眼應(yīng)用光學(xué)基礎(chǔ)ppt課件

1、 眼應(yīng)用光學(xué)基礎(chǔ)眼應(yīng)用光學(xué)基礎(chǔ) 第一章 幾何光學(xué)相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)幾幾何何光光 學(xué)學(xué)光的直線(xiàn)傳播光的直線(xiàn)傳播光的反射光的反射光的折射光的折射分類(lèi)分類(lèi)定律定律條件條件規(guī)律規(guī)律應(yīng)用應(yīng)用凸透鏡成像凸透鏡成像一、光的傳播 1、光源 可以 發(fā)光的物體叫光源。 如: 太陽(yáng)、發(fā)光的電燈、熒火蟲(chóng)都是光源。 月亮本身不發(fā)光，它不是光源。 2、光在同一種均勻物質(zhì)中是沿直線(xiàn)傳播的。 光在不同物質(zhì)中傳播的速度是不同的， 在真空中傳播的速度最大，為3108 m/s。自身自身影子影子由于光沿直線(xiàn)傳播，在光的傳由于光沿直線(xiàn)傳播，在光的傳播過(guò)程中，遇到不透明的物體播過(guò)程中，遇到不透明的物體時(shí)，在物體后面就形成一個(gè)光時(shí)，在物體后面就

2、形成一個(gè)光不能到達(dá)的區(qū)域，從而形成一不能到達(dá)的區(qū)域，從而形成一塊陰影，這個(gè)陰影就是物體的塊陰影，這個(gè)陰影就是物體的影子。影子。日食、月食的形成日食、月食的形成太陽(yáng)月球地球日食的形成日食的形成二、光的反射現(xiàn)象二、光的反射現(xiàn)象1、光的反射現(xiàn)象、光的反射現(xiàn)象 光射到兩種介質(zhì)的分界面時(shí)，有一部分光被光射到兩種介質(zhì)的分界面時(shí)，有一部分光被反射回去的現(xiàn)象叫光的反射。反射回去的現(xiàn)象叫光的反射。例如：我們能看到不發(fā)光的物體，就是由于物體例如：我們能看到不發(fā)光的物體，就是由于物體反射的光緣故。反射的光緣故。2、光的反射定律、光的反射定律反射光線(xiàn)、入射光線(xiàn)和法線(xiàn)在同一平面內(nèi)，反射光線(xiàn)、入射光線(xiàn)和法線(xiàn)在同一平面內(nèi)，

3、反射光線(xiàn)和入射光線(xiàn)分別位于法線(xiàn)兩反射光線(xiàn)和入射光線(xiàn)分別位于法線(xiàn)兩 側(cè)，側(cè)，反射角等于入射角。反射角等于入射角。（可簡(jiǎn)記為（可簡(jiǎn)記為“三線(xiàn)共面、法線(xiàn)居中、兩角相等三線(xiàn)共面、法線(xiàn)居中、兩角相等”）入射角反射角入射光線(xiàn)反射光線(xiàn)1)1)求作反射光線(xiàn)求作反射光線(xiàn)2)已知物像，求作鏡面3）（如圖太陽(yáng)光與水平面成）（如圖太陽(yáng)光與水平面成60角，要用一平角，要用一平 面鏡把面鏡把太陽(yáng)光反射到豎直的井底，畫(huà)出平面鏡放置的位置太陽(yáng)光反射到豎直的井底，畫(huà)出平面鏡放置的位置.60O4)從S發(fā)出的光經(jīng)平面鏡過(guò)A點(diǎn)。SSA三、光的折射三、光的折射1、光的折射現(xiàn)象、光的折射現(xiàn)象 光由一種物質(zhì)進(jìn)入另一種物質(zhì)時(shí)傳播方向發(fā)生改光

4、由一種物質(zhì)進(jìn)入另一種物質(zhì)時(shí)傳播方向發(fā)生改變的現(xiàn)象，叫做光的折射。如：插在水中的筷子變的現(xiàn)象，叫做光的折射。如：插在水中的筷子變彎折了，就是由于光的折射的緣故。變彎折了，就是由于光的折射的緣故。2、折射規(guī)律、折射規(guī)律 折射光線(xiàn)、入射光線(xiàn)、法線(xiàn)在同一平面時(shí)，折射光線(xiàn)、入射光線(xiàn)、法線(xiàn)在同一平面時(shí)，折射光線(xiàn)和入射光線(xiàn)分別位于法線(xiàn)兩側(cè)。折射光線(xiàn)和入射光線(xiàn)分別位于法線(xiàn)兩側(cè)。 光從空光從空氣斜射到水或其他介質(zhì)時(shí)，折射角小于入射角；氣斜射到水或其他介質(zhì)時(shí)，折射角小于入射角；光從水或其他介質(zhì)斜射到空氣時(shí)，折射角大于入光從水或其他介質(zhì)斜射到空氣時(shí)，折射角大于入射角。射角。空氣空氣水水水池變水池變“淺了；插入水中的

5、筷子淺了；插入水中的筷子變彎了；海市蜃樓等。變彎了；海市蜃樓等。習(xí)題入射光線(xiàn)入射光線(xiàn)入射光線(xiàn)入射光線(xiàn)折射光線(xiàn)折射光線(xiàn)折射光線(xiàn)折射光線(xiàn)入射角入射角入射角入射角折射角折射角折射角折射角畫(huà)出下圖中的折射光線(xiàn)。畫(huà)出下圖中的折射光線(xiàn)。玻玻 璃璃玻玻 璃璃凸透鏡對(duì)光起會(huì)聚作用：凹透鏡對(duì)光起發(fā)散作用：光的折射定律光的折射定律 折射光線(xiàn)與入射光線(xiàn)、法線(xiàn)處在同一平面內(nèi)；折射光線(xiàn)折射光線(xiàn)與入射光線(xiàn)、法線(xiàn)處在同一平面內(nèi)；折射光線(xiàn)和入射光線(xiàn)分別位于法線(xiàn)的兩側(cè)；入射角的正弦與折射角的和入射光線(xiàn)分別位于法線(xiàn)的兩側(cè)；入射角的正弦與折射角的正弦成正比正弦成正比折射率折射率 (1)定義：光從真空射入某種介質(zhì)發(fā)生折射時(shí)，入射角的

6、定義：光從真空射入某種介質(zhì)發(fā)生折射時(shí)，入射角的正弦與折射角的正弦之比，叫做這種介質(zhì)的絕對(duì)折射率，簡(jiǎn)正弦與折射角的正弦之比，叫做這種介質(zhì)的絕對(duì)折射率，簡(jiǎn)稱(chēng)折射率稱(chēng)折射率 （2表達(dá)式：表達(dá)式：n= 折射率可記憶為折射率可記憶為折射率可記憶為折射率可記憶為 基礎(chǔ)知識(shí)梳理物理意義物理意義 折射率是表示光線(xiàn)從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)，折射率是表示光線(xiàn)從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)，發(fā)生偏折程度的物理量，與入射角發(fā)生偏折程度的物理量，與入射角i及折射角及折射角大小無(wú)大小無(wú)關(guān)關(guān)折射率和光速的關(guān)系折射率和光速的關(guān)系 折射率和光在介質(zhì)中傳播的速度有關(guān)，當(dāng)折射率和光在介質(zhì)中傳播的速度有關(guān)，當(dāng)c為真空中為真空中的光速，

7、的光速，v為介質(zhì)中的光速時(shí)為介質(zhì)中的光速時(shí)n=c/v,式中式中c 3.0108 m/s，n為介質(zhì)的折射率，總大于為介質(zhì)的折射率，總大于1，故光在介質(zhì)中的傳，故光在介質(zhì)中的傳播速度必小于真空中的光速播速度必小于真空中的光速 在光的折射現(xiàn)象中，光路是可逆的在光的折射現(xiàn)象中，光路是可逆的二、全反射二、全反射1光密介質(zhì)與光疏介質(zhì)光密介質(zhì)與光疏介質(zhì)介質(zhì)項(xiàng)目介質(zhì)項(xiàng)目 光密介質(zhì)光密介質(zhì)光疏介質(zhì)光疏介質(zhì)折射率折射率大大小小光速光速小小大大相對(duì)性相對(duì)性若若n甲甲n乙乙，則甲是，則甲是 介質(zhì)介質(zhì) 若若n甲甲n乙乙，則甲是，則甲是 介質(zhì)介質(zhì)光密光密光疏光疏全反射現(xiàn)象：全反射現(xiàn)象： 光從光密介質(zhì)入射到光疏介質(zhì)的分界面

8、上時(shí)，光全部光從光密介質(zhì)入射到光疏介質(zhì)的分界面上時(shí)，光全部反射回光密介質(zhì)的現(xiàn)象反射回光密介質(zhì)的現(xiàn)象臨界角：折射角等于臨界角：折射角等于90時(shí)的入射角叫做臨界角用公式表時(shí)的入射角叫做臨界角用公式表示示sinC=1/n 發(fā)生全反射的條件發(fā)生全反射的條件(1)光由光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)光由光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)(2)入射角入射角 臨界角臨界角第二節(jié) 球面和共軸球面系統(tǒng)的理想成像 一、單折射球面的成像 單球面近軸區(qū)的物像關(guān)系引言引言由第七章的內(nèi)容可知，當(dāng)物體通過(guò)折射球面成像時(shí)，除位于近軸區(qū)內(nèi)的物體外，均不能成完善像。但近軸區(qū)的成像范圍和光束寬度均很小，實(shí)用意義不大。 如果能把近軸光學(xué)系統(tǒng)成完善像的范圍擴(kuò)大

9、到任意空間，即空間任意大的物體以任意寬的光束通過(guò)光學(xué)系統(tǒng)時(shí)均能成完善像，則這樣的光學(xué)系統(tǒng)成為理想光學(xué)系統(tǒng)。 理想光學(xué)系統(tǒng)具有以下基本特性： 點(diǎn)成點(diǎn)像 物空間的每一點(diǎn)，在像空間必有一個(gè)點(diǎn)與之對(duì)應(yīng)，且只有一點(diǎn)與之對(duì)應(yīng)，這兩個(gè)對(duì)應(yīng)點(diǎn)稱(chēng)為物像空間的共軛點(diǎn)。 線(xiàn)成線(xiàn)像 物空間的每一條直線(xiàn)在像空間必有一條直線(xiàn)與之對(duì)應(yīng)，且只有一條直線(xiàn)與之對(duì)應(yīng)，這兩條對(duì)應(yīng)直線(xiàn)稱(chēng)為物像空間的共軛線(xiàn)。 平面成平面像 物空間的每一個(gè)平面，在像空間必有一個(gè)平面與之對(duì)應(yīng)，且只有一個(gè)平面與之對(duì)應(yīng)，這兩個(gè)對(duì)應(yīng)平面稱(chēng)為物像空間的共軛面。推廣： 對(duì)稱(chēng)軸共軛 物空間和像空間存在著一對(duì)唯一的共軛對(duì)稱(chēng)軸。當(dāng)物點(diǎn)A繞物空間的對(duì)稱(chēng)軸旋轉(zhuǎn)一個(gè)任意角時(shí)，它

10、的共軛像點(diǎn)A也繞像空間的對(duì)稱(chēng)軸旋轉(zhuǎn)同樣的角度，這樣的一對(duì)共軛軸稱(chēng)為光軸。 物空間的任一個(gè)同心光束必對(duì)應(yīng)于像空間中的一個(gè)同心光束。 若物空間中的兩點(diǎn)與像空間中的兩點(diǎn)共軛，則物空間兩點(diǎn)的連線(xiàn)與像空間兩點(diǎn)的連線(xiàn)也一定共軛。 若物空間任意一點(diǎn)位于一直線(xiàn)上，則該點(diǎn)在像空間的共軛點(diǎn)必位于該直線(xiàn)的共軛線(xiàn)上。 上述定義只是理想光學(xué)系統(tǒng)的基本假設(shè)。在均勻透明介質(zhì)中，除平面反射鏡具有上述理想光學(xué)系統(tǒng)的性質(zhì)外，任何實(shí)際的光學(xué)系統(tǒng)都不能絕對(duì)完善成像。 研究理想光學(xué)系統(tǒng)成像規(guī)律的實(shí)際意義是用它作為衡量實(shí)際光學(xué)系統(tǒng)成像質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)。通常把理想光學(xué)系統(tǒng)計(jì)算公式近軸光學(xué)公式計(jì)算出來(lái)的像，稱(chēng)為實(shí)際光學(xué)系統(tǒng)的理想像。另外，在設(shè)計(jì)實(shí)

11、際光學(xué)系統(tǒng)時(shí)，用它近似表示實(shí)際光學(xué)系統(tǒng)所成像的位置和大小，即實(shí)際光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的初始計(jì)算。 理想光學(xué)系統(tǒng)的基本特性很重要，它是推導(dǎo)幾何光學(xué)許多重要定律的基礎(chǔ)。在今后學(xué)習(xí)中注意領(lǐng)會(huì)其思想。 理想光學(xué)系統(tǒng)的基點(diǎn)和基面是指表征理想光學(xué)系統(tǒng)特性的焦點(diǎn)、焦平面、主點(diǎn)、主平面。利用這些特殊的點(diǎn)和面來(lái)討論光學(xué)系統(tǒng)的成像特性，可使討論的問(wèn)題大為簡(jiǎn)化。 物方焦平面 通過(guò)物方焦點(diǎn)F且垂直于光軸的平面。光軸物方焦平面像方焦平面 像方焦平面 通過(guò)像方焦點(diǎn)F且垂直于光軸的平面。 物方焦平面的共軛像面在無(wú)窮遠(yuǎn)處，物方焦平面上任何一點(diǎn)發(fā)出的光束，經(jīng)理想光學(xué)系統(tǒng)后必為一平行光束。同樣，像方焦平面的共軛面也在無(wú)窮遠(yuǎn)處，任何一束入

12、射的平行光，經(jīng)理想光學(xué)系統(tǒng)后必會(huì)聚于像方焦平面的某一點(diǎn)。 注意：焦點(diǎn)和焦平面是理想光學(xué)系統(tǒng)的一對(duì)特殊的點(diǎn)和面。焦點(diǎn)F和F彼此之間不共軛，兩焦平面彼此之間也不共軛。理想光學(xué)系統(tǒng)光軸 如圖，平行光線(xiàn)AE1和FO1的交點(diǎn)與像方共軛光線(xiàn) 和 的交點(diǎn)F共軛，所以F是物方無(wú)窮遠(yuǎn)軸上點(diǎn)的像，F(xiàn)點(diǎn)稱(chēng)為理想光學(xué)系像方焦點(diǎn)。由此，任一條平行光軸的入射線(xiàn)經(jīng)理想光學(xué)系統(tǒng)后，出射線(xiàn)必過(guò)F點(diǎn)。kG F 同理，有一物方焦點(diǎn)F，它與像方無(wú)窮遠(yuǎn)軸上點(diǎn)共軛。任一條過(guò)F點(diǎn)的入射線(xiàn)經(jīng)理想光學(xué)系統(tǒng)后，出射線(xiàn)必平行于光軸。FAE1FO1kO F 像方焦點(diǎn) 物方焦點(diǎn)GkOk 物方焦平面 通過(guò)物方焦點(diǎn)F且垂直于光軸的平面。光軸物方焦平面像方

13、焦平面 像方焦平面 通過(guò)像方焦點(diǎn)F且垂直于光軸的平面。 物方焦平面的共軛像面在無(wú)窮遠(yuǎn)處，物方焦平面上任何一點(diǎn)發(fā)出的光束，經(jīng)理想光學(xué)系統(tǒng)后必為一平行光束。同樣，像方焦平面的共軛面也在無(wú)窮遠(yuǎn)處，任何一束入射的平行光，經(jīng)理想光學(xué)系統(tǒng)后必會(huì)聚于像方焦平面的某一點(diǎn)。 注意：焦點(diǎn)和焦平面是理想光學(xué)系統(tǒng)的一對(duì)特殊的點(diǎn)和面。焦點(diǎn)F和F彼此之間不共軛，兩焦平面彼此之間也不共軛。F光軸FAE1GkBEkG1QQH H 如圖，入射光線(xiàn)AE1和出射光線(xiàn)GkF 的 延長(zhǎng)線(xiàn)相交于點(diǎn)Q，F(xiàn)G1和EkB的延長(zhǎng)線(xiàn)交于點(diǎn)Q，設(shè)AE1和EkB具有同樣的高度，則光線(xiàn)AE1和GkF共軛， FG1和EkB共軛，則共軛線(xiàn)的交點(diǎn)Q和Q必共軛

14、。由此推得，過(guò)Q和Q點(diǎn)作垂直于光軸的平面QH和QH也相互共軛。 圖中QH和Q H 具有同樣的高度，且位于光軸的同側(cè)上側(cè)），故這兩面的垂軸放大率 +1，稱(chēng)這對(duì)垂軸放大率為+1共軛面為主平面。 主平面u-uh,tan hfu 像方焦距：像方主點(diǎn)到像方焦點(diǎn)F的距離，以 f 表示。 焦距的正負(fù)是以相應(yīng)的主點(diǎn)為原點(diǎn)來(lái)確定，假如由主點(diǎn)到相應(yīng)焦點(diǎn)的方向與光線(xiàn)傳播方向一致，那么焦距為正，反之為負(fù)。如圖，f 0，且：tanhfu 物方焦距：物方主點(diǎn)到物方焦點(diǎn)F的距離，以 f 表示。8.1 基本特性、基點(diǎn)和基面基本特性、基點(diǎn)和基面8.1.2 理想光學(xué)系統(tǒng)的基點(diǎn)和基面理想光學(xué)系統(tǒng)的基點(diǎn)和基面 物方焦平面 通過(guò)物方焦

15、點(diǎn)F且垂直于光軸的平面。光軸物方焦平面像方焦平面 像方焦平面 通過(guò)像方焦點(diǎn)F且垂直于光軸的平面。8.1 基本特性、基點(diǎn)和基面基本特性、基點(diǎn)和基面8.1.2 理想光學(xué)系統(tǒng)的基點(diǎn)和基面理想光學(xué)系統(tǒng)的基點(diǎn)和基面 物方焦平面 通過(guò)物方焦點(diǎn)F且垂直于光軸的平面。光軸物方焦平面像方焦平面 像方焦平面 通過(guò)像方焦點(diǎn)F且垂直于光軸的平面。8.1 基本特性、基點(diǎn)和基面基本特性、基點(diǎn)和基面8.1.2 理想光學(xué)系統(tǒng)的基點(diǎn)和基面理想光學(xué)系統(tǒng)的基點(diǎn)和基面 物方焦平面 通過(guò)物方焦點(diǎn)F且垂直于光軸的平面。光軸物方焦平面像方焦平面 像方焦平面 通過(guò)像方焦點(diǎn)F且垂直于光軸的平面。1 1圖解法求像圖解法求像 對(duì)于多個(gè)光組的圖解法

16、求像，其求解過(guò)程與單個(gè)光組相對(duì)于多個(gè)光組的圖解法求像，其求解過(guò)程與單個(gè)光組相似，需要注意的是前一光組的像就是后一光組的物。按照這似，需要注意的是前一光組的像就是后一光組的物。按照這一思路，利用追蹤典型光線(xiàn)的方法逐個(gè)光組圖解法求像，最一思路，利用追蹤典型光線(xiàn)的方法逐個(gè)光組圖解法求像，最后得到的像就是多個(gè)光組所成的像。后得到的像就是多個(gè)光組所成的像。2. 2. 解析法求像解析法求像 第一種方法是逐個(gè)光組計(jì)算法，最后求出像的位置及成第一種方法是逐個(gè)光組計(jì)算法，最后求出像的位置及成像性質(zhì)；第二種方法是等效光學(xué)系統(tǒng)法；第三種方法就是正像性質(zhì)；第二種方法是等效光學(xué)系統(tǒng)法；第三種方法就是正切計(jì)算法。切計(jì)算法

17、。 2.12.1逐個(gè)光組計(jì)算法逐個(gè)光組計(jì)算法 該方法就是從第一個(gè)光組開(kāi)始對(duì)每個(gè)光組利用牛頓公式該方法就是從第一個(gè)光組開(kāi)始對(duì)每個(gè)光組利用牛頓公式或高斯公式，前一光組所成的像就是后一光組的物，所以，或高斯公式，前一光組所成的像就是后一光組的物，所以，該方法需要確定出相鄰兩光組之間的過(guò)渡公式。每個(gè)光組的該方法需要確定出相鄰兩光組之間的過(guò)渡公式。每個(gè)光組的焦距和焦點(diǎn)、主點(diǎn)位置以及光組間的相互位置均為已知。焦距和焦點(diǎn)、主點(diǎn)位置以及光組間的相互位置均為已知。 圖2-26 相鄰兩光組間的關(guān)系 看如圖2-26所示兩個(gè)光組的情況，物點(diǎn) 被第一光組成像于 ,它就是第二個(gè)光組的物 。兩光組的相互位置以距離 = 來(lái)表

18、示。由圖可見(jiàn)有如下的過(guò)渡關(guān)系 = = 上式中， 為第一光組的像方焦點(diǎn) 到第二光組物方焦點(diǎn) 的距離，即 = ,稱(chēng)為光學(xué)間隔。它以前一個(gè)光組的像方焦點(diǎn)為原點(diǎn)來(lái)決定其正負(fù)，若它到下一個(gè)光組物方焦點(diǎn)的方向與光線(xiàn)的方向一致，則為正；反之，則為負(fù)。 1A1A2A12H H1d2l1l1d2x1x11F12F112F F 光學(xué)系統(tǒng)的光闌一、光闌的分類(lèi)1孔徑光闌(有效光闌)：限制軸上物點(diǎn)成像光束立體角的光闌決定光軸上點(diǎn)發(fā)出的平面光束的孔徑角。2視場(chǎng)光闌：安置在物平面或象平面上限制成像范圍的光闌。3消雜光光闌：攔截部分雜光的光（1） 保證近軸條件，改善成像質(zhì)量像的清晰度），控制景深保證近軸條件，改善成像質(zhì)量像的

19、清晰度），控制景深（2） 控制成像物空間的范圍控制成像物空間的范圍（3） 控制像面的亮度控制像面的亮度（1） 孔徑光闌：諸擋光孔中孔徑光闌：諸擋光孔中,最有效的控制成像光束光最有效的控制成像光束光能量者，稱(chēng)為孔徑光闌簡(jiǎn)稱(chēng)孔闌能量者，稱(chēng)為孔徑光闌簡(jiǎn)稱(chēng)孔闌1) 光闌的作用：光闌的作用： 2) 光闌的種類(lèi)：光闌的種類(lèi)：瞳孔瞳孔（2視場(chǎng)光闌視場(chǎng)光闌 ：諸擋光孔中：諸擋光孔中,最有效的控制成像物空間最有效的控制成像物空間范圍者，稱(chēng)為視場(chǎng)光闌范圍者，稱(chēng)為視場(chǎng)光闌.簡(jiǎn)稱(chēng)場(chǎng)闌簡(jiǎn)稱(chēng)場(chǎng)闌人眼瞳孔：孔徑光闌，人眼瞳孔：孔徑光闌，窗窗：視場(chǎng)光闌窗：視場(chǎng)光闌物點(diǎn)物點(diǎn)1 1、孔徑光闌的定義和作用、孔徑光闌的定義和作用孔徑

20、光闌孔徑光闌 (Aperture Stops) (Aperture Stops) 含義含義1 1：限制軸上物點(diǎn)成像光束孔徑角大小的光闌。：限制軸上物點(diǎn)成像光束孔徑角大小的光闌。 含義含義2 2：孔徑光闌的位置不同，但都起到了對(duì)軸上物點(diǎn)成：孔徑光闌的位置不同，但都起到了對(duì)軸上物點(diǎn)成像光束寬度的限制作用；只需相應(yīng)的改變光闌大小，即可保像光束寬度的限制作用；只需相應(yīng)的改變光闌大小，即可保證軸上物點(diǎn)成像光束的孔徑角不變。證軸上物點(diǎn)成像光束的孔徑角不變。 含義含義3 3：孔徑光闌的位置不同，則對(duì)應(yīng)于選擇軸外物點(diǎn)：孔徑光闌的位置不同，則對(duì)應(yīng)于選擇軸外物點(diǎn)發(fā)出光束的不同部分參與成像。發(fā)出光束的不同部分參與成

21、像。 孔徑光闌的定義：孔徑光闌的定義：1 1限制軸上物點(diǎn)成像光束孔徑角的大小寬度）；限制軸上物點(diǎn)成像光束孔徑角的大小寬度）；2 2選擇軸外物點(diǎn)成像光束的位置。選擇軸外物點(diǎn)成像光束的位置。2 2、入射光瞳與出射光瞳、入射光瞳與出射光瞳(Entrance and Exit (Entrance and Exit pupils)pupils) Pupils： The image of the Aperture Stops入射光瞳：孔徑光闌經(jīng)其前面光學(xué)系統(tǒng)所成的像物空間）入射光瞳：孔徑光闌經(jīng)其前面光學(xué)系統(tǒng)所成的像物空間）出射光瞳：孔徑光闌經(jīng)其后面光學(xué)系統(tǒng)所成的像像空間）出射光瞳：孔徑光闌經(jīng)其后面光學(xué)系統(tǒng)

22、所成的像像空間）照相機(jī)鏡頭中的孔徑光闌照相機(jī)鏡頭中的孔徑光闌F 孔徑光闌孔徑光闌F 孔徑光闌孔徑光闌物像關(guān)系物像關(guān)系后面后面光學(xué)光學(xué)系統(tǒng)系統(tǒng)入瞳入瞳出瞳出瞳孔徑光闌孔徑光闌前面前面光學(xué)光學(xué)系統(tǒng)系統(tǒng)整整個(gè)個(gè)光光學(xué)學(xué)系系統(tǒng)統(tǒng)ABAB孔徑光闌孔徑光闌底片底片ABAB孔徑光闌孔徑光闌視場(chǎng)光闌視場(chǎng)光闌底片底片2.2 像差像差實(shí)實(shí)際際成成像像理想成像理想成像像差：像差：幾何幾何像差像差復(fù)色光形成像差復(fù)色光形成像差色差色差單色光形成像差單色光形成像差單色單色像差：球差、彗差、像像差：球差、彗差、像散、像場(chǎng)彎曲、畸變散、像場(chǎng)彎曲、畸變波像差波像差波面發(fā)生變化波面發(fā)生變化實(shí)際波面實(shí)際波面理想波面理想波面非近軸成

23、像非近軸成像1. 球差球差軸上物點(diǎn)發(fā)出的寬光束經(jīng)薄透鏡后不再交于一點(diǎn)軸上物點(diǎn)發(fā)出的寬光束經(jīng)薄透鏡后不再交于一點(diǎn)無(wú)論屏在何處都將出現(xiàn)彌散斑無(wú)論屏在何處都將出現(xiàn)彌散斑sss 度量球差大小度量球差大小0s會(huì)聚透鏡會(huì)聚透鏡0s發(fā)散透鏡發(fā)散透鏡可選取不同曲率的透鏡或復(fù)合透鏡消球差可選取不同曲率的透鏡或復(fù)合透鏡消球差s sPP PLPPP SS 單色像差單色像差2. 彗差彗差軸外傍軸物點(diǎn)發(fā)出的寬光束經(jīng)透鏡折射后不再交于一軸外傍軸物點(diǎn)發(fā)出的寬光束經(jīng)透鏡折射后不再交于一點(diǎn)，而在高斯像面上形成彗星狀彌散斑點(diǎn)，而在高斯像面上形成彗星狀彌散斑uynunysinsin注意：球差和彗差往往注意：球差和彗差往往同時(shí)存在，

24、消除球差后同時(shí)存在，消除球差后才明顯觀察到彗差。才明顯觀察到彗差。已消除球差后傍軸物點(diǎn)寬光束成像的條件：一對(duì)共軛點(diǎn)已消除球差后傍軸物點(diǎn)寬光束成像的條件：一對(duì)共軛點(diǎn)阿貝正弦條件阿貝正弦條件QPQQ PO3. 像散像散遠(yuǎn)離軸上物點(diǎn)發(fā)出的窄光束經(jīng)透鏡后不再交于一點(diǎn)遠(yuǎn)離軸上物點(diǎn)發(fā)出的窄光束經(jīng)透鏡后不再交于一點(diǎn)引入子午平面和弧矢平面引入子午平面和弧矢平面子午光束和弧矢光束子午光束和弧矢光束主軸主軸子午焦線(xiàn)子午焦線(xiàn)最小模糊圓最小模糊圓弧矢焦線(xiàn)弧矢焦線(xiàn)x2x1x高斯焦面高斯焦面4. 像場(chǎng)彎曲像場(chǎng)彎曲垂直于光軸的平面物體只有在近軸區(qū)域才近似成像為垂直于光軸的平面物體只有在近軸區(qū)域才近似成像為一個(gè)平面，對(duì)較大物

25、面，像面不是平面而是曲面一個(gè)平面，對(duì)較大物面，像面不是平面而是曲面場(chǎng)場(chǎng)曲曲5. 畸變畸變當(dāng)物體發(fā)出光線(xiàn)與主軸有較大傾角時(shí)，即使是窄光束，當(dāng)物體發(fā)出光線(xiàn)與主軸有較大傾角時(shí)，即使是窄光束，所成像與原來(lái)的物不再相似所成像與原來(lái)的物不再相似各部分放大率不一樣：各部分放大率不一樣：桶形畸變、枕形畸變桶形畸變、枕形畸變二二. .色差色差光的顏色由光的頻率決定光的顏色由光的頻率決定c顏色由波長(zhǎng)決定顏色由波長(zhǎng)決定1.1.光的色視覺(jué)光的色視覺(jué)理想單色光理想單色光 或多種單色光疊加在一起多種單色光疊加在一起復(fù)色光復(fù)色光注意：白光為復(fù)色光，能形成白色光的兩種單色光稱(chēng)為注意：白光為復(fù)色光，能形成白色光的兩種單色光稱(chēng)為

26、互補(bǔ)色：紅與青互補(bǔ)色：紅與青 綠與品紅綠與品紅 藍(lán)與黃藍(lán)與黃三基原色三基原色紅紅(R) (R) 綠綠(G) (G) 藍(lán)藍(lán)(B)(B)700.0nm 546.1nm 435.8nm (1931CIE-RGB)700.0nm 546.1nm 435.8nm (1931CIE-RGB)645.2nm 526.3nm 444.4nm (1964CIE-RGB) 645.2nm 526.3nm 444.4nm (1964CIE-RGB) 注意：復(fù)色光照在某種表面由于反射或吸收率對(duì)波長(zhǎng)具有選擇性，注意：復(fù)色光照在某種表面由于反射或吸收率對(duì)波長(zhǎng)具有選擇性，同種復(fù)色光在不同表面的反射得到的視覺(jué)效果是不同的。同

27、種復(fù)色光在不同表面的反射得到的視覺(jué)效果是不同的。2. 透鏡的色差透鏡的色差透明介質(zhì)折射率與入射波長(zhǎng)相關(guān)透明介質(zhì)折射率與入射波長(zhǎng)相關(guān)fxrrnfss , )11)(1(1112100nf 位置色差位置色差放大率色差放大率色差單個(gè)透鏡無(wú)法消除色差單個(gè)透鏡無(wú)法消除色差, ,用凹透鏡與凸用凹透鏡與凸透鏡粘和起來(lái)，其系統(tǒng)主面與透鏡重合透鏡粘和起來(lái)，其系統(tǒng)主面與透鏡重合可消放大率色差可消放大率色差要完全消除色差要完全消除色差, ,必須使透鏡系統(tǒng)的焦必須使透鏡系統(tǒng)的焦距相等、焦點(diǎn)重合距相等、焦點(diǎn)重合QPuPRPuQRQ0n光的干涉光的干涉S1S2水波的干涉水波的干涉1.什么是波的什么是波的 干預(yù)？干預(yù)？2.

28、 波的干涉條波的干涉條 件是什么？件是什么？ 相干波源相干波源 f1 = f2亮亮亮亮亮亮暗暗暗暗S1S2相干光源相干光源S1SS1=SS2S1、S2相干光源相干光源:1.頻率相同頻率相同2.振動(dòng)方向相同振動(dòng)方向相同3.相差恒定相差恒定演示演示:雙縫干涉雙縫干涉PP1S1S2Sr1r2P. 亮紋亮紋: r=r2-r1=n (n=0,1,2) 光的干涉產(chǎn)生的原因光的干涉產(chǎn)生的原因PP1Q1S1S2Sr1r2Q.暗紋暗紋: r=r2-r1=(2n-1) /2 (n=1,2)條紋間距的推導(dǎo)條紋間距的推導(dǎo)ld, r=r2-r1 =dsin x =ltan lsin r=r2-r1 dx/l亮紋條件亮紋

29、條件: dx/l = k (k=0,1,2)亮紋中心位置亮紋中心位置: x = kl /d條紋間距條紋間距: x =l /d雙縫干涉的條紋間距雙縫干涉的條紋間距條紋間距：條紋間距：X=L / d測(cè)測(cè)X、L、 dS1S2S雙縫干涉的條紋間距雙縫干涉的條紋間距Ld1.增大雙縫間的距離，增大雙縫間的距離， 條紋間距條紋間距_2.增大像屏到雙縫的距離，增大像屏到雙縫的距離， 條紋間距條紋間距_3. 增大光的波長(zhǎng)，增大光的波長(zhǎng)， 條紋間距條紋間距_增大增大增大增大減小減小各種色光在真空中的波長(zhǎng)和頻率各種色光在真空中的波長(zhǎng)和頻率光的顏色是由波長(zhǎng)光的顏色是由波長(zhǎng)(頻率頻率)決定的決定的.紅紅紫紫:波長(zhǎng)減小波

30、長(zhǎng)減小,頻率增大頻率增大.鞏固鞏固1在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,以白光為光源以白光為光源,在屏幕在屏幕上觀察到了彩色干涉條紋上觀察到了彩色干涉條紋,若在雙縫中的若在雙縫中的一縫前放一紅色濾光片，另一縫前放一一縫前放一紅色濾光片，另一縫前放一綠色濾光片綠色濾光片,這時(shí)這時(shí)A.只有紅色和綠色的雙縫干涉條紋只有紅色和綠色的雙縫干涉條紋B.紅色和綠色的雙縫干涉條紋消失紅色和綠色的雙縫干涉條紋消失,其它其它顏色的雙縫干涉條紋依然存在顏色的雙縫干涉條紋依然存在C.任何顏色的雙縫干涉條紋都不存在任何顏色的雙縫干涉條紋都不存在,但但屏上仍有光亮屏上仍有光亮D.屏上無(wú)任何光亮屏上無(wú)任何光亮【C】OS1S2

31、S如圖，如圖，SS1=SS2，S1O=S2O，用，用白光作雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，屏上得白光作雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，屏上得到的干涉條紋是到的干涉條紋是A.黑白的，黑白的，O是亮紋是亮紋B.黑白的，黑白的，O是暗紋是暗紋C.彩色的，彩色的，O是亮紋是亮紋D.彩色的，彩色的，O是暗紋是暗紋【C】鞏固鞏固2白光的干涉圖樣鞏固鞏固4 利用圖中裝置研究雙縫干涉現(xiàn)象利用圖中裝置研究雙縫干涉現(xiàn)象時(shí)，有下面幾種說(shuō)法時(shí)，有下面幾種說(shuō)法,其中正確的是其中正確的是 ：A.將屏移近雙縫，干涉條紋間距變窄將屏移近雙縫，干涉條紋間距變窄B.將濾光片由藍(lán)色的換成紅色的，干涉將濾光片由藍(lán)色的換成紅色的，干涉條紋間距變寬條紋間距變寬C.將單縫向

32、雙縫移動(dòng)一小段距離后，干將單縫向雙縫移動(dòng)一小段距離后，干涉條紋間距變寬涉條紋間距變寬D.換一個(gè)兩縫之間距離較大的雙縫，干換一個(gè)兩縫之間距離較大的雙縫，干涉條紋間距變窄涉條紋間距變窄E.去掉濾光片后，去掉濾光片后， 干涉現(xiàn)象消失干涉現(xiàn)象消失【ABD】測(cè)量光的波長(zhǎng)測(cè)量光的波長(zhǎng):條紋間距條紋間距 x =l/d薄膜兩表面的反射光的疊加薄膜兩表面的反射光的疊加薄膜干涉薄膜干涉明明暗暗薄膜兩表面的反射光的疊加薄膜兩表面的反射光的疊加薄膜干涉薄膜干涉d1d2明明暗暗薄膜干涉薄膜干涉薄膜干涉的應(yīng)用薄膜干涉的應(yīng)用等等傾法檢查平整度傾法檢查平整度被測(cè)面被測(cè)面標(biāo)準(zhǔn)面標(biāo)準(zhǔn)面ab空氣薄膜空氣薄膜ab鞏固鞏固1圖中所示是

33、用干涉法檢查某塊厚玻璃板圖中所示是用干涉法檢查某塊厚玻璃板的上表面是否平的裝置的上表面是否平的裝置.所用單色光是用所用單色光是用普通光源加濾光片產(chǎn)生的普通光源加濾光片產(chǎn)生的.檢查中所觀察檢查中所觀察到的干涉條紋是由下列哪兩個(gè)表面反射到的干涉條紋是由下列哪兩個(gè)表面反射的光線(xiàn)疊加而成的的光線(xiàn)疊加而成的?A. a的上表面和的上表面和b的下表面的下表面 B. a的上表面和的上表面和b的上表面的上表面C. a的下表面和的下表面和b的上表面的上表面 D. a的下表面和的下表面和b的下表面的下表面【C】鞏固鞏固2 劈尖干涉是一種薄膜干涉劈尖干涉是一種薄膜干涉,其裝其裝置如圖置如圖1所示所示.將一塊平板玻璃放

34、置在另將一塊平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夾入兩張紙片，一平板玻璃之上，在一端夾入兩張紙片，從而在兩玻璃表面之間形成一個(gè)劈形空從而在兩玻璃表面之間形成一個(gè)劈形空氣薄膜氣薄膜.當(dāng)光垂直入當(dāng)光垂直入 射后，從上往下看到射后，從上往下看到的干涉條紋如圖的干涉條紋如圖2所示所示. 現(xiàn)若在圖現(xiàn)若在圖1裝置中裝置中抽去一張紙片，則當(dāng)光垂直入射到新的抽去一張紙片，則當(dāng)光垂直入射到新的劈形空氣薄膜后，從劈形空氣薄膜后，從上往下觀察到的干涉條紋上往下觀察到的干涉條紋A變疏變疏B變密變密C不變不變D消失消失【A】增透膜增透膜照相機(jī)鏡頭上涂有一層增透膜照相機(jī)鏡頭上涂有一層增透膜,增強(qiáng)了綠增強(qiáng)了綠光的透射能力

35、光的透射能力,看上去呈淡紫色看上去呈淡紫色.以以表示表示綠光的波長(zhǎng)綠光的波長(zhǎng),則所鍍薄膜的厚度最小應(yīng)為則所鍍薄膜的厚度最小應(yīng)為A. /8B. /4 C. /3 D. 【B】牛頓環(huán)牛頓環(huán)凸透鏡的彎曲表面是個(gè)球面凸透鏡的彎曲表面是個(gè)球面,球表面半徑球表面半徑叫做這個(gè)曲面的曲率半徑叫做這個(gè)曲面的曲率半徑.把一個(gè)凸透鏡把一個(gè)凸透鏡壓在一塊平面玻璃上壓在一塊平面玻璃上,讓單色光從上方射讓單色光從上方射入入,從上往下看凸透鏡從上往下看凸透鏡,可以看到亮暗相間可以看到亮暗相間的圓環(huán)狀條紋的圓環(huán)狀條紋.1.這些環(huán)狀條紋是怎樣產(chǎn)生的這些環(huán)狀條紋是怎樣產(chǎn)生的?2.換曲率半徑更大的凸透鏡換曲率半徑更大的凸透鏡,觀察

36、到的圓觀察到的圓環(huán)半徑怎樣變化環(huán)半徑怎樣變化?3.該波長(zhǎng)更大的單色光照射該波長(zhǎng)更大的單色光照射,觀察到的圓觀察到的圓環(huán)半徑怎樣變化環(huán)半徑怎樣變化?變大變大變大變大光光 的的 衍衍 射射水波的傳播水波的傳播S水波的衍射水波的衍射S1光的直線(xiàn)傳播光的直線(xiàn)傳播S光的衍射光的衍射S光的衍射光的衍射 光離開(kāi)直線(xiàn)傳播路徑繞光離開(kāi)直線(xiàn)傳播路徑繞到障礙物陰影里去的現(xiàn)象。到障礙物陰影里去的現(xiàn)象。衍射時(shí)產(chǎn)生的明暗條紋叫衍衍射時(shí)產(chǎn)生的明暗條紋叫衍射圖樣。射圖樣。光的衍射條件光的衍射條件障礙物或孔的尺寸小于障礙物或孔的尺寸小于波長(zhǎng)或者和波長(zhǎng)差不多。波長(zhǎng)或者和波長(zhǎng)差不多。單縫衍射條紋單縫衍射條紋中央條紋亮而寬，中央條紋

37、亮而寬，兩側(cè)條紋較暗較窄兩側(cè)條紋較暗較窄單縫衍射條紋單縫衍射條紋波長(zhǎng)越大，衍射越明顯波長(zhǎng)越大，衍射越明顯白光的單縫衍射條紋白光的單縫衍射條紋光直線(xiàn)傳播形成的影光直線(xiàn)傳播形成的影圓屏衍射圓屏衍射S泊松亮斑泊松亮斑圓孔衍射圓孔衍射S圓孔衍射圓孔衍射比較比較:雙縫干涉與單縫衍射圖樣雙縫干涉與單縫衍射圖樣比較比較:圓孔衍射與泊松亮斑圓屏衍射）圓孔衍射與泊松亮斑圓屏衍射）練習(xí)練習(xí)1 用單色光照射雙縫，在像屏用單色光照射雙縫，在像屏上觀察到明暗相間的干涉條紋，現(xiàn)上觀察到明暗相間的干涉條紋，現(xiàn)用遮光板將其中的一個(gè)縫擋住，則用遮光板將其中的一個(gè)縫擋住，則像屏上觀察到像屏上觀察到A、寬度均勻的明暗相間的條紋。、

38、寬度均勻的明暗相間的條紋。B、中央亮而寬，兩邊窄而暗條紋。、中央亮而寬，兩邊窄而暗條紋。C、一條亮紋。、一條亮紋。D、一片亮光。、一片亮光?！綛】練習(xí)練習(xí)2：觀察實(shí)驗(yàn)回答下列問(wèn)題：觀察實(shí)驗(yàn)回答下列問(wèn)題1.在觀察光的衍射現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)中在觀察光的衍射現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)中,通過(guò)緊通過(guò)緊靠眼睛的卡尺測(cè)腳形成的狹縫靠眼睛的卡尺測(cè)腳形成的狹縫,觀看遠(yuǎn)處觀看遠(yuǎn)處的日光燈管或線(xiàn)狀白熾燈絲的日光燈管或線(xiàn)狀白熾燈絲(燈管或燈絲燈管或燈絲都要平行于狹縫都要平行于狹縫),可以看到可以看到 A.黑白相間的直條紋黑白相間的直條紋B.黑白相間的弧形條紋黑白相間的弧形條紋C.彩色的直條紋彩色的直條紋D.彩色的弧形條紋彩色的弧形條紋.【

39、C】2.某同學(xué)以線(xiàn)狀白熾燈為光源，利用游某同學(xué)以線(xiàn)狀白熾燈為光源，利用游標(biāo)卡尺兩腳間形成的狹縫觀察光的衍射標(biāo)卡尺兩腳間形成的狹縫觀察光的衍射現(xiàn)象后，總結(jié)出以下幾點(diǎn)：現(xiàn)象后，總結(jié)出以下幾點(diǎn)：A.若狹縫與燈絲平行，衍射條紋與狹縫若狹縫與燈絲平行，衍射條紋與狹縫平行平行B.若狹縫與燈絲垂直，衍射條紋與狹縫若狹縫與燈絲垂直，衍射條紋與狹縫垂直垂直C.衍射條紋的疏密程度與狹縫寬度有關(guān)衍射條紋的疏密程度與狹縫寬度有關(guān)D.衍射條紋的間距與光的波長(zhǎng)有關(guān)衍射條紋的間距與光的波長(zhǎng)有關(guān)【ACD】3.如圖所示是用游標(biāo)卡尺兩測(cè)腳間的狹如圖所示是用游標(biāo)卡尺兩測(cè)腳間的狹縫觀察日光燈光源時(shí)所看到的四個(gè)現(xiàn)象縫觀察日光燈光源時(shí)所

40、看到的四個(gè)現(xiàn)象.當(dāng)游標(biāo)卡尺兩測(cè)腳間的狹縫寬度從當(dāng)游標(biāo)卡尺兩測(cè)腳間的狹縫寬度從0.8mm逐漸變小時(shí)逐漸變小時(shí),所看到的四個(gè)圖像的所看到的四個(gè)圖像的順序是順序是 .abcd練習(xí)練習(xí)3 下列現(xiàn)象各屬于光的什么現(xiàn)下列現(xiàn)象各屬于光的什么現(xiàn)象？象？A、雨后的彩虹。、雨后的彩虹。B、陽(yáng)光下的肥皂泡呈現(xiàn)彩色條紋。、陽(yáng)光下的肥皂泡呈現(xiàn)彩色條紋。C、樹(shù)葉上的露珠在陽(yáng)光照射下呈現(xiàn)、樹(shù)葉上的露珠在陽(yáng)光照射下呈現(xiàn) 彩色的條紋。彩色的條紋。D、光照射到圓屏后在其陰影中出現(xiàn)、光照射到圓屏后在其陰影中出現(xiàn) 亮點(diǎn)。亮點(diǎn)。橫波的偏振現(xiàn)象橫波的偏振現(xiàn)象只有橫波才有偏振現(xiàn)象只有橫波才有偏振現(xiàn)象.觀察思考觀察思考讓陽(yáng)光或燈光通過(guò)偏振讓

41、陽(yáng)光或燈光通過(guò)偏振片片P,在在P的另一側(cè)觀察的另一側(cè)觀察.1.以光的傳播方向?yàn)檩S以光的傳播方向?yàn)檩S旋轉(zhuǎn)偏振片旋轉(zhuǎn)偏振片P,透射光的透射光的強(qiáng)度是否發(fā)生變化強(qiáng)度是否發(fā)生變化?2.在在P的后面再放置另一的后面再放置另一個(gè)偏振片個(gè)偏振片Q,以光的傳播以光的傳播方向?yàn)檩S旋轉(zhuǎn)偏振片方向?yàn)檩S旋轉(zhuǎn)偏振片Q,通過(guò)兩塊偏振片的透射通過(guò)兩塊偏振片的透射光的強(qiáng)度怎樣變化光的強(qiáng)度怎樣變化?P-起偏器起偏器Q-檢偏器檢偏器幾個(gè)結(jié)論幾個(gè)結(jié)論1.偏振光偏振光:在垂直于傳播方向的平面上在垂直于傳播方向的平面上,只只沿一個(gè)特定的方向振動(dòng)沿一個(gè)特定的方向振動(dòng).2.光是一種橫波光是一種橫波.3.太陽(yáng)光是自然光太陽(yáng)光是自然光(光振動(dòng)

42、沿各方向均勻光振動(dòng)沿各方向均勻分布分布).4.自然光在介質(zhì)表面反射時(shí)自然光在介質(zhì)表面反射時(shí),反射光和折反射光和折射光都是偏振光射光都是偏振光.偏振現(xiàn)象的應(yīng)用偏振現(xiàn)象的應(yīng)用非球面鏡利用鏡片邊緣曲率與中央部份曲率的差異，將聚焦于前方的光線(xiàn)移后到正確的對(duì)焦點(diǎn)，令成像更加銳利 天空為什么是藍(lán)色的？這并不是一個(gè)充滿(mǎn)童稚的問(wèn)題，直到1871年，瑞利Lord John William Strutt Rayleigh 18421919,1904年獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)提出的瑞利散射理論才圓滿(mǎn)得解釋了這個(gè)問(wèn)題。白天得時(shí)候太陽(yáng)照射地球表面，太陽(yáng)光在穿過(guò)大氣層時(shí)，各種波長(zhǎng)的光都要受到空氣的散射，其中波長(zhǎng)較長(zhǎng)的波散射較小

43、，大部分傳播到地面上，這些光綜合起來(lái)呈現(xiàn)出黃色。而波長(zhǎng)較短的藍(lán)、綠光，受到空氣散射較強(qiáng)，天空中的藍(lán)色正是這些散射光的顏色，因此天空會(huì)呈現(xiàn)藍(lán)色。平日里，我們看到大海所呈現(xiàn)出的藍(lán)色也是因?yàn)樯⑸湓斐傻摹?我們?cè)谏钤诘厍蛏?，有白天和晚上之分的原因也是大氣層的散射。如果沒(méi)有散射，我們?cè)诎滋炜吹降奶炜諏⑴c晚上一樣，在散射粒子線(xiàn)度很小的情況下主要發(fā)生瑞利散射），散射光是偏振光。因此我們?cè)跀z影時(shí)可以用偏振濾鏡來(lái)加強(qiáng)藍(lán)天白云的效果。 拉曼散射拉曼散射Raman scattering），光通過(guò)介質(zhì)時(shí)由于入射光與分子運(yùn)動(dòng)），光通過(guò)介質(zhì)時(shí)由于入射光與分子運(yùn)動(dòng)相互作用而引起的頻率發(fā)生變化的散射。又稱(chēng)拉曼效應(yīng)。相互作用

44、而引起的頻率發(fā)生變化的散射。又稱(chēng)拉曼效應(yīng)。 光通過(guò)介質(zhì)時(shí)，因其無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的彈性波引起的散射。光通過(guò)介質(zhì)時(shí)，因其無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的彈性波引起的散射。 這是一種光與物質(zhì)作用后的一種光現(xiàn)象。很早人們就發(fā)現(xiàn)了光與物質(zhì)相互這是一種光與物質(zhì)作用后的一種光現(xiàn)象。很早人們就發(fā)現(xiàn)了光與物質(zhì)相互作用的現(xiàn)象，如瑞利散射，它使大氣顯藍(lán)色；如丁達(dá)爾散射在乳濁懸浮液中作用的現(xiàn)象，如瑞利散射，它使大氣顯藍(lán)色；如丁達(dá)爾散射在乳濁懸浮液中的表現(xiàn)為顆粒的米氏散射。我們稱(chēng)以上為彈性散射，其入射光頻率與反射光的表現(xiàn)為顆粒的米氏散射。我們稱(chēng)以上為彈性散射，其入射光頻率與反射光頻率一樣。從彈性反射的名稱(chēng)中我們能夠體會(huì)到為其取名的人是何等自

45、信光頻率一樣。從彈性反射的名稱(chēng)中我們能夠體會(huì)到為其取名的人是何等自信光就是粒子。既然有彈性反射，那就應(yīng)該有非彈性反射，當(dāng)然是有的：在物質(zhì)就是粒子。既然有彈性反射，那就應(yīng)該有非彈性反射，當(dāng)然是有的：在物質(zhì)的微結(jié)構(gòu)中，光照射在分子、原子等微粒的轉(zhuǎn)動(dòng)、振動(dòng)、晶格振動(dòng)及各種微的微結(jié)構(gòu)中，光照射在分子、原子等微粒的轉(zhuǎn)動(dòng)、振動(dòng)、晶格振動(dòng)及各種微粒運(yùn)動(dòng)參與的作用下，光的散射頻率不等同于入射頻率的現(xiàn)象叫非彈性散射。粒運(yùn)動(dòng)參與的作用下，光的散射頻率不等同于入射頻率的現(xiàn)象叫非彈性散射。最典型的當(dāng)然要數(shù)拉曼、布里淵散射。布里淵散射的本質(zhì)是入射光與聲子相最典型的當(dāng)然要數(shù)拉曼、布里淵散射。布里淵散射的本質(zhì)是入射光與聲子

46、相互作用?；プ饔谩?當(dāng)一束光線(xiàn)透過(guò)膠體，當(dāng)一束光線(xiàn)透過(guò)膠體，從入射光的垂直方向可從入射光的垂直方向可以觀察到膠體里出現(xiàn)的以觀察到膠體里出現(xiàn)的一條光亮的一條光亮的“通路通路”，這種現(xiàn)象叫丁達(dá)爾現(xiàn)象，這種現(xiàn)象叫丁達(dá)爾現(xiàn)象，也叫丁達(dá)爾效應(yīng)也叫丁達(dá)爾效應(yīng)Tyndall effect）、?。?、丁澤爾現(xiàn)象、丁澤爾效應(yīng)。澤爾現(xiàn)象、丁澤爾效應(yīng)。 能夠親自觀測(cè)到日食引起的絢麗神奇的魔幻自然奇觀，固然是幸運(yùn)的?？墒侨帐澈?，很多人因?yàn)槁阊塾^日食，或者護(hù)目設(shè)備不合格，引發(fā)了觀日食“后遺癥”，醫(yī)學(xué)上稱(chēng)之為“日蝕盲”，據(jù)了解如果裸眼觀測(cè)日食10秒鐘，視網(wǎng)膜就會(huì)灼傷，嚴(yán)重時(shí)候會(huì)導(dǎo)致永久失明。從有關(guān)專(zhuān)家了解到，這主要是由于雙

47、眼直視太陽(yáng)，產(chǎn)生了眩光，怕亮的癥狀，并引發(fā)了視力衰退。 認(rèn)識(shí)眩光認(rèn)識(shí)眩光 眩光是讓人眼不舒服的光照現(xiàn)象，當(dāng)眼睛觀測(cè)的視眩光是讓人眼不舒服的光照現(xiàn)象，當(dāng)眼睛觀測(cè)的視野范圍內(nèi)，有光源的亮度極高或是環(huán)境背景與視野中心的野范圍內(nèi)，有光源的亮度極高或是環(huán)境背景與視野中心的亮度差較大時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生眩光現(xiàn)象。除了百年難得一遇的亮度差較大時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生眩光現(xiàn)象。除了百年難得一遇的日食，眩光其實(shí)在生活中無(wú)處不在。比如我們?cè)谝雇黹_(kāi)車(chē)日食，眩光其實(shí)在生活中無(wú)處不在。比如我們?cè)谝雇黹_(kāi)車(chē)時(shí)，突然眼睛被對(duì)面開(kāi)遠(yuǎn)光燈的車(chē)照射，夜晚在睡夢(mèng)醒來(lái)時(shí)，突然眼睛被對(duì)面開(kāi)遠(yuǎn)光燈的車(chē)照射，夜晚在睡夢(mèng)醒來(lái)突然眼睛被燈光照射，打開(kāi)電視電腦顯示器

48、高亮等都是眩突然眼睛被燈光照射，打開(kāi)電視電腦顯示器高亮等都是眩光污染在生活中的具體體現(xiàn)。如果眼睛長(zhǎng)期承受眩光污染，光污染在生活中的具體體現(xiàn)。如果眼睛長(zhǎng)期承受眩光污染，會(huì)讓青少年容易患上近視，老年人得白內(nèi)障的幾率大幅度會(huì)讓青少年容易患上近視，老年人得白內(nèi)障的幾率大幅度上升。上升。防眩光 可以采用防眩光鏡偏光鏡） 反射光與強(qiáng)光無(wú)所不在，如汽車(chē)玻璃、水波、雪地及路面的眩光，或來(lái)自太陽(yáng)直射之強(qiáng)光時(shí)干擾人類(lèi)眼睛視力，使人無(wú)法看清楚物體，一般有色太陽(yáng)眼鏡完全無(wú)法消除這些惱人光線(xiàn)，偏光鏡片卻能徹底消除各種眩光，反射光與強(qiáng)光，其鏡片中間層的薄膜偏光欄，有如窗戶(hù)的百葉窗，將各種雜亂無(wú)章的光線(xiàn)如回射反光、眩光或直

49、射強(qiáng)光皆被細(xì)小密集的偏光欄阻隔于外，使光線(xiàn)變成平行光線(xiàn)進(jìn)入您的眼睛。 前后表面均為球面，或一面為球面、另一面為平面的透鏡。定義 球 面 透 鏡FF物距大于物距大于2f成像規(guī)律成像規(guī)律成倒立、縮小的實(shí)像，像與物異側(cè)，物成倒立、縮小的實(shí)像，像與物異側(cè)，物距大于像距距大于像距FF物距等于物距等于2f成像規(guī)律成像規(guī)律成倒立、等大的實(shí)像，像與物異側(cè)，成倒立、等大的實(shí)像，像與物異側(cè)，物距等于像距物距等于像距FF物距小于物距小于2f、大于、大于f的成像規(guī)律的成像規(guī)律成倒立、放大的實(shí)像，像與物異側(cè)，成倒立、放大的實(shí)像，像與物異側(cè)，物距小于像距物距小于像距FF物距小于物距小于f成像規(guī)律成像規(guī)律成正立、放大的虛像

50、，像與物同側(cè)，成正立、放大的虛像，像與物同側(cè)，物距小于像距的絕對(duì)值物距小于像距的絕對(duì)值物距物距像距像距倒正倒正大小大小虛實(shí)虛實(shí)應(yīng)用應(yīng)用u2fu2fu=2fu=2ffu2fu2f fU=fufuffv2fvu倒立倒立倒立倒立倒立倒立縮小縮小等大等大放大放大實(shí)像實(shí)像實(shí)像實(shí)像不成不成像像虛象虛象正立正立放大放大照 像 機(jī) 人照 像 機(jī) 人的眼睛的眼睛測(cè)焦距測(cè)焦距幻燈機(jī)放幻燈機(jī)放映機(jī)。映機(jī)。放大鏡、放大鏡、老花鏡。老花鏡。實(shí)像實(shí)像探照燈探照燈測(cè)焦距測(cè)焦距 1、球鏡各子午線(xiàn)上屈光能力相等 則透鏡的屈光力公式為 F=1/f例題1 凸透鏡的焦距為33cm，其屈光力為？ F=1/f=1/+0.33m=+3.00D (m-1例題2 凹透鏡的焦距為25cm，其屈光力為？ F=1/f=1/-0.25m=-4.00D(m-1 2、球鏡的面屈光力 光束從一種介質(zhì)通過(guò)單球面界面進(jìn)入另一種介質(zhì)，光束的聚散度將發(fā)生改變。球面使光束聚散度改變的程度稱(chēng)為此球面的面屈光力。F=（n2-n1)/r 曲率半徑r需遵循符號(hào)原則，設(shè)光線(xiàn)從左到右傳