几何光学复习

1、1.1几何光学几何光学几几 何何 光光 学学基本规律基本规律1.直线传播定律直线传播定律2.折、反射定律折、反射定律3.光路可逆原理光路可逆原理费马原理费马原理高斯光学高斯光学主要内容主要内容纤维光学纤维光学球面镜成像球面镜成像薄透镜成像薄透镜成像光具组成像光具组成像光学仪器光学仪器光度学光度学1明确明确光线和光束的概念；光线和光束的概念；2明确明确物和像的概念，掌握虚物和实像的实质；物和像的概念，掌握虚物和实像的实质；3了解费马原理在几何光学中的地位和作用；了解费马原理在几何光学中的地位和作用；4掌握掌握几何光学中的新笛卡儿符号法则；几何光学中的新笛卡儿符号法则；5掌握掌握用物像公式寻找成象

2、规律；用物像公式寻找成象规律；6掌握掌握以几何光学的光线作图法寻找成像规律；以几何光学的光线作图法寻找成像规律；7正确运用正确运用物像公式和光线作图法求解单球面折射和物像公式和光线作图法求解单球面折射和薄透镜的成像问题；薄透镜的成像问题；8明确明确理想光具组的基点和基面的意义理想光具组的基点和基面的意义教教 学学 目目 标标 1. 基本实验定律基本实验定律（3个）个） 几何光学的基础几何光学的基础2.费马原理：费马原理： BAnds极极值值3. 符号法则符号法则 新新笛卡儿符号法则笛卡儿符号法则4.基本公式：基本公式：（基本方法是逐次成象法）条件：（基本方法是逐次成象法）条件：uynuyn 几

3、何光学的理论基础几何光学的理论基础I. .普遍公式：普遍公式： f fxxsfsf1fsnsn 1II. 球面折射：球面折射：,rnnsnsn nnff 复习要点及主要公式：复习要点及主要公式：III. 球面反射：球面反射：IV. 薄透镜：薄透镜：1 ff,fssnn 111121V . 放大率：放大率：,fxxfssyy nnuu VI. 作图成像法：凸、凹透镜作图成像法：凸、凹透镜221112rnnrnnsnsn ,rss211 2rff ,nn )11)(1(121rrnff反射和折射定律反射和折射定律 反射定律反射定律11ii 折射定律折射定律121221sinsinnnnii 全反射

4、条件全反射条件:21nn 临界角临界角: 当当 时时22i)arcsin(121nniic法线法线入入射光射光2i折折射光射光反反射光射光入射面入射面1i1i分界面分界面1n2n1、光线在折射率不同的两个透明物质的界面反射或折射时，不破坏光束单心性的是：A、光线经球面分界面反射，不破坏光束单心性；B、光线经平面分界面折射，不破坏光束单心性；C、光线经平面分界面反射，不破坏光束单心性； D、光线经球面分界面折射，不破坏光束单心性。 2、费马指出，光在指定的两点间传播，实际的光程总是：（A）极大值 （B）极小值 （C）恒定值 （D）极值或恒定值 3、将一薄透镜置于折射率n为的透明介质中，透镜的折射

5、率为n，下面关于会聚透镜和发散透镜的说法正确的是： A、若nn，则凸透镜为会聚透镜，凹透镜也为会聚透镜；B、若nn ，则凸透镜为会聚透镜，凹透镜为发散透镜；C、若nn ，则凸透镜为会聚透镜，凹透镜也为会聚透镜；D、若nn ，则凸透镜和凹透镜均为发散透镜。 4、 n 2 = 1 的空气对于的空气对于 n 1 = 1.5 的玻璃而言，其临界角的玻璃而言，其临界角 ic 约为约为:： A. 40 B. 42 C. 55 D. 56 5、.将折射率为将折射率为 n 的薄透镜置于折射率为的薄透镜置于折射率为 n（n ）的介质）的介质中，则：中，则： A. 凸透镜会聚、凹透镜发散凸透镜会聚、凹透镜发散 B

6、. 凸透镜发散、凹透镜会聚凸透镜发散、凹透镜会聚 C. 凸透镜发散、凹透镜发散凸透镜发散、凹透镜发散 D. 凸透镜会聚、凹透镜会聚凸透镜会聚、凹透镜会聚 6通过一块二表面平行的玻璃板去看一个点光源，则这个点通过一块二表面平行的玻璃板去看一个点光源，则这个点光源显得离观察者：光源显得离观察者： A. 远了远了 B. 近了近了 C. 原来位置原来位置 D. 无法判断无法判断7. 汽车两前灯间距为汽车两前灯间距为1.22m，发出中心波长为，发出中心波长为500nm光，人光，人眼瞳孔在夜间时的直径为眼瞳孔在夜间时的直径为5mm，则该人刚能分辨该两灯的最远，则该人刚能分辨该两灯的最远距离是多少距离是多少

7、km？ A. 1； B. 3； C. 10； D. 30。 8. 由折射率n1.65的玻璃制成的薄双凸透镜，前后两球面的曲率半径均为40cm，则焦距等于 cm。9. 要使物经共轴光具组后理想成像，必须满足的两个基本条件是 和 。10、 在几何光学系统中，唯一能完善成像的是 镜。 11. 设三棱镜的顶角为60度，单色光在棱镜中的折射率为1.414，则最小偏向角为 。 12、几何光学的四个基本定律为光的 、 、 和 。13、发生全反射的条件可归结为：(1) ；(2) 。14、光由光疏介质进入光密介质时（ ）(A) 光速变大； (B) 波长变大； (C) 波长变小； (D) 频率变大。 31近轴物近

8、轴物近轴光线近轴光线平面反射平面反射030光的直线传播定律光的直线传播定律光路可逆原理光路可逆原理光的反射定律光的反射定律光的折射定律光的折射定律质质光光由由光光密密介介质质射射向向光光介介入射角大于临界角入射角大于临界角1如下图所示，为薄透镜的主轴，S为光源，S为像。用作图法求透镜中心O和透镜焦点的位置，问是凸透镜还是凹透镜？12会聚透镜的焦距10cm在透镜左方的焦平面上，主轴上方在透镜左方的焦平面上，主轴上方1cm处置一发光点S，成像在何处？画出光路图。，成像在何处？画出光路图。13、右图中L为一凸透镜，水平横线MM为主轴，F为薄透镜L的焦点。用作图法求出光线AB、DE穿过透镜后的路径，并

9、写出简要步骤。 14设有一半径为设有一半径为3cm的凹球面，球面两侧介质的的凹球面，球面两侧介质的折射率分别为折射率分别为 n=1.0和和n=1.5。一会聚光束从左面入。一会聚光束从左面入射到界面上，光束的顶点在球面右侧距球面顶点射到界面上，光束的顶点在球面右侧距球面顶点3cm处，求像的性质及位置。处，求像的性质及位置。解：解：由由 近轴光线下球面折射的物像公式：近轴光线下球面折射的物像公式： 将将n=1，n=1.5，r= - 3cm，S=3cm代入上式，则得：代入上式，则得：s=9cm即在球面右侧距顶点即在球面右侧距顶点9cm处生成一实像（即虚物成处生成一实像（即虚物成实像）。实像）。 rn

10、nsn sn 15、 高6 cm 的物体距凹面镜顶点12 cm ，凹面镜的焦距是10 cm ，试求像的位置及高度。 fss111ssyy 6010121210fssfs3061260yssy ， （cmcm） （cm） 1.2 几何光学几何光学几几 何何 光光 学学 (2)放大本领放大本领主要内容主要内容聚光本领聚光本领分辨本领分辨本领显微镜显微镜望远镜望远镜助视助视仪器仪器分光分光仪器仪器棱棱 镜镜光光 栅栅光学仪器光学仪器光度学光度学发光强度发光强度 cd亮亮 度度 cd/m2照度照度 lx辐射通量辐射通量被照被照物体物体视见函数视见函数光通量光通量 lm点源点源面源面源1. 了解人眼结构

11、以及非正常眼形成的原因及其矫正措施；了解人眼结构以及非正常眼形成的原因及其矫正措施；2. 明确明确视角的物理意义视角的物理意义;3. 明确明确助视仪器放大本领的物理意义，助视仪器放大本领的物理意义，区别区别角度放大率与角度放大率与放大本领；放大本领；4. 掌握掌握放大镜、目镜、显微镜和望远镜放大本领的计算；放大镜、目镜、显微镜和望远镜放大本领的计算；5. 了解光阑在光学仪器中的作用和地位；了解光阑在光学仪器中的作用和地位；6. 掌握掌握瑞利判据、分辨极限和分辨本领的概念；瑞利判据、分辨极限和分辨本领的概念；7. 掌握掌握成像仪器的像分辨本领，熟悉人眼、显微镜和望远成像仪器的像分辨本领，熟悉人眼

12、、显微镜和望远 镜分辨本领的计算；镜分辨本领的计算；教教 学学 目目 标标 复习要点及主要公式：复习要点及主要公式：1. 放大本领放大本领不同于：不同于： ,UUtgUUtgllM i. 简单放大镜：简单放大镜：fM 25ii. 显微镜：显微镜：2125)(fflMMeo iii. 望远镜：望远镜：21ffM 2. 分辨本领分辨本领光强比约为光强比约为80%时人眼刚可分辨时人眼刚可分辨分辨极限：分辨极限：分分辨辨极极限限1 i. 圆孔：圆孔：D 22.1 ii. 单缝：单缝：b iii. 眼睛：眼睛：mml1211 iv. 显微镜：显微镜：usinn.y 610 v. 望远镜：望远镜：f/D.

13、y 221 提高提高分辨本领分辨本领与提高聚与提高聚光本领是光本领是统一的统一的.分辨本领分辨本领产生的产生的根根源源是有限是有限尺寸通光尺寸通光元件边界元件边界的衍射的衍射!1. 光学仪器的基本原理主要是研究光学仪器的光学仪器的基本原理主要是研究光学仪器的聚光本领、聚光本领、 本领和本领和 本领。本领。放放大大分分辨辨 如图所示，光学系统由焦距为5.0cm的会聚透镜L1和焦距为10.0cm的发散透镜L2组成，L2在L1右方5.0cm处，在L1左方10.0cm处的光轴上放置高度为5mm小物体，分别求此光学系统最后成像的位置和高度，以及像的倒正、放缩和虚实情况。 10cm5cmL1L2F F2 2