1、引言：光学的起源和光的本质我国早在 春秋 时代 墨经 中记载了许多光学现象，如：光的直线传播，反射、折射等，中国古代在几何光学方面长期在世界居于 领先地位 。近代光学的发展一直伴随对光的本质的研究，他经历了几个时代：古希腊（欧几里德），把光看作触须投射（错误认识）十七世纪开始，对光的本性的认识，有两种学说并立以牛顿为代表的 微粒说 ，认为光是按照惯性定律沿直线飞行的微粒，解释光的直线传播，反射、折射。无法解释干涉、衍射、偏振光 学1惠更斯提出光的 波动 理论，认为光是在一种特殊介质中传播的机械波。解释了光的反射、折射、衍射。托马斯 .杨和菲涅尔（在十九世纪初）透过实验和进一步的理论工作，验证了
2、光的波动理论，成功地解释了光的干涉、衍射。波动光学存在不足，把光看作是机械波，光在真空中传播需要媒质，于是臆想出 “以太 ”，认为真空中充满了 “以太 ”，但找不到。十九世纪六十年代，麦克斯韦建立了电磁场理论，预言电磁波存在， 1887年赫兹通过实验，发现了电磁波，电磁波的速度等于光速，认为光是 电磁波 。科学家们认为光的本质研究已完成 -光是一种电磁波2随着技术的发展和实验条件的完善，发现了光电效应，康普顿效应，利用波动光学无法解释， 1900年普朗克提出量子假说， 1905年爱因斯坦提出光子学说。解释了光电效应。目前关于光的本质（光是什么）只能讲：光具有波粒二象性，既是粒子，也是波。3少女
3、？老妇？但两种图象不会同时出现在你的视觉中。光在某些条件下表现出 粒子性 ， 在另一些条件下表现出 波动性 ， 而 两种性质 虽寓于同一体中， 却 不能同时表现出来 。例如：两种图象寓于同一幅画中；4第第 16章章 几何光学几何光学光学的理论体系以光的直线传播为基础，采用几何方法研究光在透明介质中的传播问题。物理光学波动光学 ： 以光的 波动性 为基础，研究光的传播及其规律。量子光学 ： 以光和物质相互作用时所显示出的 粒子性 为基础，研究光的一系列规律。现代光学非线性光学激光光谱学信息光学集成光学统计光学.几何光学：其基础是光波长趋于零（ a）5一、 直线传播定律在均匀各向同性介质中，光沿直
4、线传播。如：针孔成像就是光沿直线传播的结果。针孔成像 光阑16. 1 几何光学的基本定理2009.7.22四川省遂宁市大英县观察到的日全食 62. 光的独立传播定律：来自不同方向的光线在介质中相遇后，各保持原来的传播方向继续传播。7入射光线、反射面的法线和反射光线三者处在同一平面上，入射光线和反射光线分居于入射点界面法线的两侧，入射角等于反射角。3、反射定律：光的反射en界面S R漫反射光路可逆性原理 8其中： n21称为介质 2相对于介质 1的相对折射率4、折射定律入射光线折射光线i 入射角折射角 enn1n2分界面入射光线、折射光线和分界面的法线 en三者同处在一个平面上，入射角 i 和折射角 有下述关系：9物质相对于真空的折射率称为 绝对折射率（简称折射率） ，其定义为：光在真空中的传播速度光在介质中的传播速度两种介质相比较，折射率大的介质，光在其中的传播速度小，称为光密介质；折射率小的介质，光在其中的传播速度大，称为光疏介质。折射定律也可表示为：斯涅耳定律（ Snells Law） 10
