1、 第一章第一章 几何光学几何光学1 几何光学基本定律1.1 几何光学三定律1.2 全反射定律 1.3 棱镜与色散1.4 光的可逆性原理光在均匀媒质里沿直线传播。1.1 几何光学三定律（ 1）光的直线传播定律：例：物体的影子 , 针孔成像例：海市蜃楼 (mirage)（ 2）光的反射和折射定律反射线与折射线都在入射面内注意 ：1） n1和 n2称 为 媒 质 的 绝对 折射率 . 2）折射率 较 大的媒 质 称 为 光密媒质 ，折射率 较 小的媒 质 称 为 光疏媒质 .3）适用条件：反射和折射面 积远大 于光波 长时 上述定律才成立 .i1i2i1n1n2斯涅尔定律6) 介质折射率不仅与介质种
2、类有关，而且与光的波长有关。在同一种介质中，长波折射率小，短波的折射率大。4) 折射定律又称为 斯涅耳定律 ；5) 若令折射定律中 n2 = n1，则可得 反射定律：梯度折射率介质： 折射率随位置不同连续变化 的介质特点： 梯度折射率介质中 光线的几何轨迹一般为曲线海市蜃楼：沙漠中 海面上光线在梯度折射率介质中的弯曲光线在梯度折射率介质中的弯曲nn=1znn5n1n3n2n4n6nzn=1海市蜃楼 (mirage)是一种折光现象，由于靠近表面竖直方向上空气密度的剧烈变化，使得一些远处的物体在一定区域形成图像以代替其真实位置。这些图像是扭曲的，倒转的或是摇摆的。空气密度与气压、温度和水蒸气含量密
3、切相关 。 下蜃景 (Inferior mirages)出现在真实物体的下方。上蜃景 (Superior mirages)出现在真实物体的上方。 水水空气空气解解 : 水相对于空气的折射率为水相对于空气的折射率为根据折射定律，有根据折射定律，有例 1： 在水中深度为在水中深度为 y 处有一发光点处有一发光点 Q，作，作 QO垂直于水面，求射出垂直于水面，求射出水面折射线的延长线与水面折射线的延长线与 QO交点交点 的深度的深度 与入射角与入射角 的关系的关系 .上式表明，由上式表明，由 Q点发出的不同方向光线，折射后点发出的不同方向光线，折射后的延长线不再交于同一点。的延长线不再交于同一点。但对于那些接近法线方向的光线但对于那些接近法线方向的光线 若忽略若忽略 的高阶小量，则的高阶小量，则 这时这时 与入射角与入射角 无关，即折射线的延长线近无关，即折射线的延长线近似地交与同一点似地交与同一点 ，其深度为原发光点深度的，其深度为原发光点深度的
