第十一章 光学
* 11-14 几何光学物理学 第五版
1
一 几何光学基本定律
1 反射和折射定律反射定律折射定律
n12 相对折射率
n1绝对折射率 （相对于真空）
法线分界面入射光
1i
'
1i
2i
L
折射光反射光
'11ii?
12
12
21
sin
sin
in n
in

第十一章 光学
* 11-14 几何光学物理学 第五版
2
几种常用介质的折射率媒质 折射率空气 1.000 29
水 1.333
普通玻璃 1.468
冕牌玻璃 1.516
火石玻璃 1.603
重火石玻璃 1.755
折射定律
1 1 2 2s i n s i nn i n i?
第十一章 光学
* 11-14 几何光学物理学 第五版
3
2 全反射光密介质（ n1） 光疏介质（ n2）
全反射条件入射角 i1? ic
临界角
（ n1> n2）
)/ar cs i n ( 12 nnic?
第十一章 光学
* 11-14 几何光学物理学 第五版
4
全反射的应用：
内窥镜
www.zjqbw.com
双筒望远镜
www.junzhi.com/shop/file/minox4.jpg
第十一章 光学
* 11-14 几何光学物理学 第五版
5
二 光在平面上的反射、折射成像
1 平面的反射成像
（（ （
（
第十一章 光学
* 11-14 几何光学物理学 第五版
6
2 平面的折射成像
Q
x i′
iy Q′y′
O
M
in
iny
ii
ii
yy
c o s
s i n1
c o ss i n
c o ss i n 22
'
'
'
's i ns i n iin?
ixy co t?
'c ot' ixy?
第十一章 光学
* 11-14 几何光学物理学 第五版
7
三 光在球面上的反射、折射成像
1 球面镜的反射成像
（ 1） 凹面镜的反射成像
f＝ r/2
焦距曲率半径
1
2
3
4
5
F
f
第十一章 光学
* 11-14 几何光学物理学 第五版
8
成像公式
p为物距,p’为像距
h0
f
p
hi
1
2
2
1
F
fpp
1
'
11
0',0,0 pfp
p′
第十一章 光学
* 11-14 几何光学物理学 第五版
9
注意 p,p',f 的正负
f
p
h0
hi
1
1
2
2
F
0',0,0 pfp
p′
第十一章 光学
* 11-14 几何光学物理学 第五版
10
（ 2） 凸面镜的反射成像
f
1
2
3
F h0
1
2
1
2 hi
f
p p′
第十一章 光学
* 11-14 几何光学物理学 第五版
11
2 球面上的折射成像
（ 1） 成像公式像方焦距物方焦距
i
i′
M
Q Q′
O
n n′
r C
p
r
nn
p
n
p
n '
'
'
nn
rnf
'
''
nn
nrf

' 1'
'
p
f
p
f
p′
第十一章 光学
* 11-14 几何光学物理学 第五版
12
（ 2） 横向放大率定义
V>0,像正立
V<0,像倒立
Q
Q′Ch0
hi
n n′
p
0h
hV i?
pn
npV
'
'?
缩小1,V?
1?V
,放大
p′
第十一章 光学
* 11-14 几何光学物理学 第五版
13
（ 3） 近轴光线的作图法
F
F'
第十一章 光学
* 11-14 几何光学物理学 第五版
14
四 薄透镜
1 薄透镜成像公式像方焦距其中
i
i′
M
Q Q1
O
n0
p
ni
Q2
d
p2′n
L1
'
'
p
f
p
f
21
'
r
nn
r
nn
n
f
LioL
i
p1′
第十一章 光学
* 11-14 几何光学物理学 第五版
15
i
i′
M
Q Q1
O
n0
p
ni
Q2
d
p2′
p1′
nL
物方焦距
21 r
nn
r
nn
n
f
LioL
o

第十一章 光学
* 11-14 几何光学物理学 第五版
16
当 ni＝ no?1
磨镜者公式
fpp
1111
'
'
p
f
p
f


21
11
)1(
1
'
rr
n
ff
L
第十一章 光学
* 11-14 几何光学物理学 第五版
17
各种形状的透镜凹凸透镜 平凸透镜 双凸透镜 平凸透镜 凹凸透镜凸透镜 （会聚）

2
1 0
r
r
02
1

r
r
21
21 0,0
rr
rr
0,0 21 rr
21
21 0,0
rr
rr

第十一章 光学
* 11-14 几何光学物理学 第五版
18
凹凸透镜 平凹透镜 双凹透镜 平凹透镜 凹凸透镜凹透镜 （发散）

2
1 0
r
r
02
1

r
r0,0 21 rr
21
21 0,0
rr
rr

21
21 0,0
rr
rr

第十一章 光学
* 11-14 几何光学物理学 第五版
19
凹透镜成像图
F′
1
2
2
1
hi
p′
第十一章 光学
* 11-14 几何光学物理学 第五版
20
凸透镜成像图
h0
hi
p p′
F
F′f′
1
1
1
2
2
23
33
第十一章 光学
* 11-14 几何光学物理学 第五版
21
2 薄透镜的横向放大率当 ni＝ no?1
h0
hi
p p′
F
F′
f′
1
2
3
1
1
2
2
3
F′
1
2
hi 2
1
p′
p
pV '?
pn
pnV
i
o '?
第十一章 光学
* 11-14 几何光学物理学 第五版
22
五 显微镜、望远镜和照相机
1 显微镜
（ a） 显微镜成像光路
Fe′
FeFo′Fo
h
0
hi
（?′?′ （
h0′
第十一章 光学
* 11-14 几何光学物理学 第五版
23
（ b） 显微镜的放大率定义物镜的横向放大率其中
为光学筒长，即物镜与目镜的间距
Fe′
Fe
Fo′Fo
h0
hi
（
′?′
（
h0′
'?M
o
o
S
h
'
'
e
i
f
h

'
oo
i
fh
h?

第十一章 光学
* 11-14 几何光学物理学 第五版
24
显微镜的视角放大率
Fe′
FeFo′Fo
h
0
hi
（?′?′ （
h0′
'?M
oo
ei
Sh
fh
/
/ '
eo
o
eo
o
ff
S
ff
S?


''
第十一章 光学
* 11-14 几何光学物理学 第五版
25
2 望远镜
（ a） 望远镜的成像光路
d0 Fo′Fe
′
第十一章 光学
* 11-14 几何光学物理学 第五版
26
（ b） 望远镜的放大率
d0 Fo′ Fe
′
'
'
e
i
f
h

'
o
i
f
h

0,0 ' oi fh?
'?M
'
'
/
/
oi
ei
fh
fh
'
'
e
o
f
f

第十一章 光学
* 11-14 几何光学物理学 第五版
27
3 照相机
p′p
第十一章 光学物理学第五版
28
本章目录
11-1 相干光
11-5 迈克耳孙干涉仪
11-4 劈尖 牛顿环
11-3 光程 薄膜干涉
11-2 杨氏双缝干涉实验 劳埃德镜
11-0 教学基本要求选择进入下一节：