球面反射和球面折射成像.ppt

大学物理 河南农业大学理学院 大学物理 河南农业大学理学院 14.3.1 球面折射成像 一、球面折射的一般分析 Q Q O n n r C ll P Py y (1)若P在球面顶点O左方则为实物，物距l为负；反之为虚物，l为正。 (2)若P在球面顶点O右方则为实像，像距l为正；反之为虚像，l为负。 (3)若球面中心C在O右方为凸球面，曲率半径r为正；反之为凹球面，r为负 。 (4)物点和像点到主轴的距离为y和y。在主轴上方时，y和y为正；反之为 负。 大学物理 河南农业大学理学院 二、球面折射成像公式 物方焦距 - 像方焦距 Q Q O n n r C ll P Py y 大学物理 河南农业大学理学院 三、横向放大率 Q Q O n n r C ll P Py y 定义 |1 放大 | 0 像正立 0 像倒立 大学物理 河南农业大学理学院 F F 四、近轴光线的作图法 大学物理 河南农业大学理学院 五、 共轴球面系统成像（逐次成像） 共轴球面系统所成的最终像，可由第一球面 所成之像作为第二球面之物、第二球面所成之像 作为第三球面之物逐次计算而得。 光学系统的横向放大率为每次球面成像的横 向放大率的乘积。 大学物理 河南农业大学理学院 O C 15cm12cm R 例1、设有一个半径为R的球面，球面的左侧是空气，球面 右侧是玻璃长圆柱（n=1.5），过球面顶点O和曲率中心C的 连线是主光轴。设曲率半径是R=12cm，在主光轴上距O点 为15cm的左侧有一支小小的烛焰（如图）。则下述判断中 正确的是 (A) 烛焰在玻璃中呈一倒立的缩小的实像； (B) 烛焰在玻璃中呈一倒立的放大的实像； (C) 烛焰在空气中呈一正立的放大的虚像； (D) 烛焰在空气中呈一倒立的放大的虚像。 大学物理 河南农业大学理学院 例2 折射率为1.5的长玻璃棒，左端磨成半径为4cm的凸球面 ，长为4mm的物体垂直立于棒轴上，离球面顶点12 cm。求 像的位置与大小。 解 已知r =4cm，n=1，n=1.5，l=-12cm，y=4mm 由球面折射成像公式 可得 cm 由横向放大率公式 可得 y=-8 mm 所成的像位于球面顶点右边36cm的位置，且是倒立的实像 大学物理 河南农业大学理学院 14.3.2 球面反射成像 一、凹面镜的反射成像 1 2 3 4 5 f c F 成像公式 焦距公式 横向放大率 大学物理 河南农业大学理学院 物点在焦点之内，凹面镜成虚像 y f l l y c 1 2 2 1 F 大学物理 河南农业大学理学院 物点在焦点之外，凹面镜成实像 f c l y l y 1 1 2 2 F 大学物理 河南农业大学理学院 二、凸面镜的反射成像 f 1 2 3 F y 1 2 1 2y f ll 凸面镜的焦点 凸面镜成像光路图 成像公式和横向放大率公式与凹面镜相同 大学物理 河南农业大学理学院 例3 凸面镜半径为30 cm。现有一个物体高10 mm，置 于镜前30 cm处，求所成像的位置、大小和虚实。 由横向放大率公式可得 mm