光学讲义.pptx

Jianping Ding1光是什么？光的基本特性是一种振动的传播振动频率很高，可见光 1014赫兹光是一种电磁波；波长很短，可见光=ic DOAB:B点有来自管内的折射光线，其折射角 sinb 有上限（最大值）sinb 同时又要满足题目答案Jianping Ding30ARBrOibn1n2求sinb的最大值：如果如果前面推导出：和Jianping Ding31例11、一半径为R1的不透明黑球外面包着一半径为R2的同心透明介质层，R1/R2=2/3，球层介质的折射率n=1.35。球层外表面的右半部分（图中的ABC半球）为磨砂面。现用平行光从左向右沿图中的所示的方向照在球层上。（1）试求ABC球面被照到的范围是什么图形？（2）如果介质球层的折射率依次取从n=1.35逐渐增大到n3/2的各值，定性说出ABC球面上被照到的范围是如何变化的。R1R2ABCnJianping Ding32R1R2ABC分析PP只有P、Q间的平行光线能到达右半球；QQM能到达右半球的光线都落在P、Q之间；D根据对称性，在右半球形成的照射区是一个以DB为对称轴的圆环型带或圆盘。OnJianping Ding33R1R2ABCPPQQMDO解：（1）nR1/R2=2/3，n=1.35iMiMiAiAA点折射：M点折射：M点折射光线于黑球相切：几何关系：同理Jianping Ding34R1R2ABCPPQQMDOnR1/R2=2/3，n=1.35iMiMiAiA前面已知：同心圆环带Jianping Ding35R1R2ABCPQQMDOniMiMiAiA（2）如果介质球层的折射率依次取从n=1.35逐渐增大到n3/2的各值，定性说出ABC球面上被照到的范围是如何变化的。解：详解略被照范围：圆环圆盘圆环计算可得已知n 逐渐增大iA、iM 逐渐变小PJianping Ding36例12、有一半导体发光管，发光区为半径为r 的圆盘，发光面上覆盖一折射率为n、半径为R 的半球型介质，如图所示。问：要使发光区发出的全部光线在球面上不发生全反射，介质半球的半径R至少应多大？R发光区Onr解：球面全反射临界角根据题意，找出发光区所发射光线在球面上的最大入射角，使之小于临界角，即可满足题目要求Jianping Ding37OAPB反射光的几何性质考察任意一点A发出的光线在球面上任意一点P反射后的光线PRBR P点的法线沿PO方向反射光线在入射面内 A点发出的其它光线反射后都与AO所在的直径相交反射光线一定在APO平面内，因此反射光线与发光面的交点B在AO延长线上，即在AO所在直线上Jianping Ding38数学推导EFROnrPEO区内E点光线的入射角iE最大，同样FO区内F点的光线的入射角iF最大;iEiF求F点光线的最大入射角不发生全反射:如果P点在右半边，则有iFiE,P点在左边,则反之;Jianping Ding40精品课件精品课件！Jianping Ding41精品课件精品课件！