光學(xué)興趣小組例題講解.pptx

1、光的反射規(guī)律為1，入射光線、反射光線、法線分為同一平面內(nèi)2，反射光線和入射光線分為法線的兩側(cè)3，反射角等于入射角，光的反射類(lèi)型：鏡面反射(光滑表面、反射、眩目)、擴(kuò)散反射(粗糙面、各方向)注2 .光反射時(shí)，光路可逆，如下圖所示。 平面鏡成像： (1)平面鏡成像的原理：光的反射規(guī)律。 平面鏡是我們平時(shí)使用的鏡子。 (2)如下圖所示，平面鏡成像的特征是大小(相同大小)、等間距(與平面鏡的距離相等)、垂直(與平面鏡的底邊垂直)、正立(原樣)、虛像(不存在的像)。 (3)平面鏡的作用：使光的傳播方向(潛望鏡)成像、變化，以垂直等間距和光路圖查找物體的像。 光路圖的畫(huà)法。 描繪中的實(shí)線和虛線： (1)實(shí)

2、際光線用實(shí)線描繪，加上箭頭表示光線的行進(jìn)方向；(2)反轉(zhuǎn)延長(zhǎng)線不是實(shí)際光線，所以用虛線描繪，不加箭頭；(3)實(shí)像用實(shí)線描繪，虛像用虛線描繪，都加上箭頭表示像的正反；(4)法線4、球面鏡凹面鏡： (1)作用：會(huì)聚光線(2)應(yīng)用：太陽(yáng)鏡、汽車(chē)前照燈凸面鏡： (1)作用：發(fā)散光(2)應(yīng)用：汽車(chē)鏡、5、虛像和實(shí)像虛像：非實(shí)像：實(shí)光聚集的像稱為實(shí)像。 關(guān)于光學(xué)的像可以分為實(shí)像和虛像。 共同點(diǎn)是人的眼睛看得見(jiàn)，也就是說(shuō)光進(jìn)入人的眼睛。 這些不同點(diǎn)在于，實(shí)像可以在小孔圖像、照相機(jī)圖像、幻燈機(jī)圖像等光屏上形成的平面鏡圖像、放大鏡圖像都是虛像。 實(shí)像是光線的實(shí)際會(huì)聚，而虛像發(fā)散的反射光線或折射光的逆延長(zhǎng)線會(huì)聚而

3、形成虛像。 6 .將凸面鏡和凹面鏡(1)球面的外面作為反射面的稱為凸面鏡，將球面的內(nèi)面作為反射面的稱為凹面鏡。 (2)凸面鏡對(duì)光有發(fā)散作用，凹面鏡對(duì)光有聚光作用。 (3)凸面鏡和凹面鏡都遵循光的反射規(guī)律。 (4)凸面鏡成為縮小的像，可以擴(kuò)大視野范圍。 如圖所示，我想一個(gè)人站在房間里，把平面鏡放在墻壁AB上，通過(guò)平面鏡觀察天花板上的天花板燈MN的全貌。 如、a、圖所示，一個(gè)光線與平面鏡所成的角為60度，入射光線繞o點(diǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)20度，平面鏡M5繞逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)20度，則反射光線()旋轉(zhuǎn)，如圖所示，兩個(gè)平面鏡相互成角，兩個(gè)平行光線AB和DE， 分別入射到兩個(gè)平面鏡的平面鏡m以在水平方向上大小不變的速度

4、v向點(diǎn)光源s移動(dòng)，如運(yùn)動(dòng)中鏡面始終與運(yùn)動(dòng)方向保持60角的圖所示，s是鏡中的像s的移動(dòng)速度的大小和方向()，描繪一束光和水平面的角度為60且光線在水平方向上出射的平面鏡的位置，兩平面鏡的角度為(0180 ) 此時(shí)，在360、2、奇數(shù)的情況下，成像個(gè)數(shù)和實(shí)際可見(jiàn)的像的個(gè)數(shù)都成像為3、當(dāng)時(shí)無(wú)限多個(gè)。 4，180時(shí)，也就是說(shuō)成像是個(gè)，實(shí)際看到的像是個(gè)，相當(dāng)于單個(gè)平面鏡成像的情況。 5、在非整數(shù)的情況下，成像個(gè)數(shù)與可見(jiàn)的圖像的個(gè)數(shù)一致，但即使是小的最大整數(shù)也可以是大的最小整數(shù)(不能采用四舍五入的規(guī)則)。 這由物點(diǎn)的位置決定。 例如，在50的情況下7.2個(gè)像素，即，攝像是1個(gè)像素，在25的情況下，攝像是1

5、個(gè)圖像，在10的情況下，攝像是1個(gè)圖像。有人站在身高1.5米的河岸上3米處，他發(fā)現(xiàn)水中正好對(duì)岸河邊電線桿的水面比河岸0.5米河寬低15米，就求電線桿的高度，如圖所示，電工從房間a點(diǎn)引出引線，在河岸上取路燈o 小莉把河岸作為平面鏡，用光學(xué)制圖法簡(jiǎn)單地確定了街燈o的位置。 請(qǐng)畫(huà)小莉的設(shè)計(jì)圖。 平面鏡MN前面有物體AB，不透光的屏幕CD在AB和平面鏡之間，兩者的垂直方向的長(zhǎng)度相同，如圖所示，屏幕的下端和AB的中點(diǎn)一樣高。 如果將有更大的孔且不透光的屏幕放置在平面鏡的物體AB之間，則在C A .平面鏡中不存在物體AB的像b，在平面鏡中只存在物體上半部分的像，像的大小與小孔的高度相等，在c .平面鏡中形

6、成物體AB的完整像， 在完整的圖像d .平面鏡中可能形成物體AB的完整圖像的一個(gè)觀看者在外殼外沿與EN平行的方向行進(jìn)時(shí)，s通過(guò)p孔發(fā)出的光() a、1次b、2次c、3次d、4次可見(jiàn)多次，平面鏡m，n相互成角放置在水平臺(tái)上如圖9所示，位于兩個(gè)鏡之前的點(diǎn)光源s (未圖示)隨著其位置的變化，可以由m、n個(gè)鏡共享3個(gè)圖像，也可以由兩個(gè)鏡僅形成2個(gè)圖像。 求： (1)M，n之間的夾角至少是多少？ (2)在圖中畫(huà)出只能進(jìn)行2個(gè)像的區(qū)域和只能進(jìn)行3個(gè)像的區(qū)域，說(shuō)明只能進(jìn)行2個(gè)像的區(qū)域的形狀和范圍。 另外，如果兩反射鏡的夾角正好為120，則光點(diǎn)s正好在角平分線上，s對(duì)m反射鏡的像點(diǎn)n正好在n反射鏡的反向延長(zhǎng)線

7、上，s對(duì)n反射鏡的像點(diǎn)m正好在m反射鏡的反向延長(zhǎng)線上。 在這種情況下，如果相對(duì)于兩個(gè)鏡子只能形成2個(gè)像的光點(diǎn)不是在平分線上，而是在其他區(qū)域，則s形成3個(gè)像。 另外，如果兩反射鏡的夾角大于120，則光點(diǎn)s在m反射鏡上成像的像點(diǎn)如果恰好位于n反射鏡的相反延長(zhǎng)線上的n點(diǎn)，則光點(diǎn)s應(yīng)設(shè)置于圖11中的n點(diǎn)。 光點(diǎn)在MON的區(qū)域內(nèi)時(shí)，可以用兩鏡面制作3個(gè)像，同樣光點(diǎn)在NOM的區(qū)域內(nèi)時(shí)也可以制作3個(gè)像。 光點(diǎn)在NOM區(qū)域內(nèi)時(shí)，只能制作2個(gè)像。 如圖11所示，光斑s在區(qū)域相對(duì)于兩鏡形成3個(gè)像時(shí)放置在區(qū)域，則成為2個(gè)像。 因?yàn)槭荖OM180MONNOM，所以區(qū)域的范圍是MON180: 1臺(tái)實(shí)驗(yàn)車(chē)可沿水平地面(圖

8、中紙面)上的長(zhǎng)直線軌道等速向右移動(dòng)，發(fā)射細(xì)光束的激光安裝在小轉(zhuǎn)臺(tái)m上，到軌道的距離MN為d=15m，如圖所示，轉(zhuǎn)臺(tái)等速旋轉(zhuǎn)，激光束在水平面內(nèi)如果光束旋轉(zhuǎn)方向再經(jīng)過(guò)2.5s，光束再次入射到購(gòu)物車(chē)，則購(gòu)物車(chē)的速度為()，如圖所示，在垂直平面xoy內(nèi)人眼位于p (0，4 )的位置，平面鏡MN將其兩端m，n垂直放置的坐標(biāo)分別為(3，1 )，該區(qū)域的最大面積為() 解：如圖所示，連接MP、NP，按照光的反射規(guī)律，制作MP的入射光線AM，制作NP的入射光線BN，梯形ABNM制作發(fā)光點(diǎn)s的移動(dòng)范圍下底AB注：光在同種介質(zhì)中傳播，介質(zhì)不均勻時(shí)，光的傳播方向也發(fā)生偏轉(zhuǎn)。 2 .折射角：折射光線與法線之間的角度。

9、3 .折射規(guī)律：折射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi)的折射光和入射光線在法線的兩側(cè)，隨著分別入射角變大，折射角變大，隨著入射角變小，折射角變小，即使在這樣的折射中，光路也是可逆的。 4、在光折射中，如果光能入射到某一介質(zhì)上，必須注意該介質(zhì)是透明的。 否則光線只會(huì)反射。 在2種介質(zhì)的界面上，透明的介質(zhì)界面會(huì)發(fā)生折射和反射2種光現(xiàn)象。 如果媒體不是鋼板等透明的，只會(huì)發(fā)生“反射”。 光的傳播方向通常會(huì)變化，但在特殊情況下，如果光垂直入射，則傳播方向不會(huì)變化。 也就是說(shuō)，折射不一定是“折”。 5、光的折射規(guī)則：光從空氣傾斜入射到水或其他介質(zhì)時(shí)，折射光偏向法線，入射角比折射角大的其他介質(zhì)傾斜入射到空氣中

10、時(shí)，折射光偏離法線，折射角比入射角大的光垂直界面入射時(shí)，傳播方向不變時(shí)的入射角是折射光的折射現(xiàn)象的例子：蜃氣樓，筷子往上折，池子里的水變成“淺”，放大鏡，望遠(yuǎn)鏡，顯微鏡，照相機(jī)，投影儀，近視眼鏡，老花眼鏡，傾斜插入水中的筷子在水中部分看上去是往上折，看到落到地平線下的太陽(yáng)，叉燒瞄準(zhǔn)魚(yú)下面。 “稀疏度小”是指稀疏介質(zhì)中光線和法線的角度大，密集介質(zhì)中光線和法線的角度小。 7、光折射現(xiàn)象和應(yīng)用(1)生活中的許多現(xiàn)象與折射有關(guān)：由于水中魚(yú)的位置看起來(lái)比實(shí)際稍高，光的折射，池中的水看起來(lái)比實(shí)際稍淺，如果透過(guò)厚玻璃看筆，筆桿似乎偏移，從水中看岸邊的物體，似乎變高了(2)人們利用光的折射形成棱鏡，再形成各種

11、透鏡成像。 如圖所示，附近的兩條平行的紅光和紫光，間隔為d，傾斜照射到厚玻璃煉瓦的上表面，從玻璃煉瓦的下表面射出時(shí)，()兩條射出光線還平坦，但距離大于d的兩條射出光線還平行，但距離與d2條射出光線相等焦點(diǎn)內(nèi)相反變化的實(shí)像總是不同側(cè)傾倒，虛像總是相同側(cè)為正的像附著在物體上行走，而像的大小由像距決定。 理解： uf是實(shí)像和虛像、正像和倒立像、像物的同一側(cè)和不同側(cè)的邊界點(diǎn)。 u2f在放大圖像和縮小圖像的邊界點(diǎn)成為實(shí)像時(shí)：物近像遠(yuǎn)像變大，物遠(yuǎn)像近像變小，虛像時(shí)：物近像近像變小，物遠(yuǎn)像遠(yuǎn)像變大，實(shí)像：必定在不同側(cè)倒立的虛像：一定在同一側(cè)正立的像子附著在物體上8 .成像特征：透鏡成像時(shí)，從物體上各點(diǎn)射出的照射到透鏡上的所有光線在相同位置成像，遮擋一部分，不影響射向透鏡的其他光線的成像，因此能夠看到完整的像9 .實(shí)驗(yàn)規(guī)則：成為實(shí)像時(shí)，使物體向上移動(dòng)，在像下移動(dòng)的左側(cè)向上移動(dòng)凸透鏡，向左移動(dòng)凸透鏡，向右移動(dòng)凸透鏡。 10 .如果通過(guò)凸透鏡觀察二倍焦距以外的時(shí)間校正，則秒針的像仍然向時(shí)間校正方向旋轉(zhuǎn)，但是此時(shí)成為倒立的實(shí)像，相反地觀察還是正常的方向，所以仍然向時(shí)間校正方向旋轉(zhuǎn)。 11 .雖