几何光学的发展资料

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,第六章,经典光学的进展,光学的进展可追溯到古代，在古中国和古希腊的典籍中，我们可看到古人对光的直线传播和反射等问题的观看和思考的成果。17世纪光的反射定律和折射定律的建立为几何光学奠定了根底。光的本性早在古希腊时代就成为先贤们争论的课题，17世纪以来微粒说和波动说的争论成为光学进展的主线和动力。,第一节 几何光学的进展,近代几何光学的成就与欧洲兴旺的玻璃业亲密相关，它为光学仪器的制造制造了条件，而光学仪器的进展又为人们供给了新的试验事实，促进了光学理论的进步。,折射定律的建立,1.古罗马学者托勒密对光的折射现象进展了试验争论，并得出结论：折射角和入射角成正比。,2.开普勒的工作：1611年依据其对光的折射的系统的争论写了屈光学一书，该书记载了两个试验。,第一个试验是比较入射角和折射角：如图，让阳光LMN斜射到竖直屏DBC上，BC边缘在水平底座投下阴影HK；另一局部从光线则从DB射进一玻璃立方体中，在水平底座投下阴影IG。,依据屏高BE和两阴影的长度EH和EG，就可算出立方体的入射角和折射角之比。,其次个试验是：用一个圆柱形玻璃，令光线沿S1和S2入射，通过圆柱中心的光线S1方向不变，和圆柱边沿相切的光线S2偏折最大，并觉察最大偏折角约为420。,全反射的觉察：,令AB为玻璃与空气的分界面，如图。光线从空气进入玻璃发生折射，由于最大偏折角为420，所以进入玻璃的光线将构成一个夹角为4202=840的锥形MON。,假设有一束光从玻璃射向空气，当入射角大于420时，则到达O点后，将既不能进入空气，也不能进入MON锥形区域，必定反射为。,回忆一下全反射的定义,A,B,D,C,3.荷兰数学家斯涅耳，从试验得到准确的折射定律。,首次将光的折射定律正确表述：对于给定的两种介质，入射角和折射角的余割之比总是保持一样的值。,图 斯涅耳,4.笛卡儿的工作,赐予折射定律以现代形式，1837年发表方法论。他用粒子说来解释光的反射和折射。,他将空气和其他介质如玻璃或水的界面看作是一层很脆薄的布，设想有一小球斜方向投向界面，当球穿过薄布时，在垂直于界面的方向损失了局部速度，但平行于界面的方向上的速度不变。据此他得出：visin i=vrsin r，所以有：sin i/sin r=vr/vi=常数,对于,球偏离法线,的现象，他先后得出哪两个,错误的假设,？,5.,费马,的工作,：,他认为：光沿着所需时间为极值的路径传播，这就是费马原理。并假设光密介质中的光速比光疏中的要慢，推导如下：,密,疏,由此费马正确地推导得出了折射定律的公式。同时证明白光从光疏媒质进入光密媒质时向法线方向偏折。,这样，从托勒密开头，经过了1500年左右的时间才得到了严格的折射定律，连同光的直线传播和反射定律一起构成了几何光学的理论根底。,