几何光学演示文稿1

1、几何光学几何光学一、光的直线传播一、光的直线传播 光的反射光的反射二、光的折射、二、光的折射、 光的全反射、光的全反射、 光的色散光的色散 第一节第一节 光的直线传播光的直线传播 光的反射光的反射例如太阳、白炽灯、酒精灯例如太阳、白炽灯、酒精灯水银灯、荧光灯等水银灯、荧光灯等激光器激光器1、光源：、光源：光源是把其他形式的能转化为光能的物体光源是把其他形式的能转化为光能的物体或装置。或装置。电灯发光电灯发光（ ）转化为光能）转化为光能蜡烛燃烧蜡烛燃烧（ ）转化为光能）转化为光能太阳发光太阳发光（ ）转化为光能）转化为光能电能电能化学能核能核能月亮是不是光源呢月亮是不是光源呢? ?光在光在同一种

2、同一种均匀均匀介质中是沿直线传播介质中是沿直线传播的的3、光线光线是为了表示光的传播方向光线是为了表示光的传播方向画的一系列有方向的直线画的一系列有方向的直线实际不存在实际不存在4 4、光速、光速 光速的测量：迈克耳逊光速的测量：迈克耳逊 光在真空中的速度是光在真空中的速度是3 108m/s. 光在其他介质中的速度比在真空中的速光在其他介质中的速度比在真空中的速度小度小 ： 光在空气中的速度十分接近光在空气中的速度十分接近3 108m/s.vcn例题例题1：如图八面镜静止时，可从：如图八面镜静止时，可从望远镜中恰能看到望远镜中恰能看到S的像。从静止的像。从静止缓慢增加八面镜的转速，恰好第一缓慢

3、增加八面镜的转速，恰好第一次又看到光源次又看到光源S的像，已知光速为的像，已知光速为C。求八面镜的角速度。求八面镜的角速度LS5、光的直线传播现象实例、光的直线传播现象实例1、小孔成像、小孔成像2、影子的形成、影子的形成3、月食、日食、月食、日食日食太阳月球ABCD月食例题例题 如图小球从点光源如图小球从点光源S处水平抛出，小球在竖处水平抛出，小球在竖直墙壁上的影子做什么运动？直墙壁上的影子做什么运动？S一、光的反射现象 1、光的反射定律 反射光线与入射光线、法线在同一平面内；入射光线反射光线ENFO甲M入射光线ENFOM乙（三线共面） 反射光线和入射光线分居法线的两侧； （两线分居） 反射角

4、等于入射角. （两角相等） 122、反射时光路可逆3、镜面反射和漫反射 镜面反射和漫反射都遵守光的反射定律 . 镜面反射漫反射4、平面镜成像 等大 正立 虚像 像距等于物距 物像连线垂直平面镜 物像关于平面镜对称例题例题2、如图，一束细光束垂直射在、如图，一束细光束垂直射在平面镜上的平面镜上的O点，平面镜距墙壁距离点，平面镜距墙壁距离为为d，平面镜绕，平面镜绕O点以角速度点以角速度顺时顺时针转过针转过时，墙上的光斑时，墙上的光斑P P的移动速的移动速度是多大？度是多大？ OP二、光的折射、二、光的折射、 光的全反射、光的全反射、 光的色散光的色散1、光的折射光的折射定律光的折射定律三线共面三线

5、共面两线分居两线分居sjnrinsin2、折射率：光从、折射率：光从 射入介质时射入介质时叫这种介质的折射率叫这种介质的折射率rinsinsinrinsinsin真空真空vc介真3、全反射： 条件：光由光密介质射入光疏介质光由光密介质射入光疏介质入射角大于临界角入射角大于临界角临界角：临界角：nc1sin 光从介质射入光从介质射入 时，折射角时，折射角等于等于 度时的入射角度时的入射角C真空真空90能作出光路图来分析观察到的现象吗？能作出光路图来分析观察到的现象吗？沙漠里的行人常看到远处物体的倒景，以为前沙漠里的行人常看到远处物体的倒景，以为前方有水源而奔向前去，为什么总是方有水源而奔向前去，

6、为什么总是可望而不可可望而不可及？及？123123例、如图所示光在例、如图所示光在1、2、3三三种介质中传播的路径则它们的种介质中传播的路径则它们的折射率大小关系是折射率大小关系是应用例2、光导纤维的折射率为n，长为L光刚好从a全部传到b，则传播时间是多少？ ab例例3、直角玻璃三棱镜置于空气中、直角玻璃三棱镜置于空气中.已知已知A60，C90，一束极细的单色光于，一束极细的单色光于AC的中点的中点D垂直垂直AC面入射，面入射，ADa.棱镜的棱镜的折射率折射率n 2 .求：求：(1)光从棱镜第一次射入空气时的折射角光从棱镜第一次射入空气时的折射角.(2)光从进入棱镜到它第一次射入空气时所经光从

7、进入棱镜到它第一次射入空气时所经历的时间历的时间(设光在真空中传播速度为设光在真空中传播速度为c). 光的色散现象光的色散现象4、光的色散成因和规律a是什么色光？b是什么色光？色散成因：同一介质对不同色光的折射率 不同色光在同一介质中的传播速度 ab红紫紫折射角减小折射角减小折射率增大折射率增大速度减小速度减小临界角减小临界角减小偏折角增大偏折角增大频率增大频率增大波长减小波长减小能量增大能量增大不同不同不同不同例、如图水下有一白色线光源，当光例、如图水下有一白色线光源，当光线顺时针转动时先消失的是线顺时针转动时先消失的是 色色光。全部消失后再逆时针转回时先射光。全部消失后再逆时针转回时先射出

8、的是出的是 色光色光例例4、（、（2004年年 全国理综）发出白光的细线全国理综）发出白光的细线光源光源ab，长度为，长度为l l0 0，竖直放置，上端，竖直放置，上端a恰好恰好在水面以下，如图，现考虑线光源在水面以下，如图，现考虑线光源ab发出发出的靠近水面法线（图中的虚线）的细光束的靠近水面法线（图中的虚线）的细光束经水面折射后所成的像，由于水对其色散经水面折射后所成的像，由于水对其色散作用，若以作用，若以l l1 1表示红光成的像的长度，表示红光成的像的长度，l l2 2表表示蓝光成的像的长度，则（示蓝光成的像的长度，则（ ）A A、l l1 1ll2 2lll2 2ll0 0 C C、

9、l l2 2ll1 1ll0 0 D D、l l2 2ll1 1ll0 0水ab例例5 5：光线以入射角：光线以入射角i i从空气射向折射从空气射向折射率率n=2 n=2 的透明介质表面：的透明介质表面：（1 1）当入射角）当入射角i=45i=450 0时，求反射光线时，求反射光线与入射光线的夹角。与入射光线的夹角。（2 2）当入射角为）当入射角为ii时，折射光线与时，折射光线与反射光线垂直。求入射角反射光线垂直。求入射角 i=i=？例例6 6：某透明物体制成的等腰直角棱镜：某透明物体制成的等腰直角棱镜ABOABO，两腰都为两腰都为16cm16cm，且两腰与，且两腰与oxox和和oyoy轴都重合，轴都重合，如图所示，从如图所示，从BOBO边的边的C C点注视点注视A A棱，发现棱，发现A A棱棱的位置在的位置在D D点，在点，在C C、D D两点插上大头针，测两点插上大头针，测出出C C点的坐标为