光路可逆和全反射.PPT

* 应用光学 Zhao Cunhua Lecturer Email: zhao.cun.hua@163.com Tel.Applied Optics 第一章 几何光学基本原理 Chapter 1: The principle of geometric optics lightning sun candlepower fire firefly moon §1-1 Light wave and ray What is light？ 1666年，伟大的科学家Newton支持光的粒子说 Reflect Spring collision Newton: English famous scientist. 1678年，科学家Huygens支持光的波动说 What is light？ Huygens: Netherlands famous scientist. 1799年，Young完成了著名的双缝实验，证明了光具有相干性。 1815年，法国工程师Fresnel向法国科学院提交了《Optical diffraction》的论文。 1865年，著名英国科学家Maxwell预言光是一种电磁波。 1888年，德国物理学家Hertz通过实验证实了Maxwell的结论。 1905年，为了解释光电效应，Einstein引入了光量子假说。 1923年，美国物理学家Compton发现康Compton效应。 光具有波粒二相性 wave-particle duality What is light？ The light is so weak that only one photon passes the small hole. What is light？ 400～760nm 380～760nm 390～780nm Electromagnetic Spectrum Fraunhofer wavelength 人眼睛可以感受的光称为“可见光” 相同波长（或频率）的光颜色相同，称为“单色光” 不同波长光波的混合称为“复色光” 光在透明介质中行进的速度称为“光速” 光波传播时抽象的能传递能量的几何线称为“光线” 物理光学 应用光学 Physical optics Applied optics Some conceptions 可见光——visible light 单色光——monochromatic light 复色光——polychromatic light 光速——volecity of light 光线——ray Beam and Wavefront 一束光线的集合称“光束” concentric beam abberated beam parallel beam S——light source P——convergent point WF——wavefront 光束——beam Conclusion: 1.The rays are perpendicular to the wavefront. 2. The same wavefront has the same phase. §1-2 Basic law of geometric optics 1.直线传播定律：光线在均匀透明介质中沿直线传播。 2.光的独立传播定律：从不同光源发出来的非相干光在空间相遇时，不发生光的干涉，相遇的光线好像互不相干涉地向前传播，只是在光线相交的区域光强发生了简单的叠加，称作光的独立传播定律。 3. Reflective law：当光线入射在介质分界面时，反射光线满足： 1. The reflective ray locates in the incidence surface； 2. The reflective angle equals incidence angle. AO——incidence ray OB——reflective ray ON——normal I——incidence angle I〞——reflective angle §1-2 Basic law of geometric optics 4. Refractive law：当光线入射在介质分界面时，折射光线满足： 1. The refractive ray locates in the incidence surface； 2. The refractive angle and the incidence angle meet following relation. AO——incidence ray OC——refractive ray ON——normal I——i