几何光学的基本概念
几何光学:
光波与光线
光从本质上来就是
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:
\[\nu=\dfrac c \lambda.\]
(不能写成其他形式)
光源和光线
光源(发光体)是
光线是
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
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
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
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 \(1.00\),水的折射率约为 \(1.33\),则光线从空气射入水中时,入射角 \(\geq\) 折射角。
折射定律的公式:
\[n’\sin I’=n\sin I.\]
若在此式中令 \(n’=-n\),则有 \(I’=-I\),即反射定律.
角的正负
由
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 \(\sin I_m = \dfrac{n’\sin I’}{n} = \dfrac{n’}{n}\sin 90° = \dfrac{n’}{n}\),其中 \(n \gt n’\).
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
费马原理
费马原理(Fermat’s principle)是指光是沿着光程为