1
应用光学与光学设计基础
1.3.1.4 1.4 马吕斯定律

1.4 马吕斯定律

在各向同性的均匀介质中,光线即波面的法线,因而垂直于波面。任一波面均对应于一法线集合,亦即对应于一光线束,此光线束为正交系光线束。例如,点光源发出的即为垂直于以点光源为中心的球面的正交系光线束。当然,并非任意的直线集合均可看作是对应于光波波面的光线束。作为与波面相联系的直线集合(光线束),必须满足一定的条件,即保证该直线集合为法线汇(法线集合)。

马吕斯定律(这是由马吕斯于1808年得出,杜宾于1816年加以修正,故又称马吕斯—杜宾定理)表述为:

垂直于波面的光线束,无论经过怎样的面以及经过任意多次的反射和折射之后,仍将保持其法线汇的性质,即出射光束仍与出射波面垂直;并且入射波面与出射波面上对应点之间的光程为定值。

这个定律表明,光线束在各向同性介质的一切传播过程中,始终保持与波阵面正交。

反射与折射定律、费马原理、马吕斯定律三者中任意一个均可作为几何光学的基本定律,三者中任意两个均可视为第三者的推论,三者之间可以互相推导出来。

马吕斯定律指出了由已知波面寻求未知波面的途径。