球面镜成像学习.pptx

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1、本章内容Contentschapter 19光的反射平面镜、球面镜成像薄透镜成像光的折射简单光学仪器光的本性第1页/共47页光源：能够自行发光的物体叫做光源点光源、平行光光线：沿光的传播方向作一条线，并标上箭头，表示光的传播方向，这样的线叫做光线介质：光能够在其中传播的物质叫做光介质，简称介质光速：在真空中传播速度c=3.00108m/s.在其它介质中光的传播速度为v=c/n，式中n为介质的 折射率，故v0 正立0 倒立放大大小不变缩小物像距公式物像距公式横向放大率横向放大率PPCrsOnn第33页/共47页符号规则：焦距物空间 n s f像空间 n s fr y yPPCrsOnn第34页/

2、共47页平面折射平面折射球面反射球面反射平面反射平面反射薄透镜薄透镜以像作物最终性质=123第35页/共47页 有一种高脚酒杯，如图所示。杯内底面为有一种高脚酒杯，如图所示。杯内底面为一凸起的球面，球心在顶点一凸起的球面，球心在顶点O下方玻璃中的下方玻璃中的C点，点，球面的半径球面的半径R1.50cm，O到杯口平面的距离为到杯口平面的距离为8.0cm。在杯脚底中心处。在杯脚底中心处P点紧贴一张画片，点紧贴一张画片，P点点距距O点点6.3cm。这种酒杯未斟酒时，若在杯口处向。这种酒杯未斟酒时，若在杯口处向杯底方向观看，看不出画片上的景物，但如果斟杯底方向观看，看不出画片上的景物，但如果斟了酒，再

3、在杯口处向杯底方向观看，将看到画片了酒，再在杯口处向杯底方向观看，将看到画片上的景物。已知玻璃的折射率上的景物。已知玻璃的折射率n11.56，酒的折，酒的折射率射率n21.34。试通过分析计算与论证解释这一。试通过分析计算与论证解释这一现象。现象。21届预赛 2004第36页/共47页解：把酒杯放平，分析成像问题。解：把酒杯放平，分析成像问题。1未斟酒时，杯底凸球面的两侧介质的折射率分别为n1和n01。在图中，P为画片中心，由P发出经过球心C的光线PO经过顶点不变方向进入空气中；由P发出的与PO成 角的另一光线PA在A处折射。设A处入射角为i，折射角为r，半径CA与PO的夹角为，由折射定律和几

4、何关系可得第37页/共47页n1sinin0sinr （1）i+（2）在PAC中，由正弦定理，有考虑近轴光线成像，、i、r 都是小角度，则有（4）（5）由（2）（4）（5）式、n0、nl、R的数值及 可得 1.31i （6）r 1.56i （7）由（6）、（7）式有 r （8）由上式及上图可知，折射线将与PO延长线相交于P，P 即为P点的实像画面将成实像于P 处。cm第38页/共47页在CAP 中，由正弦定理有又有 r+(10)考虑到是近轴光线，由（9）、（l0）式可得(11)又有（12）由以上各式并代入数据，可得cm（13）由此可见，未斟酒时，画片上景物所成实像在杯口距O点7.9 cm处。已

5、知O到杯口平面的距离为8.0cm，当人眼在杯口处向杯底方向观看时，该实像离人眼太近，所以看不出画片上的景物。（9）第39页/共47页2斟酒后，杯底凸球面两侧介质分别为玻璃和酒，折射率分别为n1和n2，如图2所示，考虑到近轴光线有（14）第40页/共47页代入n1和n2的值，可得 r1.16i （15）与（6）式比较，可知 r （16）由上式及图2可知，折射线将与OP延长线相交于P，P 即为P点的虚像。画面将成虚像于P 处。计算可得（17）又有（18）由以上各式并代入数据得cm （19）由此可见，斟酒后画片上景物成虚像于P处，距O点13cm即距杯口21 cm。虽然该虚像还要因酒液平表面的折射而向

6、杯口处拉近一定距离，但仍然离杯口处足够远，所以人眼在杯口处向杯底方向观看时，可以看到画片上景物的虚像。第41页/共47页逐次成像法求解逐次成像法求解无酒时无酒时有酒时有酒时n1n2第42页/共47页用光线来处理光的传播 0 几何光学三定律n 光的直线传播定律 光在均匀媒质中沿直线传播或者说，几何光学是波动光学的近似理论反过来说，光在非均匀介质中的传播路径是曲线第43页/共47页 i1=i1 反射关系 折射关系（斯涅尔定律）n1n2i1i1i2 光路的可逆性：当光线沿反射光线方向入射时，反射光线一定沿入射光线方向反射 反射面可以是任意形状，光滑或粗糙，但每一条光线都遵从反射定律反射无色散 反射角只决定于入射角，与波长及介质无关第44页/共47页第45页/共47页本次辅导课结束.同学们，再见!第46页/共47页感谢您的观看！第47页/共47页