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简介
这是一个关于光的直线传播PPT，这节课主要是了解1 几何光学基本定律2 能量分配法则3 物质光学性质4 非成像光学原理等等介绍。从工程光学中的热力学第二定律分析光学扩展量：在光学系统中，像面的亮度或者能量密度不会大于光源的亮度或能量密度。热力学第二定律要求光束在通过任何光学系统后，光学扩展量保持不变或增大而不能减小。如果光束的光学扩展量减小了，能量就会被约束在更小的区域内，此时像面的亮度或能量密度就会大于光源表面的亮度或能量密度，欢迎点击下载光的直线传播PPT哦。
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第7讲 光的传播基本原理
1 几何光学基本定律
2 能量分配法则
3 物质光学性质
4 非成像光学原理
1 几何光学基本定律
1、光线
光线：一条携带能量并带有方向的几何线，它代表光的传播方向。
光路：光线的传播途径。
光束：无数多条光线的集合称为光线束，简称光束。光束包括平行光束、同心光束、像散光束。
1 几何光学基本定律
2、直线传播定律
在各向同性的均匀介质中，光线沿直线传播。
局限性：没有考虑衍射现象。
1 几何光学基本定律
4、反射和折射定律
结论: 光在介质中传播时，有偏向折射率较高一侧的趋势
1 几何光学基本定律
5、矢量表示
1 几何光学基本定律
（1）反射
1 几何光学基本定律
（2）折射
1 几何光学基本定律
7、费马原理（ Fermat’s Principle ）
光程： 均匀介质中，光程表示光在该介质中走过的几何路程 与介质折射率 的乘积。
1 几何光学基本定律
费马原理（即光程极端定律）：光从一点传播到另一点，其间无论经过多少次折射和反射，其光程为极值。或者说，光是沿着光程为极值（极大、极小或常量）的路径传播的。
3、光程为极大、常值的实例
凹球面镜反射是一个光程为极大值的例子，APA’>AQA’；
8、马吕斯定律
9、光路的可逆性原理
光的偏振
菲涅尔公式
垂直入射时金属表面的反射率
例：入射光波长为600nm时，Al的折射率为：n=0.6+6i，试求当入射光垂直入射时的反射率和吸收率。
3 物质光学性质
扩散反射：经散射处理的铝板、经涂刷处理的金属板、毛面白漆涂层
漫反射：粗糙表面、无光泽镀层的表层
3 物质光学性质
3 物质光学性质
高斯分布
3 物质光学性质
布尔-朗伯定律
3 物质光学性质
复折射率和消光系数
3 物质光学性质
透过率（无散射）
3 物质光学性质
3 物质光学性质
5、界面散射
3 物质光学性质
BSDF（Bidirectional Scattering Distribution Function）双向散射函数
散射模型—BSDF模型
BSDF（Bidirectional Scattering Distribution Function）双向散射分布函数
光从一个表面上的不同方向散射强度的度量
既包括入射方向又包括散射方向的函数，因此称“双向”的
定义：单位入射光照度的散射亮度
3 物质光学性质
ABg BSDF模型（准幂数倒数模型）
3 物质光学性质
3 物质光学性质
3 物质光学性质
3 物质光学性质
3 物质光学性质
3 物质光学性质
散射测试仪
3 物质光学性质
透过率：透过试样的光通量与射到试样上的光通量之比。
3 物质光学性质
JIS K7361
3 物质光学性质
3 物质光学性质
6、折射率和色散
4 非成像光学原理
能量守恒原理（光通量守恒）
扩展度守恒原理
边缘光线原理
费马原理
从工程光学中的热力学第二定律分析光学扩展量：在光学系统中，像面的亮度或者能量密度不会大于光源的亮度或能量密度。
热力学第二定律要求光束在通过任何光学系统后，光学扩展量保持不变或增大而不能减小。如果光束的光学扩展量减小了，能量就会被约束在更小的区域内，此时像面的亮度或能量密度就会大于光源表面的亮度或能量密度。
折射定律的扩展度守恒
投影机例子
边缘光线原理
任何光滑的光学表面以连续的方式配光，即从光源发出的相邻的两根光线在目标上的点也是相邻的。光源的边界对应于目标的边界。
对反射镜或透镜分区，每个区域产生各自不同的光度分布，叠加后为所需的光度分布。
费马原理
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