高中物理高三物理PPT课件几何光学
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物理课本PPT_几何光学
4-3 折射现象
• 光折射时遵守折射定律，即： (1)入射线、折射线和法线均 在同一平面上，且入射线和 折射线分别在法线的两侧。 (2)入射角和折射角的正弦比 值为一定值，即
Author: Zátonyi Sándor (ifj.) Fizped
4-3 折射现象
• 两介质的折射率较小者，光在该介质中的 速率较快，称为光疏介质。折射率较大的 介质，光速较慢，称为光密介质。
4
几何光学
4-1 抛物面镜 4-2 球面镜 4-3 折射现象 4-4 全反射 4-5 薄透镜
4-1 抛物面镜
• 平行于主轴的光线入射至凹的抛物面镜， 其反射光线必定通过抛物线的焦点。
4-1 抛物面镜
• 平行于主轴的光线入射在凸的抛物镜面， 其反射光线的延长线必会聚于镜后在主轴 上的虚焦点。
4-1 抛物面镜
4-2面镜
4-2 球面镜
• 球面镜的成像公式为
也称为面镜公式，式中p为物距，q为像距，f为面 镜的焦距。 • 符号规则如下： 物距p为正值。 形成实像时，q 取正值，形成虚像时，q 取负值。 凹面镜的焦距 f 取正值，凸面镜的焦距 f 取负值。
4-2 球面镜
(1)平行于凸透镜主轴的入射光线，折射后通过镜 后的焦点。若为凹透镜，则折射后射出光线的反方 向延长线通过镜前的焦点。
(2)通过凸透镜前焦点的入射光线，折射后平行于 主轴。若为凹透镜，则指向镜后焦点的入射光线， 其折射后的射出光线平行于主轴。
(3)通过镜心的入射光线，直接通过透镜，没有偏 移。
4-5 薄透镜
4-4 全反射
• 光从光密介质进入光疏 介质时，使折射角成为 90°的入射角称为临界角 θc。
• 若入射角大于θc，则光线 不会发生折射，所有的 入射光将依照反射定律 全部反射回原来的介质 中，此现象称为全反射。
2020高中物理竞赛(科普版)物理学史03光学：几何光学(共14张PPT)
惠更斯的贡献
❖和牛顿同时代的惠更斯，他主张光的 波动说，认为光是在“以太”中传播 的波。
❖提出次波原理：惠更斯原理 。
❖惠更斯原理虽然能够解释不少光学现 象，但他的波动说是比较粗糙的，又 错误的认为光是一种纵波，因此他还 摆脱不了几何光学的观念。
几何光学时期
❖ 十七世纪还讨论了另一个问题，即“是 不是有一个有限的光速？”笛卡儿采取 否定的态度，而伽里略是肯定的。
量子光学时期
❖黑体辐射的能量按波长的分布，和 光电效应。
❖ 维 恩 （ 德 国 人 ， 1864--1928 ） 公 式 和 瑞 利 （ 英 国 人 ， 1842--1919 ） — 金 斯 （ 英 国 人 ， 1877—1946 ） 公 式 ， 前者在短波区和实验结果相符，而 后者，在长波区和实验结果相符。
波动光学时期
❖ 1865年，麦克斯韦（苏格兰人，1831— 1879）电磁场理论建立，得出电磁波以 光速传播，所以说明光是一种电磁现象。 这一理论，于1888年被赫兹（德国人， 1857－1894）用实验证实。因此建立了 光的电磁理论。
❖ 1849年菲索（法国人，1819—1896）利 用转动齿轮法，1862年佛科（法国人， 1819～1868）利用旋转镜法，第一次在 实验室测定了光的速度，这就完全证实 了波动说的正确性。
❖ 1845年，法拉第（英国人，1791—1867）发 现了偏振光的振动面在强磁场中旋转的现象， 从而揭示了光和电磁的内在联系。1856年韦伯 （德国人，1804－1891）和柯尔劳斯（德国 人 ， 1809—1858 ） ， 发 现 电 荷 的 电 磁 单 位 和 静电单位的比值等于光在真空中的传播速度。
光电效应
❖ 当光照在某些金属上会逸出电子，这就是光 电效应。
高考物理二轮第一部分专题五热学光学原子物理第14讲几何光学与物理光学pptx课件
专题五 热学、光学、原子物理
第14讲 几何光学与物理光学
知识归纳 素养奠基
第14讲 几何光学与物理光学
知识归纳 素养奠基
1．光的折射定律、折射率． (1)折射定律． ①内容：如图所示，折射光线与入射光线、法线处在同一平面内， 折射光线与入射光线分别位于法线的两侧；入射角的正弦与折射 角的正弦成正比． ②表达式：ssiinn θθ12＝n. ③在光的折射现象中，光路是可逆的．
第14讲 几何光学与物理光学
细研命题点 提升素养
(2)对折射率的理解． ①折射率大小不仅反映了介质对光的折射本领，也反映了光在介质中传播速度 的大小 v＝nc. ②折射率的大小不仅与介质本身有关，还与光的频率有关．同一种介质中，频 率越大的色光折射率越大，传播速度越小． ③同一种色光，在不同介质中虽然波速、波长不同，但频率相同．
第14讲 几何光学与物理光学
细研命题点 提升素养
根据几何关系可知∠BAO＝30°，即△MAO 为等腰三角形，则MAOO＝ 33.
又因为△BOM 与△CAO 相似，故有BAMC＝MAOO，
由题知 AB＝AC＝l，
联立可得 BM＝ 33AC＝ 33l.
所以 M 到 A 点的距离为 x＝MA＝l－BM＝3－3
3 l.
答案：3－3
3 l
第14讲 几何光学与物理光学
1.庄子与惠子游于濠梁之上．庄子曰：“鯈鱼出游从容， 是鱼之乐也．”人在桥上观鱼( ) A．人能看到鱼，鱼不能看到人 B．人看到的鱼是经反射所成的像 C．鱼看到的人的位置比人的实际位置低 D．人看到的鱼的位置比鱼的实际位置高
细研命题点 提升素养
第14讲 几何光学与物理光学
命题点一 光的折射 全反射
细研命题点 提升素养
第14讲 几何光学与物理光学
知识归纳 素养奠基
第14讲 几何光学与物理光学
知识归纳 素养奠基
1．光的折射定律、折射率． (1)折射定律． ①内容：如图所示，折射光线与入射光线、法线处在同一平面内， 折射光线与入射光线分别位于法线的两侧；入射角的正弦与折射 角的正弦成正比． ②表达式：ssiinn θθ12＝n. ③在光的折射现象中，光路是可逆的．
第14讲 几何光学与物理光学
细研命题点 提升素养
(2)对折射率的理解． ①折射率大小不仅反映了介质对光的折射本领，也反映了光在介质中传播速度 的大小 v＝nc. ②折射率的大小不仅与介质本身有关，还与光的频率有关．同一种介质中，频 率越大的色光折射率越大，传播速度越小． ③同一种色光，在不同介质中虽然波速、波长不同，但频率相同．
第14讲 几何光学与物理光学
细研命题点 提升素养
根据几何关系可知∠BAO＝30°，即△MAO 为等腰三角形，则MAOO＝ 33.
又因为△BOM 与△CAO 相似，故有BAMC＝MAOO，
由题知 AB＝AC＝l，
联立可得 BM＝ 33AC＝ 33l.
所以 M 到 A 点的距离为 x＝MA＝l－BM＝3－3
3 l.
答案：3－3
3 l
第14讲 几何光学与物理光学
1.庄子与惠子游于濠梁之上．庄子曰：“鯈鱼出游从容， 是鱼之乐也．”人在桥上观鱼( ) A．人能看到鱼，鱼不能看到人 B．人看到的鱼是经反射所成的像 C．鱼看到的人的位置比人的实际位置低 D．人看到的鱼的位置比鱼的实际位置高
细研命题点 提升素养
第14讲 几何光学与物理光学
命题点一 光的折射 全反射
细研命题点 提升素养
最新【物理课件】第三章 几何光学PPT课件
n1 x x1 2 y12 n2 x2 x2 y22
由费马原理有:
d n1x x1 n2 x2 x 0
dx
x x1 2 y12
x2 x2 y22
x x1 0 必有x2 x 0 x2 x
故 : x1 x x2 即: 折射线、 入射线分居法线两侧
Y
Ax1, y1
同理：也可证 明反射定律。
n1 A 'C AC
n 2 CB CB
'
n1 sin
i1 n 2 sin
i2
0
n 2 sin i2 n 2 sin i1
由于反射、折射定律是实 验定律，是公认的正确的 结论，所以，费马原理是
Y
Ax1, y1
M
O n1 A’
i1 Cx,0 B‘
i2
P O’ X
正确的。
Z
若光线实际发自于某点，则称该点为实发光点；
若某点为诸光线反向延长线的交点，则该点称为虚发光点。
2、单心光束：只有一个交点的光束，亦称同心光束。
该唯一的交点称为光束的顶点。
发散单心光束
会聚单心光束
3、实像、虚像
• 当顶点为光束的发出点时，该顶点称为光源、物点。
• 当单心光束经折射或反射后，仍能找到一个顶点，称光束保持了其
n2
B x2,y2
§3.3 单心光束 实像和虚像
成像问题是几何光学研究的主要问题之 一。光学元件质量的高低是 以成像质量来衡量的。为学习研究成像规律，首先介绍几个基本概念。
一、单心光束、实像、虚像
1、发光点：只有几何位置而没有大小的发射光束的光源。
它也是一个抽象概念，一个理想模型，有助于描述物和像的 性质。点光源就是一个发光点。
高中物理奥林匹克竞赛专题：几何光学(共87张PPT)
由费马原理取极小值导出折射定律 n1siin1n2siin2
4、费马原理中光程取极大、极小、常数的例子
（1）椭球镜面反射 APPA常数
（2）任意凸面反射镜的反射
Ai
L nP A P A最小值
P
P'
（3）任意的凹面镜的反射
L nP A P A最大值
A' 根据费马
n1siin 1n2si9 n0 0
i2
i1 90º
由光密介质射向光疏介质，n2 < n1 ——内反射； 由光疏介质射向光密介质，n1 < n2 ——外反射。
ic
sin 1
n2 n1
i1 ic 时有折射现象
i1 ic 时无折射而产生全反射现象
全反射（全内反射） ：当光从光密介质射向光疏介质时，如
s
S
S
AB
S
S
表明：物像之间各光线的光程相等,反射平面是等光程面
二、光在平面上的折射
Y
1、折射的计算 设n1>n2由折射可知
n1siin 1n2siin 2
P
P1 P2
i1
i1+Δ i1
P'
A1
A2
n1
X
O
i2
i2+Δ i2
n2
P（0、y）、P1（0、y1）、P2（0、y2）、P'（x ' 、y ' ）
A1（x1、0）A2（x2、0）
P1点的坐标
y1
n2 n1
y2
1n n1 2 2 2
x12
P2点的坐标
y2
n2 n1
y2 1n n1 2 2 2 x2 2
4、费马原理中光程取极大、极小、常数的例子
（1）椭球镜面反射 APPA常数
（2）任意凸面反射镜的反射
Ai
L nP A P A最小值
P
P'
（3）任意的凹面镜的反射
L nP A P A最大值
A' 根据费马
n1siin 1n2si9 n0 0
i2
i1 90º
由光密介质射向光疏介质，n2 < n1 ——内反射； 由光疏介质射向光密介质，n1 < n2 ——外反射。
ic
sin 1
n2 n1
i1 ic 时有折射现象
i1 ic 时无折射而产生全反射现象
全反射（全内反射） ：当光从光密介质射向光疏介质时，如
s
S
S
AB
S
S
表明：物像之间各光线的光程相等,反射平面是等光程面
二、光在平面上的折射
Y
1、折射的计算 设n1>n2由折射可知
n1siin 1n2siin 2
P
P1 P2
i1
i1+Δ i1
P'
A1
A2
n1
X
O
i2
i2+Δ i2
n2
P（0、y）、P1（0、y1）、P2（0、y2）、P'（x ' 、y ' ）
A1（x1、0）A2（x2、0）
P1点的坐标
y1
n2 n1
y2
1n n1 2 2 2
x12
P2点的坐标
y2
n2 n1
y2 1n n1 2 2 2 x2 2
高中物理奥林匹克竞赛专题----几何光学(共38张PPT)
第6章 几何光学
6.1 几何光学基本规律
几何光学：以光的基本实验定律为基础，研究光的 传播和成像规律的一个重要的实用性分支学科。 6.1.1 光的直线传播
光的直线传播定律：光在均匀介质中沿直线传播。 在描述机械波时，我们用波线表示波的传播方向， 这里，我们用光线表示光的传播方向。
6.1.2 反射定律和折射定律 光在传播的过程中遇到两种介质的分界面时，一部分 光改变方向返回原介质传播，这部分光称为反射光。 反射定律：反射光线总是位于入 射面内，且与入射光线分居在法 线的两侧，入射角等于反射角 。
p
p
物点在主光轴上离球面镜无穷远时，入射光线可看做 近轴平行光线，该物点的像点称为球面镜的焦点。 焦点到球面顶点的距离称为焦距，用f 表示，可知
R f 2
球面反射成像公式又可表示为
1 1 1 p p' f
设物体在垂直于主光轴方向上的高度为 高度为 y ,定义：
y' m y
y
，其像的
为球面反射成像横向放大率
由反射定律和几何关系可以证明
y' p' m y p
m0
表示像是倒立的， m 0 表示像是正立的；
m 1 表示成放大像， m 1 表示成缩小像。
6.3.3 球面反射成像作图法 球面镜成像作图法的三条特殊光线 (1) 平行于主光轴的近轴光线，经凹面镜反射后，反 射光线过焦点；经凸面镜反射后，反射光线的反向延 长线过焦点。 (2) 过焦点（延长线过焦点）的光线，经球面镜反射 后，反射光线平行于主光轴。 (3) 过球面曲率中心的光线，经球面镜反射后按原路 返回。
6.1.3 全反射
当光从光密介质入射到光疏介质的界面上，入射角 达到或大于
6.1 几何光学基本规律
几何光学：以光的基本实验定律为基础，研究光的 传播和成像规律的一个重要的实用性分支学科。 6.1.1 光的直线传播
光的直线传播定律：光在均匀介质中沿直线传播。 在描述机械波时，我们用波线表示波的传播方向， 这里，我们用光线表示光的传播方向。
6.1.2 反射定律和折射定律 光在传播的过程中遇到两种介质的分界面时，一部分 光改变方向返回原介质传播，这部分光称为反射光。 反射定律：反射光线总是位于入 射面内，且与入射光线分居在法 线的两侧，入射角等于反射角 。
p
p
物点在主光轴上离球面镜无穷远时，入射光线可看做 近轴平行光线，该物点的像点称为球面镜的焦点。 焦点到球面顶点的距离称为焦距，用f 表示，可知
R f 2
球面反射成像公式又可表示为
1 1 1 p p' f
设物体在垂直于主光轴方向上的高度为 高度为 y ,定义：
y' m y
y
，其像的
为球面反射成像横向放大率
由反射定律和几何关系可以证明
y' p' m y p
m0
表示像是倒立的， m 0 表示像是正立的；
m 1 表示成放大像， m 1 表示成缩小像。
6.3.3 球面反射成像作图法 球面镜成像作图法的三条特殊光线 (1) 平行于主光轴的近轴光线，经凹面镜反射后，反 射光线过焦点；经凸面镜反射后，反射光线的反向延 长线过焦点。 (2) 过焦点（延长线过焦点）的光线，经球面镜反射 后，反射光线平行于主光轴。 (3) 过球面曲率中心的光线，经球面镜反射后按原路 返回。
6.1.3 全反射
当光从光密介质入射到光疏介质的界面上，入射角 达到或大于
高考物理几何光学复习课件
几何光学(guāngxué)
第一页，共45页。
❖本章知识点和高考(ɡāo kǎo)要求：
内容 1、光的直线传播、本影和半影。 2、光的反射，反射定律。平面镜成像作图法。 3、光的折射，折射定律，折射率。全反射和临界 角。 4、光导纤维。 5、棱镜、光的色散。
要求 Ⅰ Ⅱ Ⅱ
Ⅰ Ⅰ
第二页，共45页。
线所示，则（ ）
A、光束1转过15 °
45°
B、光束1转过30°
C、光束2转过的角度小于15 °
D、光束2转过的角度大于15 °
第四十四页，共45页。
例8、如图所示为一根玻璃棒，放在空气中，它的折射率
为n，AB是它的端面，且与AC垂直，要使端面入射的光
线，经F点折射到AC面上的E点能够(nénggòu)发生全反射， 入射角
例6、如图所示，AB表示一水平(shuǐpíng)放置的平面镜，P1、P2 是水平(shuǐpíng)放置的米尺（有刻度的一面对着平面镜），MN 是屏，三者互相平行，屏MN上的ab表示一条竖直的缝（即a、b 之间是透光），某人眼睛紧巾米尺上的小孔S（其位置见图），
可通过平面镜看到米尺的一部分刻度，试在本题的图上用三角板 作图求出可看到的部位，并在P1P2上把这部分涂以标志。
4
x
第三十九页，共45页。
例4、如图所示，平面镜M与竖直巨型光屏平行放置，与
光屏之间的距离为L，由小孔S处垂直光屏向平面镜中点
O射入一束氦氖激光，现将平面镜M以其中点O为轴逆时
针匀速旋转，角速度为ω ，求： ω
P
（1）平面镜转过15°时，光屏上形 O
S
成的光点P至S的距离。
（2）平面镜转动时间t（t<π /4ω）时，激光束在光屏上
第一页，共45页。
❖本章知识点和高考(ɡāo kǎo)要求：
内容 1、光的直线传播、本影和半影。 2、光的反射，反射定律。平面镜成像作图法。 3、光的折射，折射定律，折射率。全反射和临界 角。 4、光导纤维。 5、棱镜、光的色散。
要求 Ⅰ Ⅱ Ⅱ
Ⅰ Ⅰ
第二页，共45页。
线所示，则（ ）
A、光束1转过15 °
45°
B、光束1转过30°
C、光束2转过的角度小于15 °
D、光束2转过的角度大于15 °
第四十四页，共45页。
例8、如图所示为一根玻璃棒，放在空气中，它的折射率
为n，AB是它的端面，且与AC垂直，要使端面入射的光
线，经F点折射到AC面上的E点能够(nénggòu)发生全反射， 入射角
例6、如图所示，AB表示一水平(shuǐpíng)放置的平面镜，P1、P2 是水平(shuǐpíng)放置的米尺（有刻度的一面对着平面镜），MN 是屏，三者互相平行，屏MN上的ab表示一条竖直的缝（即a、b 之间是透光），某人眼睛紧巾米尺上的小孔S（其位置见图），
可通过平面镜看到米尺的一部分刻度，试在本题的图上用三角板 作图求出可看到的部位，并在P1P2上把这部分涂以标志。
4
x
第三十九页，共45页。
例4、如图所示，平面镜M与竖直巨型光屏平行放置，与
光屏之间的距离为L，由小孔S处垂直光屏向平面镜中点
O射入一束氦氖激光，现将平面镜M以其中点O为轴逆时
针匀速旋转，角速度为ω ，求： ω
P
（1）平面镜转过15°时，光屏上形 O
S
成的光点P至S的距离。
（2）平面镜转动时间t（t<π /4ω）时，激光束在光屏上
几何光学完整PPT课件
3. 物空间（不论是实物还是虚物）介质的折射率是指实际入射光 线所在空间介质折射率，像空间（不论是实像还是虚像）介质的 折射率是指实际出射光线所在空间介质的折射率。
4. 物和像都是相对某一系统而言的，前一系统的像则是后一系统 的物。物空间和像空间不仅一一对应，而且根据光的可逆性，若 将物点移到像点位置，使光沿反方向入射光学系统，则像在原来 物点上。这样一对相应的点称为“共轭点”。
1. 共轴球面系统的结构参量： 各球面半径：r1 、 r2 …… rk-1 、 rk 相邻球面顶点间隔：d1 、 d2 …… dk-1 各球面间介质折射率：n1 、 n2 …… nk-1 、 nk n 、 k+1
精选
31
2. 转面公式
原则：前一折射面的象为后一面的物 ，前一面的象空间为后一面的物空间
4. C－球心 r－球面曲率半径 I 、I′－入、折射角
5. A 、A′－物点、象点 L、L′－物距、象距
精选
20
2. 符号法则（便于统一计算） 规定光线从左向右传播
a）沿轴线段 L、L′、r 以O为原点， 与光线传播方向相同，为“＋” 与光线传播方向相反，为“－”
b）垂轴线段 h 在光轴之上，为“＋” 在光轴之下，为“－”
例：某物体通过一透镜成像后在透镜内部，透镜材 料为玻璃，透镜两侧均为空气。问该像所处的空间 介质是玻璃还是空气？
4 5
6
3 2 1
位标器动平衡调试系统光源
第二章 球面与共轴球面系统
§ 2－1 光线光路计算与共轴光学系统
共轴球面系统— 光学系统一般由球面和平面组成， 各球面球心在一条直线（光轴）上。
精选
28
2. 轴向放大率：光轴上一对共轭点沿轴移动量之间的比值
4. 物和像都是相对某一系统而言的，前一系统的像则是后一系统 的物。物空间和像空间不仅一一对应，而且根据光的可逆性，若 将物点移到像点位置，使光沿反方向入射光学系统，则像在原来 物点上。这样一对相应的点称为“共轭点”。
1. 共轴球面系统的结构参量： 各球面半径：r1 、 r2 …… rk-1 、 rk 相邻球面顶点间隔：d1 、 d2 …… dk-1 各球面间介质折射率：n1 、 n2 …… nk-1 、 nk n 、 k+1
精选
31
2. 转面公式
原则：前一折射面的象为后一面的物 ，前一面的象空间为后一面的物空间
4. C－球心 r－球面曲率半径 I 、I′－入、折射角
5. A 、A′－物点、象点 L、L′－物距、象距
精选
20
2. 符号法则（便于统一计算） 规定光线从左向右传播
a）沿轴线段 L、L′、r 以O为原点， 与光线传播方向相同，为“＋” 与光线传播方向相反，为“－”
b）垂轴线段 h 在光轴之上，为“＋” 在光轴之下，为“－”
例：某物体通过一透镜成像后在透镜内部，透镜材 料为玻璃，透镜两侧均为空气。问该像所处的空间 介质是玻璃还是空气？
4 5
6
3 2 1
位标器动平衡调试系统光源
第二章 球面与共轴球面系统
§ 2－1 光线光路计算与共轴光学系统
共轴球面系统— 光学系统一般由球面和平面组成， 各球面球心在一条直线（光轴）上。
精选
28
2. 轴向放大率：光轴上一对共轭点沿轴移动量之间的比值
高三物理课件：光的直线传播光速
03
光的直线传播与光速的关系
光的传播速度与介质的关系
总结词
光的传播速度与介质有关，不同介质中光的传播速度不同。在真空中的传播速度最快，约为299，792，458米/ 秒，而在其他介质中的传播速度则小于这个值。
详细描述
光的传播速度与介质的折射率有关。当光从一个折射率较小的介质进入折射率较大的介质时，光速会减小，同 时光的传播方向也会发生改变，这就是光的折射现象。因此，在水中、玻璃中以及其他介质中，光的传播速度 会比在真空中的速度慢。
04
实验演示
光的直线传播实验
总结词
通过实验观察，理解光的直线传播原理。
详细描述
实验中，学生可以使用激光笔和透明玻璃纸来演示光的直线传播。当激光笔发 出的光线穿过玻璃纸时，光线会沿着直线穿过，不会发生折射或散射。这个实 验可以帮助学生理解光在均匀介质中沿直线传播的原理。
光速测量实验
总结词
通过测量光速，理解光速的物理意义。
高三物理课件：光的直线 传播与光速
目录
• 光的直线传播 • 光速 • 光的直线传播与光速的关系 • 实验演示 • 习题与思考
01
光的直线传播
光的直线传播现象
影子的形成
当光线遇到不透光的物体时，会在物体后面 形成影子。
日食和月食
当月球或地球遮挡住太阳光时，会形成日食 或月食的现象。
笔直的激光束
激光束在同一种均匀介质中沿直线传播，可 以用于测量距离和准直。
光的直线传播是光速不变原理的基础，光速不变原理是狭义相对论的基本假设之 一。
感谢您的观看
THANKS
光速的物理意义
光速是光在真空中的传播速度，是一个恒定的常量，约为 3×10^8米/秒。
几何光学物理光学知识点PPT课件
.
25
如图示：红光和紫光沿同一方向射向玻璃半球的球 心，经折射后从球面射出，若红光在玻璃中传播时 间为t红，紫光在玻璃中传播时间为t紫，则a
是 红 光， t红 ＜ t紫（填＞、＜或 =）
ba
解：白光通过三棱镜，发生色散，红光偏折角
最小，紫光偏折角最大．所以a是红光。
t=r/v=rn/c 红光的折射率小，t小。
反射定律
面镜 基
光 源
基 本 折射定律
规 律 全反射
本 光 学 器 件
透镜 棱镜
成 像 规 律
光的传播速度
（物理实质）
色散
.
1
一、光的直线传播： 1. 光的直线传播-----
光在同一种均匀介质中沿直线传播。 本影和半影，日食和月食 2、光的直线传播的现象
（1）小孔成像.
（2）影
定义：在物体的后面光线照不到的区域.
注意：
a. 在光的反射现象中，光路是可逆的， b.不论镜面反射还是漫反射都遵循反射定律
.
7
三．平面镜对光线的控制作用
只改变光束的传播方向，不改变光束的散聚性质． 一个平面镜对光线的控制作用．
（1）平面镜对光线有反射作用，反射光与入射光 遵循反射定律．
（2）一束平行光的情况：入射光方向不变，平面镜 转动α角，反射光转动2α角．
DE即为所求。 （注意箭头）
B
A·
CD
.
E
13
04年全国理综17
17．图中M是竖直放置的平面镜，镜离地面的距离可调节。甲、 乙二人站在镜前，乙离镜的距离为甲离镜的距离的2倍，如图 所示。二人略错开，以便甲能看到乙的像。以l 表示镜的长度， h 表示乙的身高，为使甲能看到镜中乙的全身像，l 的最小值
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由于观察时， 和 均很小 所以 SO / 2 SO ① d 2d
SO ② SS 由折射定律 n sin sin
可得 n
SO SO n 2d SS
③
联立①、②、③式可得
SS d n 2
∴
【例3】如图所示，宽为a的平行光束从空气 斜向入射到两面平行的玻璃板上表面，入射 角为45°。光束中包含两种波长的光，玻璃 对这两种波长的光的折射率分别为 n1 1.5 ,
纤内传播到另一端射出，而不会从光纤
中漏出，试说明对入射光线的入射角有 什么限制。
【析与解】在这一问题中光线先后两次射 到介质表面。第一次在空气和折射率是n1 的内芯的界面；第二次在折射率是n1的内 芯和折射率是n2的外层的界面。现在要求 第二次能发生全反射，入射角 i 必须大于 临界角C（如图所示）。
【例1】厚度不计的平面镜MN放在水平地 面上，距离平面镜 M 端 4cm 处有一根标 杆 OO , 标杆的零刻度线恰在地面，距平 面镜 N 端 2m 处直立着一个人 SD ，人眼离 地面的高度为 SD ＝ 1.8m ，如图所示，平 面镜的长度MN＝1.0m，标杆足够长。 （ 1 ）人看平面镜中的标杆，不能看到 标杆的全部。画出能被人看到的像的标杆 部分的成像光路图，写出作图步骤。 （ 2 ）人看到平面镜标杆的最小刻度和 最大刻度是多少？
1 1 1 u v f
（2）薄透镜成像的放大率公式
像高 v m 物高 u
八、球面镜成像 1.球面镜成像规律
球面镜类型 物的位置 u＞2f u＝2f 凹 镜 像的特点 倒立、缩小、实像 倒立、等大、实像 像的位置 f＜v＜2f，物 像同侧 v＝2f，物像 同侧 v＞2f，物像 同侧 ︱v︱＞u，物 像异侧 物像异侧
一、光的直进 1.光的直线传播 2.三种实例（小孔成像、影的形成、日食月食） 3.光速 二、光的反射 1.光的反射现象 2.光的反射定律
三、平面镜 1.平面镜对光束的作用 2.平面镜成像特点 3.平面镜成像作图 （1）根据反射定律作图；（2）根据成像 特点作图。 四、光的折射 1.光的折射现象 2.光的折射定律 3.折射率 4.折射率与光速的关系 5.光路可逆原理
像的位置
f＜v＜2f，物像 在透镜两侧 v＝2f，物像在 透镜两侧
凸透镜 f＜u＜2f
u＜f 凹 透 镜 任意位置
v＞2f，物像在 倒立、放大、实像 透镜两侧 ︱v︱＞u，物像 正立、放大、虚像 在透镜同侧
正立、缩小、虚像 物像在透镜同侧
2、薄透镜成像作图
（1）两个基本原则 （2）三条特殊光线 3、薄透镜成像公式 （1）薄透镜成像公式
【例2】用折射率为n的玻璃做成一个玻璃镜 面，用手指可以估测它的厚度。请说明具体 方法，并简述理由。 【析与解】用手指跟镜面垂直接触，估计指 尖与它的像间的距离，这个距离的一半与折 射率n 的乘积等于玻璃厚度。 如图所示，设指尖位置在S，玻璃厚度为d， 由指尖发出两条光线，一条垂直于镜面经反 射后沿原光路返回（光线1），一条在镜中与 镜面垂直方向成 角，镜反射后射出镜面时 折射角为 （光线 2 ），光线 1 、 2 的反向延 长线的交点即为S的像。
6 1 tan r2 tan(arcsin ) 6 5
∴
a 7 10 10 7 d a 3 1 2 1 ( ) 5 2 7
【例4】光导纤维是利用全反射传导光信
号的装置。有一根光导纤维，内芯材料
的折射率为n1，外层材料的折射率为 n2
n1 ) ＜ (n2 。若使从一端射入的光线能在光
sin i （ 1 ）根据折射定律 n ，对于两种波 sin r
长的光，由
sin i 1 1 sin r1 n1 2 1.5 sin i 1 1 sin r2 n2 2 3
2 3 6 6
分别得进入上表面后的折射角为
2 r1 arcsin 3
6 r2 arcsin 6
n2 3 。
（ 1 ）求每种波长的光射入玻璃板上表面 后的折射角r1，r2；
（ 2 ）为了使光束从玻璃板下表面出射时 能分成不交叠的两束，玻璃板的厚度 d 至少 为多少？并画出光路示意图。
【析与解】为了使得从玻 璃板下表面出射时能刚 好分成不交叠的两束， 就应该使得原光束左边 缘光中折射角大的这条 光恰能与右边缘中折射 角小的这条光在下表面 相交，如图所示，O点就是这两条光线的交 点，此时所对应的玻璃板厚度d 就是所 求的厚度。
（2）由图示可知
OA d tanr1
而 即
得
a AB OA OB cos i
OB d tanr2
a d tan r1 d tan r2 cos i
a d cosi(tanr1 tan r2 )
代入（1）中的结果
可得
2 2 tan r1 tan(arcsin ) 3 7
五、全反射 1.全反射现象 2.临界角 3.发生全反射的条件 （1）光从光密介质射到光疏介质； （2）入射角i大于或等于临界角C。 六、棱镜 光的色散 1.棱镜对光线的作用 2.光的色散
七、薄透镜成像 1.薄透镜成像规律
透镜类型 物的位置
u＞2f u＝2f
像的特点
倒立、缩小、实像 倒立、等大、实像Βιβλιοθήκη 光路如图（a）或（b）所示
（2）由△OMF′和△SMD 相似可得 OF OM
SD DM
所以人看到的最小刻度
OF OM SD 4 1.8 2.4 (m) DM 3
由△ONE′和△SND 相似可得 所以人看到的最大刻度
OE ON SD DN
ON SD 5 1.8 OE 4.5 (m) DN 2
f＜u＜2f
u＜f 凸 镜 任意位置
倒立、放大、实像
正立、放大、虚像 正立、缩小、虚像
2.球面镜成像作图
3.球面镜成像公式
1 1 1 u v f
九、简单的光学仪器
1.眼睛
2.显微镜
显微镜的视角放大倍数
3.望远镜
望远镜的放大倍数
d L M f 2 f1
f1 M f2