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平面反射成像:光学现象揭秘

时间:2023-11-15 理论教育 版权反馈
【摘要】:点光源S 发出的同心光束照射在平面分界面时,反射光束的方向会发生改变,但其反向延长线仍可以相交于一点S′,光束仍保持同心性不变。汇聚点S′称为点光源S 的像.若S′是实际光线汇聚,则称为实像;若S′是实际光线的反向延长线汇聚的,则称为虚像。

平面反射成像:光学现象揭秘

光源发出的光可以用无数光线表示,这个光线的集合称为光束.在均匀介质中,同一点发出或者可以汇聚于同一点的光束称为同心光束,又称单心光束.同心光束的波面是球面,点光源发出的为同心光束。

点光源S 发出的同心光束照射在平面分界面时,反射光束的方向会发生改变,但其反向延长线仍可以相交于一点S′,光束仍保持同心性不变。 汇聚点S′称为点光源S 的像.若S′是实际光线汇聚,则称为实像;若S′是实际光线的反向延长线汇聚的,则称为虚像。 在光学成像系统中,实像位置放置接收屏,可以在屏上得到真实的像,而在虚像位置放置接收屏是得不到像的,因为虚像不是实际光线的汇聚,但人眼可以直接观察到虚像.对眼睛来说,实像和虚像都不过是进入瞳孔的发散光束的顶点,因此无法用眼睛直接分辨光束的顶点是否有实际光线通过.

物上的每一点发出的都是同心光束,像点都是由同心光束汇聚得到的.物点与像点一一对应.由若干反射面和折射面组成的光学系统称为光具组,物体经过光具组成像,光线射入光具组的一侧空间称为物方空间,光线射出的一侧空间称为像方空间,需注意的是:虚物所在的空间不是物方空间,虚像所在的空间不是像方空间。

如图12.3(a)所示,从任一发光点S 发出的光束,被平面镜反射后,其反射光线的反向延长线交于S′点.由于实际光线并没有通过S′点,所以S′点是S 点的虚像.虚像位于平面后,并在S 点向平面所作的法线SN 上,且有SN=S′N,即S′点和S 点到反射面的距离相等,或者说二者成镜面对称.若被成像的点是虚发光点,则有平面反射可以产生实像,如图12.3(b)所示.(www.xing528.com)

图12.3 平面反射成像

由上述分析可知,平面反射镜是一个简单的、不改变光束同心性的光学系统,能获得清晰的像。 它所成的像与物的大小相等,且像与物对称于镜面.

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