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幾何光學

Geometric Optics 幾何光學

Light 光

Interference of Light Waves 光的干涉

Diffraction 衍射

Polarization 偏極化

 

名詞定義

影子:光傳播時遇到不透明的障礙物在其後方所形成的陰影

本影:光完全照不到的區域

半影:本影周圍形成的灰暗區域,一部份可照到,一部份照不到的區域。

光的反射:光射到障礙面)時,有一部分的光線會射由原介質中的現象

反射面:光線傳播遇到障礙物發生反射時的界面

入射線:入射光線的行進方向,稱為入射線。

反射線:反射光線的行進方向,稱為反射線。

法線:與反射面垂直的直線,稱為法線。

入射角:入射光線與法線的夾角

反射角:反射光線與法線的夾角

反射定律:當光線發生反射時:入射線、反射線和法線在同一平面上,入射線和反射線分別在法線的兩側。且入射角等於反射角。

針孔成像::光通過針孔後,所形成的像與原來的物體成比例,但上下顛倒、左右相反。

 


反射鏡成像

主軸:通過鏡面的中心,且與鏡面垂直的直線,稱為主軸。

焦點:平行主軸光線會聚的點。    

焦距:從焦點到反射鏡中心的直線距離,稱為焦距。

平面鏡性質:一、正立、相等、虛像。

           二、左右相反,上下不顛倒。

           三、物距:=像距、物長=像長。

           四、所看到者為虛像。

凹面鏡性質:一、平行主軸的光線入射凹面鏡時,光線反射後會聚於焦點上。

           二、在焦點處置一光源,從焦點發出的光線,經面鏡反射後,會平行主軸射出。

光的可逆性:綜合凹面鏡的兩個性質稱之

凹面鏡的成像原理:一、物體置於凹面鏡的焦點外會形成倒立實像(2f外是縮小,2f上是相等,2f到f間是放大)。

                 二、物體置於凹面鏡的焦點內會在另一側形成正立虛像

凸面鏡性質:一、凸面鏡會將反射光線向外散開,可以看到的區域比較大。

           二、:凸面鏡能在鏡子的另一側形成縮小正立虛像。


 

折射

折射:光由一種介質射入另一種介質時,由於光速不同,而導致光前進的方向改變,發生了偏折的現象

法線:與界面垂直的直線

入射角:入射線與法線的夾角

折射角:折射線與法線的夾角

折射定律:一、光發生折射時,入射線、折射線、法線在同一平面上,旦入射線與折射線在法線的兩側

         二、光由速率快的介質射入速率慢的介質峙,折射線偏近法線,折射角小於入射角

         三、光由速率慢的介質射入速率快的介質峙,折射線遠離法線,折射角大於入射角

 

透鏡成像

主軸:通過鏡面的中心,且與鏡面垂直的直線,稱為主軸。

焦點:平行主軸的光線經透鏡折射後會聚於一點。

     實焦點:凸透鏡可以使入射的平行光,會聚於一點。

     虛焦點:凹面鏡可以使入射的平行光發散,但發散後的光線若沿反方向延伸,則仍相交於一點。非實際的光線所會聚,故為虛焦點。

焦距:從焦點(實焦點或虛焦點)到透鏡中心的直線距離,稱為焦距。
 

透鏡成鏡的性質

透鏡種類

像的位置

可否在另一側成像

上下關係

大小關係

凸透鏡

兩倍焦距外

倒立

縮小

兩倍焦距與焦距之間

倒立

放大

焦點與鏡面之間

正立

放大

凹透鏡

兩倍焦距外

正立

縮小

兩倍焦距與焦距之間

正立

縮小

焦點與鏡面之間

正立

縮小

一、凸透鏡若成虛像,則一定是放大正立虛像,且物體與像在同側。若成實像,則一定是倒立,像與物分別在透鏡左右兩側

二、凹透鏡一定成縮小正立虛像,且物體與像在同側。

 

色散

色散:白光入射三稜鏡後,會折射分離成七色光

光的反射、穿透與吸收:以白光照射紅色的物體,只有紅色不吸收而反射或透射出來,其他種類的光都吸收掉了。

 

 

 


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