1、第 ？章 几何光学本章主要内容有：几何光学的基本规律、费马原理、与成象有关的基本概念、近轴成象理论、眼睛及常用光学仪器的放大本领。 1 几何光学的基本定律光线 光能传播方向的 几何线光束 有一定 几何关系 的一些 光线的集合一 . 光源和光线1. 光源光源 任何发光物体：太阳、烛焰、钨丝白炽灯、日光灯、高压水银荧光灯等点光源 可看成几何上的点，只有空间位置无体积的光源2. 光线和光束二 .几何光学的基本 定 律1. 光的 直线传播定律 ：光在均匀介质中沿直线传播(1) 光的 反射定律 ：反射线位于入射面内，反射线和入射线分居法线两侧，反射角等于入射角，即2. 光的折射反射定律：分界面法线(2)
2、 光的 折射定律 ：折射线位于入射面内 ,折射线与入射线分居法线两侧，入射角的正弦与折射角的正弦之比为一与入射角无关的常数，即*漫射 ：当界面粗糙时 ,各入射点处法线不平行 ,即使入射光是平行的 ,反射光和折射光也向各方向分散开 漫反射或漫折射。介绍3.光的独立传播定律和光路可逆性原理光在传播过程中与其他光束相遇时，各光束都各自独立 传播，不改变其传播方向。光沿反方向传播时，必定沿原光路返回。即 在几何光学中，任何光路都是 可逆 的。三、几何光学定律成立的条件（ 1）必须是均匀介质，即同一介质的折射率处处相等，折射率不是位置的函数。（ 2）必须是各向同性介质，即光在介质中传播时各个方向的折射率
3、相等，折射率不是方向的函数。（ 3） 光强不能太强，否则巨大的光能量会使线性叠加原理不再成立而出现非线性情况 。（ 4） 光学元件的线度应比光的波长大得多，否则不能把光束简化为光线。2 费马原理费马原理是一个描述光线传播行为的原理 .一 .光程在均匀介质中 ,光程 为光在介质中通过的几何路程 l 与该介质的折射率 n 的乘积：光程 表示光在介质中通过真实路程所需时间内 ,在真空中所能传播的路程。直接用 真空 中的光速来计算光在不同介质中通过一定几何路程所需要的时间。分区均匀介质 :连续介质 :二、费马原理1.表述 ： 光在空间两定点间传播时，实际光程为一特 定的极值。2.表达式 ：nBAdl3.说明 ：意义 ： 费马原理是几何光学的基本原理，用以描述光在空间两定点间的传播规律 。极值的含义 ： 极小值，极大值，恒定值。一般情况下，实际光程大多取极小值。三 . 由费马原理导出几何光学定律在均匀介质中折射率为常数1.直线传播定律：所以光在均匀介质中沿直线 传播而由公理： 两点间直线距离最短的极小值为直线 ABAB2.光的反射定律P是 P点关于 面的对称点。P， Q， O三点确定平面 。直线 QP与反射面 交于 O点。则易知当 i=i时， QO + OP为光程最短的路径。Q点发出的光经反射面 到达 P点
