光的折射和反射概述

單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,光的反射和折射,一、光的直線傳播,1、光源：,能夠發(fā)光的物體如電燈、蠟燭、太陽等,2、光的直線傳播,光線：表示光的傳播方向的一條直線,-光束的抽象,光在同一種均勻介質(zhì)中沿直線傳播,想一想,1.“床前明月光，疑是地上霜?！惫饷鞯脑虑蚴枪庠磫幔繛槭裁?？,2.螢火蟲、正在放映電影的銀幕都是光源嗎？為什么？,4、小孔成像,1小孔成像說明光沿直線傳播。,2光屏上的像是上下、左右顛倒的。,3物體和孔的距離越小，像越大。,4屏和孔的距離越大，像越大。,.小孔成像說明什么？,.像和物位置關(guān)系如何？,.像的大小和什么有關(guān)？,思考,結(jié)論,5、物體的影子,本影：不透亮物體反面光完全照不到的區(qū)域。,半影：不透亮物體反面有局部光照的區(qū)域。,偽本影：本影的延長局部有局部光照。,本影,半影,偽本影,點光源,小線光源,大線光源,本影,半,影,半 影,半,影,半,影,影,本,影,影的形成,日,月,半影,半影,本影,偽本影,日食現(xiàn)象,地,地,地,地,月食,.因月球不會進(jìn)入地球偽本影內(nèi),故無月環(huán)食,日,地,.當(dāng)月球位于地球本影區(qū)時,可觀看到月全食,.當(dāng)月球位于地球半影區(qū)時,可觀看到月偏食,二、光的反射 平面鏡,一光的反射：,在兩種媒質(zhì)的分界面處，光將轉(zhuǎn)變傳播方向，,一局部光被返射回原來的媒質(zhì)中。,1、反射定律：,1反射光線、入射,光線和法線在同一平面,內(nèi)，反射光線和入射光,線分居在法線兩側(cè),2反射角等于入射角,反射光線,入射光線,法線,i,M,鏡面反射,3、光路可逆,在反射現(xiàn)象中光路是可逆的,2、反射種類,漫反射,M,M,都遵循反射定律,二平面鏡,1、成像作圖,2、成像特點,1等大,2正立,3虛象(延長線交點,4物、像關(guān)于鏡面對稱,3、平面鏡作圖的步驟,1明確物體,2找出對稱,4作出光路(至少畫出兩條光線且虛實分開,3確定虛象,(5)確定觀像范圍要畫邊緣光線,M,4、應(yīng)用,潛望鏡,微小形變放大,庫侖扭秤、卡文迪許扭秤,練習(xí),利用平面鏡作圖法,作出,AB,關(guān)于平面鏡,M,的像，畫出光路圖,M,A,B,A,B,解析：人看到頭像,是由鏡上C反光進(jìn)入眼,人能看到腳的像,是鏡上D處反射光進(jìn)入眼的。因此,CD局部就是鏡子最小長度。,由平面鏡成像特點及相像形學(xué)問可得：CD=0.5H,留意:上述結(jié)論和鏡子遠(yuǎn)近無關(guān),但鏡子上端C應(yīng)與頭頂A和眼E的中點等高。當(dāng)鏡子不是豎放時,鏡子可以比0.5H更短.,某人高,H,站在穿衣鏡前能看到自己全身像,問豎直放置的平面鏡長度至少多大？鏡子應(yīng)如何放置？,M,N,C,D,M,N,三、球面鏡,F,F,O,O,P,P,面鏡,實焦點,虛焦點,會聚作用,發(fā)散作用,凹內(nèi)反,凸外反,車燈等,后視鏡等,球面鏡：反射面是球面的一局部,空氣,玻璃,四、光的折射,(一)光的折射,光從一種媒質(zhì)射入另一種媒質(zhì)時，傳播方向發(fā)生轉(zhuǎn)變的現(xiàn)象。,入射光線,A,O,B,i轉(zhuǎn)變，r也隨之轉(zhuǎn)變,折射光線,反射光線,i,增大，,r,增大,i,減小，,r,減小,1、光的折射,C,N,N,法線,水,空氣,2、折射定律,折射光線在入射光線和法線所在的平面上，折射光線和入射光線分居在法線的兩側(cè)。,入射角的正弦跟折射角的正弦之比為一常數(shù)。,3、折射現(xiàn)象解釋,視深比實深淺,4、光路可逆,A,A,折射現(xiàn)象中光路可逆,光密媒質(zhì),(二)折射率,折射率是反映媒質(zhì)光學(xué)性質(zhì)的物理量,折射率,光密媒質(zhì),光疏媒質(zhì),i,i,光疏媒質(zhì),(三)應(yīng)用,A,O,E,i,i,1、光從玻璃磚的一面射入將從另一面射出,C,2,A,B,D,1,3,2、如圖1、2、3為三條光線請根據(jù)光路走向判斷,1、2、3哪條為入射光線、折射光線、反射光線？,AB、CD,哪個是界面？哪條是法線？,AO,EB,光線發(fā)生側(cè)移,B,C,2,A,B,D,1,3,空氣,玻璃,五、全反射,(一)全反射現(xiàn)象,光由光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)，當(dāng)入射角增大到某一角度時，折射光線完全消逝，只剩反射光線，光被全部反回。,(二)發(fā)生全反射的條件,2、條件：,i,C,i,1、光密 光疏,(三)應(yīng)用,1、判斷射入三角棱鏡的光路走向（,n,=2）,全反射棱鏡,2、分析：水下人的視野范圍,(一)、什么是棱鏡？,三棱鏡-橫截面為三角形的棱鏡,(二)、棱鏡 的光學(xué)作用：,1、轉(zhuǎn)變光的傳播方向；,2、使光發(fā)生色散。,六、棱 鏡,2、偏折角,與棱鏡材料的折射率有關(guān),，n,大則,大。,還與入射角,i,有關(guān)。,i,1、棱鏡使光線向底面偏折。,結(jié)論：,(三)、三棱鏡轉(zhuǎn)變光路方向,(四)、光的色散,(1)棱鏡使白光發(fā)生色散圖,(2)幾個重要結(jié)論：,(同種材料對不同顏色的光,a折射角：紅光最大、紫光最小。,b偏折角：紅光最小、紫光最大。,c折射率：紅光最小、紫光最大。,d速 度：紅光最大、紫光最小。,方向轉(zhuǎn)變180,方向轉(zhuǎn)變90,(五)、全反射棱鏡,(1)、橫截面是等腰直角三角形的棱鏡叫全反射棱鏡。,(2)、全反射棱鏡對光線的掌握作用：,七、透 鏡,1、透鏡的構(gòu)造,折射面是兩個球面，或者一個是球面，另一個是平面的透亮體，,2、透鏡的種類,凸透鏡：,中間厚，邊緣薄.,特 點:,對光線起會聚作用,原 因：,棱鏡對光線的偏,折作用原理,凹透鏡：,中間薄，邊緣厚.,特 點:,對光線起發(fā)散作用,原 因：,棱鏡對光線的偏折,作用原理,3、透鏡的主軸、光心和焦點,主光軸,光心：對薄透鏡來說，主軸跟透鏡的兩個交點可看作,一點，這一點叫透鏡的光心,C,1,C,2,O,C,1,C,2,O,4、透鏡的焦點,F,F,F,F,實焦,虛焦,光心的重要性質(zhì)：不管從任何方向通過光心的光線，傳播的方向都不轉(zhuǎn)變,焦距f：從透鏡的焦點到光心的距離。只 要透鏡兩側(cè)的介質(zhì)一樣，兩下焦點對光心是對稱的，兩個焦距相等,O,O,物 距,u,像 的 性 質(zhì),大 小,正 倒,虛 實,u,2,f,u,=2,f,f,u,2,f,u,f,縮 小,倒 立,實 像,等 大,倒 立,實 像,放 大,倒 立,實 像,u,f,放 大,正立,虛 像,不能成像，成一平行光,u,光線會聚于焦點處,八、透鏡成像規(guī)律,凸透鏡成像規(guī)律歸納,1.成實像時，物體和像分居在透鏡的兩側(cè)；相對于物體，像肯定是倒立的；可大于物體，也可小于物體。,2.成虛像時，物體和像處于透鏡的同一側(cè)；相對于物體，像肯定是正立的；像只能大于物體。,3.焦點是實像和虛像的分界點；也是正立像和倒立像的分界點。,4.2f點是放大像和縮小像的分界點。,5.物體從無限遠(yuǎn)處靠近透鏡焦點時，像從另一側(cè)焦點起向無窮遠(yuǎn)處移動。,6.物體從焦點處靠近透鏡時，像從同一側(cè)無窮遠(yuǎn)靠近透鏡，但物體總比像更靠近透鏡。,凹透鏡成像規(guī)律,對凹透鏡,無論物距多大,都不能在光屏上成實像,只能 通過透鏡看到物體同側(cè)有一 個,正立,、,縮小,、,虛像,。,1可能是倒立放大的實像；,2可能是倒立縮小的實像；,3可能是實像也可能是虛像；,4只能是正立縮小的虛像。,1、關(guān)于凹透鏡成像，以下說法正確的選項是,2.若物體發(fā)出的光，只經(jīng)過單個透鏡折射，則下列說法中正確的是？,A.成倒立像時，物體和像在透鏡的同一側(cè),B.成正立像時，物體和像在透鏡的同一側(cè),C.成倒立像時，物體和像分居在透鏡的兩側(cè),D.成像于光屏上時，則屏和物體位于透鏡的同一側(cè),3.物體置于透鏡前，經(jīng)過透鏡成一個倒立的像，則,A.透鏡為凸透鏡,B.像是實像,C.像比物體大,D.物體在1倍焦距之外,4.凸透鏡成虛像時，下列說法中正確的是,A.像比物體要大一些,B.像比物體要小一些,C.像比物體離開眼睛遠(yuǎn)一些,D.像比物體離開眼睛近一些,九、透鏡成像作圖法,1、凸透鏡成像的三條特殊光線,平行于主光軸的光線,經(jīng)折射后通過另一側(cè)焦點,通過同一側(cè)焦點的光線,經(jīng)折射后和主軸平行,通過光心的光線，經(jīng)過透鏡前方向不變,A,F,F,O,B,A,B,2、凹透鏡成像的三條特殊光線,平行于主光軸的光線,折射后的反向延長線通過同側(cè)的焦點,通過另一側(cè)焦點的光線,折射后平行于主光軸,通過光心的光線，經(jīng)過透鏡前方向不變,A,B,F,F,O,A,B,例題1,.圖中,MN,透鏡主軸，,S、S,分別是光源和光源的像。試判斷透鏡的種類？并作出透鏡光心和焦點位置。,S,S ,M,N,S,S,M,N,成正立縮小像,是凹透鏡,過光心的光線方向不變，則SS和MN的交點為光心。,再利用平行于主光軸的光線“過焦點”可得焦點。,O,F,F,成正立放大像,是凸透鏡,過光心的光線方向不變，則,SS,和,MN,的交點為光心。,再利用平行于主光軸的光線“過焦點”可得焦點。,O,F,F,結(jié)論:,1.透鏡的性質(zhì)可由像的性質(zhì)來確定；,2.光心的位置可由物、像連線與主軸交點來確定,3.焦點的位置可由平行于主軸的光線來確定。,例題2.,圖示，,CD,是物體,AB,的像，用作圖法找出透鏡的光心和焦點的位置，并確定透鏡的種類。,A,B,C,D,O,F,F,1.透鏡的性質(zhì)可由像的性質(zhì)來確定；,2.光心的位置可由物、像連線與主軸交點來確定,3.焦點的位置可由平行于主軸的光線來確定。,例題3,、畫出圖中光線,SA,經(jīng)過折射后的光線。,例題4,、確定圖中透鏡的類別、光心、焦點。,說明：從 S 發(fā)出的全部經(jīng)過透鏡折射的光線都將會聚于一點。,S,A,O,F,F,O,S,F,F,透鏡種類由折射作用定,S,S,作出幫助物點S的像S,借助平行主軸光作焦點,十、透鏡成像公式,凸,f,0 凹,f,0,總有,u,0,實,V,0 虛,V,0,說,明,像的放大率,1、物體經(jīng)透鏡成一個倒立的像,像的長度和物體的長度相等,像與物體之間的距離是80厘米,則此透鏡是_ 透鏡,它的焦距是_厘米。,凸,20,2、用蠟燭、凸透鏡、像屏等來爭論成像試驗時,無論怎樣移動物屏也得不到像,其緣由是_假設(shè)固定蠟燭和像屏,無論怎樣移動透鏡,像屏上也得不到像,其緣由是。,物體的物距小于f,物體和光屏間距離小于4f,3、當(dāng)物體從遠(yuǎn)處移近凸透鏡時,以下說法正確的選項是,A.只要成放大像,像移動速率就大于物體移動速率,B.只要成實像,像移動速率就大于物體移動速率,C.只有成放大實像,像移動速率才大于物體移動速率,D.只有成虛像,像移動速率才大于物體移動速率,十一、眼 睛,1、眼睛的構(gòu)造：,眼睛角膜、水樣液、晶狀體和玻璃體的共同作用相當(dāng)一個凸透鏡，從物體射進(jìn)眼里的光無論是發(fā)散或會聚的光束，通過眼球折射后，會聚在視網(wǎng)膜上，視神經(jīng)受到刺激，產(chǎn)生視覺。,2、視覺光學(xué)原理：,眼睛的調(diào)整,看遠(yuǎn)處時，晶狀體在睫狀肌作用下，彎曲最小，會聚作用最小，眼睛焦距最大。,看近處時，晶狀體在睫狀肌作用下，彎曲最大，會聚作用最大，眼睛焦距最小。,遠(yuǎn)點和近點,晶狀體彎曲程度最小最扁時，能夠看到的最遠(yuǎn)點，稱為遠(yuǎn)點。正常眼睛的遠(yuǎn)點為無窮遠(yuǎn)。,晶狀體彎曲程度最大最凸時，能夠看到的最近點，稱為近點。正常眼睛的近點離眼睛約為10厘米。,明視距離,在適宜照明下，正常眼睛看距離25厘米遠(yuǎn)處的物體，最不易疲憊，因此稱25厘米的距離為明視距離。,比照：,正常眼,平行光會聚在視網(wǎng)膜上，近視眼視網(wǎng)膜距晶狀體較遠(yuǎn),晶狀體較凸,平行光會聚在視網(wǎng)膜前。,關(guān)于近視眼,產(chǎn)生緣由：,先天或用眼不當(dāng)形成,矯正方法：,戴凹透鏡先發(fā)散后會聚在視網(wǎng)膜,比照：正常眼,平行光會聚在視網(wǎng)膜上遠(yuǎn)視眼視網(wǎng)膜距晶狀體較遠(yuǎn)晶狀體較扁,平行光會聚在視網(wǎng)膜后,矯正方法：,戴凸透鏡先會聚后發(fā)散在視網(wǎng)膜上,關(guān)于遠(yuǎn)視眼,形成緣由：,先天或外傷所形成,1、以下說法正確的選項是,A、人的眼睛像一架幻燈機,B、人的眼睛有調(diào)整功能，像是一個焦距可調(diào)的照相機,C、物體在視網(wǎng)膜上形成的像是倒立、縮小的實像，而物體經(jīng)透鏡生成的放大虛像在視網(wǎng)膜上形成縮小的虛像。,D、物體經(jīng)透鏡折射成虛像，在視網(wǎng)上形成實像。,B、D,2、以下說法正確的選項是：,A、眼睛能夠觀察物體的實像也能夠看到該物體的,虛像,B、近視眼的晶狀體較正常眼睛凸。,C、近視眼配戴肯定度數(shù)的凹透鏡后，其明視距離,為25厘米,D、遠(yuǎn)視眼配戴肯定度數(shù)的凸透鏡后，其明視距離,為25厘米,A、B、C、D,3、以下說法正確的選項是,A、晶狀體越扁,其焦距越小,越能看清近處物體,B、晶狀體越凸,