(A) 光速變大； (B) 波長變大； (C) 波長變??； (D) 頻率變大。,√,1１．如下圖所示，為薄透鏡的主軸，S為光源，S’為像。用作圖法求透鏡中心O和透鏡焦點的位置，問是凸透鏡還是凹透鏡？,12．會聚透鏡的焦距10cm．在透鏡左方的焦平面上，主軸上方1cm處置一發(fā)光點S，成像在何處？畫出光路圖。,13、右圖中L為一凸透鏡，水平橫線MM’為主軸，F(xiàn)’為薄透鏡L的焦點。用作圖法求出光線AB、

10、DE穿過透鏡后的路徑，并寫出簡要步驟。,14．設(shè)有一半徑為3cm的凹球面，球面兩側(cè)介質(zhì)的折射率分別為 n=1.0和n’=1.5。一會聚光束從左面入射到界面上，光束的頂點在球面右側(cè)距球面頂點3cm處，求像的性質(zhì)及位置。解：由 近軸光線下球面折射的物像公式： 將n=1，n’=1.5，r= - 3cm，S=3cm代入上式，則得：s’=9cm即在球面右側(cè)距頂點9cm處生成一實像（即虛物成實像）。,15、 高

11、6 cm 的物體距凹面鏡頂點12 cm ，凹面鏡的焦距是10 cm ，試求像的位置及高度。,,，,（cm）,（cm）,1.2 幾何光學(xué),幾 何 光 學(xué) (2),放大本領(lǐng),主要內(nèi)容,聚光本領(lǐng),分辨本領(lǐng),顯微鏡望遠鏡,助視儀器,分光儀器,棱 鏡光 柵,發(fā)光強度 [cd],亮 度 [cd/m2],照度 [lx],輻射通量,被照物體,視見函數(shù),光通量 [lm],點源,面源,,,1. 了解人眼結(jié)構(gòu)以及非正常眼形成的原因及其

12、矯正措施；2. 明確視角的物理意義;3. 明確助視儀器放大本領(lǐng)的物理意義，區(qū)別角度放大率與放大本領(lǐng)；4. 掌握放大鏡、目鏡、顯微鏡和望遠鏡放大本領(lǐng)的計算；了解光闌在光學(xué)儀器中的作用和地位；6. 掌握瑞利判據(jù)、分辨極限和分辨本領(lǐng)的概念；7. 掌握成像儀器的像分辨本領(lǐng)，熟悉人眼、顯微鏡和望遠 鏡分辨本領(lǐng)的計算；,,教 學(xué) 目 標,復(fù)習(xí)要點及主要公式：,1. 放大本領(lǐng),不同于：b,i. 簡單放大鏡：,ii. 顯微鏡：,

13、iii. 望遠鏡：,2. 分辨本領(lǐng),光強比約為80%時人眼剛可分辨,分辨極限：,i. 圓孔：,ii. 單縫：,iii. 眼睛：,iv. 顯微鏡：,v. 望遠鏡：,? 提高分辨本領(lǐng)與提高聚光本領(lǐng)是統(tǒng)一的.,分辨本領(lǐng)產(chǎn)生的根源是有限尺寸通光元件邊界的衍射!!,1. 光學(xué)儀器的基本原理主要是研究光學(xué)儀器的聚光本領(lǐng)、 本領(lǐng)和 本領(lǐng)。,如圖所示，光學(xué)系統(tǒng)由焦距為5.0cm的會聚透鏡L1

14、和焦距為10.0cm的發(fā)散透鏡L2組成，L2在L1右方5.0cm處，在L1左方10.0cm處的光軸上放置高度為5mm小物體，分別求此光學(xué)系統(tǒng)最后成像的位置和高度，以及像的倒正、放縮和虛實情況。,（1） 對L1 有s1=-10cm,f1’=5cm： 求 s1’

15、 得到： 可求出s1’=10cm 對L2 有s2=5cm,f2’=-10cm： 求s2’ 由 得到：s2’=10cm(2)橫向放大率