第19讲--几何光学.ppt
《第19讲--几何光学.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第19讲--几何光学.ppt(59页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、【知识要点】l一、光的直线传播一、光的直线传播l二、光的反射二、光的反射l三、光的折射三、光的折射l四、透镜四、透镜(不考不考)一、光的直线传播一、光的直线传播l1光在同种均匀介质中沿直线传播二、光的反射二、光的反射l1反射定律反射定律l反射光线跟入射光线跟法线在同一平面上,反射光线和入射光线分别位于法线两侧,反射角等于入射角。l=2面镜面镜l(1)平面镜;l(2)凹面镜;l(3)凸面镜。平面镜成象的特点平面镜成象的特点:等大,正立,虚象,关于平面镜对称.三、光的折射三、光的折射l (一一)光的折射光的折射l 1、折射定律、折射定律l折射光线跟入射光线和法线在同一平面里,折射光线跟入射光线分居
2、法线的两侧,入射角的正弦与折射角的正弦之比等于常数。l2、折射率、折射率l光从真空射入某种介质发生折射的时候,入射角的正弦sini,与折射角的正弦sinr之比值n叫做这种介质的折射率。l理论研究和实验研究都证明:某种介质的折射率n,等于光在真空中的速度c跟光在这种介质中的速度v之比。l由于光在介质中的传播速度总是小于光在真空中的传播速度,所以任何介质的折射率n均大于1。l3、实验:测定玻璃的折射率、实验:测定玻璃的折射率(二二)全反射全反射l1、全反射现象、全反射现象l光的传播速度较小,折射率较大的介质称之为光密介质;光的传播速度较大、折射率较小的介质称之为光疏介质。l当光线从光密介质射入光疏
3、介质时,且当入射角增大到某一角度,使折射角达到90时,折射光线就完全消失,只剩下反射到光密介质的光线,这种现象叫光的全反射。l2、临界角、临界角l折射角变成90时的入射角叫临界角。l设介质的折射率为n,光在介质中的传播速度为v,光在真空中的传播速度为大写C,光从介质射入真空(或空气)时的临界角为小写c,那么l3.应用:(1)海市蜃楼(2)光导纤维(三三)光的色散光的色散 l1、光的色散、光的色散l光的色散是指复色光通过折射(如通过三棱镜)后,在光屏上形成彩色光带的现象(如图)。色散的实质是由各种色光在同一介质中传播的速率不同,或者说是同一种介质对不同色光的折射率不同而引起的。l2、折射率与光的
4、频率的关系、折射率与光的频率的关系l在同一种介质中频率越高的光折射率越大。故同一介质对紫光折射率最大,对红方折射率最小。l3、折射率与光速及波长的关系。、折射率与光速及波长的关系。l光从真空进入介质时,频率不变,速率减小,波长变短。l设光在真空中的波长为,光在介质中的波长为,那么l对于不同频率的光波在同一种介质中,l频率较高的光速率较小,波长较短。四、透镜四、透镜 l(一一)透镜的光心、主轴、焦点、焦距透镜的光心、主轴、焦点、焦距l薄透镜的中央可视为一个点,叫光心。过透镜两个球面中心的直线叫主轴。平行于主轴的光线经透镜折射后会聚于一点叫焦点。对于凸透镜,它是实际光线的交会点,是实焦点;对于凹透
5、镜,它是光线反向延长线的交会点,是虚焦点。焦点到光心的距离是焦距。对于凸透镜,焦距用正数表示;对于凹透镜,焦距用负数表示。l变光的传播方向,且对光束有会聚作用。ll改变光的传播方向,且对光束有发散作用。l(二二)透镜成像的作图透镜成像的作图l1、凸透镜成像的作图l要求出一个发光点由凸透镜所成的像,只需求出从这个发光点发出的任意两条光线经凸透镜折镜后的交点就可以了。特别是发光点不在主轴上时,下面三条光线的折射方向很容易求出:l(1)跟主轴平行的光线,折射后通过焦点;l(2)通过焦点的光线,折射后跟主轴平行;l(3)通过光心的光线,经过透镜后方向不变。l应用这三条光线中的任意两条,就可以求出发光点
6、S的像S。l2、凹透镜成像的作图l相仿,要求出一个发光点由凹透镜所成的像,只需求出从这个发光点发出的任意两条光线经凹透镜折射后,其反向延长线的交点就可以了。特别是当发光点不在主轴上时,下面三条光线的折射方向很容易求出:l(1)跟主轴平行的光线,折射后其反向延长线过镜前的焦点;l(2)向着镜后焦点去的光线,折射后跟主轴平行;l(3)通过光心的光线,经过透镜后方向不变。l应用这三条光线中的任意两条,就可以求出发光点S的虚像S。l物体可以看做是由许许多多的点组成的。物体上每一点都有自己的像。因此物体的像也可以用做图法求出来。(三三)透镜成像的特点透镜成像的特点l1、凸透镜成像的特点l随物体至凸透镜的
7、距离即物距u大小的不同,凸透镜可以成实像,也可以成虚像、可以成倒立的像、也可以成正立的像、可以成缩小的像、等大的像、也可以成放大的像。l(1)当u2f时,成缩小、倒立的实像。l(2)当u=2f时,成等大、倒立的实像。l(3)当2fuf时,成放大、倒立的实像。l(4)当u=f时,不成像l(5)当fu0时,成放大、正立的虚像。(2)当u=2f时,成等大、倒立的实像。l(3)当2fuf时,成放大、倒立的实像。l(4)当u=f时,不成像l(5)当fu0时,成放大、正立的虚像。l2、凹透镜成像的特点l无论物体放在何处,凹透镜只能成缩小、正立的虚像。(四四)透镜成像公式透镜成像公式l1、透镜成像公式l如图
8、所示,OF=f,BO=u,BO=v,那么l(1)对于凸透镜,公式里的u和f总是正的,但v值不一定是正的。当u4f,在物与光屏之间移动透镜,能使物的像成在l以证明凸透镜的焦距l这就是二次成像法测凸透镜的焦距的实验原理。【典型例题】l例例1如图所示,一个点光源S放在平面镜前,镜面跟水平方向成30角,假定光源不动,而平面镜以速度v沿OS方向向光源平移,求光源S的像S的移动速度。分析:分析:利用物像对称性作出开始时光源S的像S,如图所示。解解答答:因镜平移而点光源静止,故可知像点S必沿SS方向运动。镜在t时间移动的距离为所以v=v,即像点移动的速度大小为v,方向沿SS方向。又因为像点移动的距离为:l例
9、例2、如图甲所示,Mv为水平放置的平面镜,AB为竖直放置的物体,试用作图法画出人眼能看到物体在镜中完整像的区域。分分析析与与解解答答:人眼看到的像是来自物体AB的光线经平面镜反射后进入眼内的光线的反向延长线的交点。如图乙所示,根据对称性的特点作出AB在镜中的像AB;过A点作两条射线到镜面MN上的边界光线区域内可以看到A的像A。同理过B做出边界光线BN、BM及相应的反射光线B1N和MA2所夹区域内可看到B的像B/。在这两个区域的公共部分B1N和MA2内,可以同时看到AB,这就是看到AB,这就是看到AB完整的视场。l 例例3、一束宽为d的平行光,从水中射入空气中,光束与水平的夹角为,水的折射率为n
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 19 几何 光学
限制150内