光的折射和反射.ppt

光的反射和折射 一 光的直线传播 1 光源 能够发光的物体 如电灯 蜡烛 太阳等 2 光的直线传播 光线 表示光的传播方向的一条直线 光束的抽象 光在同一种均匀介质中沿直线传播 想一想 1 床前明月光 疑是地上霜 明亮的月球是光源吗 为什么 2 萤火虫 正在放映电影的银幕都是光源吗 为什么 4 小孔成像 1 小孔成像说明光沿直线传播 2 光屏上的像是上下 左右颠倒的 3 物体和孔的距离越小 像越大 4 屏和孔的距离越大 像越大 小孔成像说明什么 像和物位置关系如何 像的大小和什么有关 思考 结论 5 物体的影子 本影 不透明物体背面光完全照不到的区域 半影 不透明物体背面有部分光照的区域 伪本影 本影的延长部分 有部分光照 本影 半影 伪本影 点光源 小线光源 大线光源 本影 半影 半影 影 本影 影的形成 日 月 半影 半影 本影 伪本影 日食现象 地 地 地 地 月食 因月球不会进入地球伪本影内 故无月环食 当月球位于地球本影区时 可观察到月全食 当月球位于地球半影区时 可观察到月偏食 二 光的反射平面镜 一 光的反射 在两种媒质的分界面处 光将改变传播方向 一部分光被返射回原来的媒质中 1 反射定律 1 反射光线 入射光线和法线在同一平面内 反射光线和入射光线分居在法线两侧 2 反射角等于入射角 反射光线 入射光线 法线 i M 镜面反射 3 光路可逆 在反射现象中光路是可逆的 2 反射种类 漫反射 M M 都遵循反射定律 二 平面镜 1 成像 作图 2 成像特点 1 等大 2 正立 3 虚象 延长线交点 4 物 像关于镜面对称 3 平面镜作图的步骤 1 明确物体 2 找出对称 4 作出光路 至少画出两条光线且虚实分开 3 确定虚象 5 确定观像范围要画边缘光线 M 4 应用 潜望镜 微小形变放大 库仑扭秤 卡文迪许扭秤 练习 利用平面镜作图法作出AB关于平面镜M的像 画出光路图 M 解析 人看到头像 是由镜上C反光进入眼 人能看到脚的像 是镜上D处反射光进入眼的 因此 CD部分就是镜子最小长度 由平面镜成像特点及相似形知识可得 CD 0 5H 注意 上述结论和镜子远近无关 但镜子上端C应与头顶A和眼E的中点等高 当镜子不是竖放时 镜子可以比0 5H更短 C D 三 球面镜 F F O O P P 面镜 实焦点虚焦点 会聚作用发散作用 凹 内反 凸 外反 车灯等后视镜等 球面镜 反射面是球面的一部分 四 光的折射 一 光的折射 光从一种媒质射入另一种媒质时 传播方向发生改变的现象 入射光线 A O i改变 r也随之改变 折射光线 反射光线 i增大 r增大 i减小 r减小 1 光的折射 2 折射定律 折射光线在入射光线和法线所在的平面上 折射光线和入射光线分居在法线的两侧 入射角的正弦跟折射角的正弦之比为一常数 3 折射现象解释 视深比实深浅 4 光路可逆 A A 折射现象中光路可逆 光密媒质 二 折射率 折射率是反映媒质光学性质的物理量 折射率 光密媒质 光疏媒质 i i 光疏媒质 三 应用 A O E i i 1 光从玻璃砖的一面射入将从另一面射出 AO EB 光线发生侧移 B 五 全反射 一 全反射现象 光由光密介质射入光疏介质 当入射角增大到某一角度时 折射光线完全消失 只剩反射光线 光被全部反回 二 发生全反射的条件 2 条件 i C 全反射棱镜 一 什么是棱镜 三棱镜 横截面为三角形的棱镜 二 棱镜的光学作用 1 改变光的传播方向 2 使光发生色散 六 棱镜 2 偏折角 与棱镜材料的折射率有关 n大则 大 还与入射角i有关 i 1 棱镜使光线向底面偏折 结论 三 三棱镜改变光路方向 四 光的色散 1 棱镜使白光发生色散图 2 几个重要结论 同种材料对不同颜色的光 a 折射角 红光最大 紫光最小 b 偏折角 红光最小 紫光最大 c 折射率 红光最小 紫光最大 d 速度 红光最大 紫光最小 方向改变180 方向改变90 五 全反射棱镜 1 横截面是等腰直角三角形的棱镜叫全反射棱镜 2 全反射棱镜对光线的控制作用 七 透镜 1 透镜的构造 折射面是两个球面 或者一个是球面 另一个是平面的透明体 2 透镜的种类 凸透镜 中间厚 边缘薄 特点 对光线起会聚作用 原因 棱镜对光线的偏折作用原理 凹透镜 中间薄 边缘厚 特点 对光线起发散作用 原因 棱镜对光线的偏折作用原理 3 透镜的主轴 光心和焦点 主光轴 光心 对薄透镜来说 主轴跟透镜的两个交点可看作一点 这一点叫透镜的光心 C1 C2 O C1 C2 O 4 透镜的焦点 实焦 虚焦 光心的重要性质 不管从任何方向通过光心的光线 传播的方向都不改变 焦距 f 从透镜的焦点到光心的距离 只要透镜两侧的介质相同 两下焦点对光心是对称的 两个焦距相等 物距 u 像的性质 大小 正倒 虚实 u 2f u 2f f u 2f u f 缩小 倒立 实像 等大 倒立 实像 放大 倒立 实像 u f 放大 正立 虚像 不能成像 成一平行光 u 光线会聚于焦点处 八 透镜成像规律 凸透镜成像规律归纳 1 成实像时 物体和像分居在透镜的两侧 相对于物体 像一定是倒立的 可大于物体 也可小于物体 2 成虚像时 物体和像处于透镜的同一侧 相对于物体 像一定是正立的 像只能大于物体 3 焦点是实像和虚像的分界点 也是正立像和倒立像的分界点 4 2f点是放大像和缩小像的分界点 5 物体从无限远处靠近透镜焦点时 像从另一侧焦点起向无穷远处移动 6 物体从焦点处靠近透镜时 像从同一侧无穷远靠近透镜 但物体总比像更靠近透镜 凹透镜成像规律 对凹透镜 无论物距多大 都不能在光屏上成实像 只能通过透镜看到物体同侧有一个正立 缩小 虚像 1 可能是倒立放大的实像 2 可能是倒立缩小的实像 3 可能是实像也可能是虚像 4 只能是正立缩小的虚像 1 关于凹透镜成像 以下说法正确的是 九 透镜成像作图法 1 凸透镜成像的三条特殊光线 平行于主光轴的光线 经折射后通过另一侧焦点 通过同一侧焦点的光线 经折射后和主轴平行 通过光心的光线 经过透镜后方向不变 2 凹透镜成像的三条特殊光线 平行于主光轴的光线 折射后的反向延长线通过同侧的焦点 通过另一侧焦点的光线 折射后平行于主光轴 通过光心的光线 经过透镜后方向不变 成正立缩小像 是凹透镜 过光心的光线方向不变 则SS 和MN的交点为光心 再利用平行于主光轴的光线 过焦点 可得焦点 成正立放大像 是凸透镜 过光心的光线方向不变 则SS 和MN的交点为光心 再利用平行于主光轴的光线 过焦点 可得焦点 结论 1 透镜的性质可由像的性质来确定 2 光心的位置可由物 像连线与主轴交点来确定 3 焦点的位置可由平行于主轴的光线来确定 例题2 图示 CD是物体AB的像 用作图法找出透镜的光心和焦点的位置 并确定透镜的种类 例题3 画出图中光线SA经过折射后的光线 例题4 确定图中透镜的类别 光心 焦点 说明 从S发出的所有经过透镜折射的光线都将会聚于一点 透镜种类由折射作用定 作出辅助物点S的像S 借助平行主轴光作焦点 十 透镜成像公式 像的放大率 1 物体经透镜成一个倒立的像 像的长度和物体的长度相等 像与物体之间的距离是80厘米 则此透镜是 透镜 它的焦距是 厘米 凸 20 2 用蜡烛 凸透镜 像屏等来研究成像实验时 无论怎样移动物屏也得不到像 其原因是 若固定蜡烛和像屏 无论怎样移动透镜 像屏上也得不到像 其原因是 物体的物距小于f 物体和光屏间距离小于4f 3 当物体从远处移近凸透镜时 下列说法正确的是A 只要成放大像 像移动速率就大于物体移动速率B 只要成实像 像移动速率就大于物体移动速率C 只有成放大实像 像移动速率才大于物体移动速率D 只有成虚像 像移动速率才大于物体移动速率 十一 眼睛 1 眼睛的结构 眼睛角膜 水样液 晶状体和玻璃体的共同作用相当一个凸透镜 从物体射进眼里的光无论是发散或会聚的光束 通过眼球折射后 会聚在视网膜上 视神经受到刺激 产生视觉 2 视觉光学原理 眼睛的调节 看远处时 晶状体在睫状肌作用下 弯曲最小 会聚作用最小 眼睛焦距最大 看近处时 晶状体在睫状肌作用下 弯曲最大 会聚作用最大 眼睛焦距最小 远点和近点 晶状体弯曲程度最小 最扁 时 能够看到的最远点 称为远点 正常眼睛的远点为无穷远 晶状体弯曲程度最大 最凸 时 能够看到的最近点 称为近点 正常眼睛的近点离眼睛约为10厘米 明视距离 在合适照明下 正常眼睛看距离25厘米远处的物体 最不易疲劳 因此称25厘米的距离为明视距离 对比 正常眼 平行光会聚在视网膜上 近视眼视网膜距晶状体较远 晶状体较凸 平行光会聚在视网膜前 关于近视眼 产生原因 先天或用眼不当形成 矫正方法 戴凹透镜先发散后会聚在视网膜 对比 正常眼 平行光会聚在视网膜上远视眼视网膜距晶状体较远晶状体较扁 平行光会聚在视网膜后 矫正方法 戴凸透镜先会聚后发散在视网膜上 关于远视眼 形成原因 先天或外伤所形成 1 下列说法正确的是A 人的眼睛像一架幻灯机B 人的眼睛有调节功能 像是一个焦距可调的照相机C 物体在视网膜上形成的像是倒立 缩小的实像 而物体经透镜生成的放大虚像在视网膜上形成缩小的虚像 D 物体经透镜折射成虚像 在视网上形成实像 B D 2 下列说法正确的是 A 眼睛能够看见物