高中物理竞赛辅导几何光学

什么光科学1.1几何光学基础1.光的直线传播：光在同一均匀介质中沿直线传播。2.光的独立传播：当交错时，几束光不会互相干扰，但仍以它们原来的方向传播。3、光反射定律：(1)反射光在入射光和法线确定的平面内；ABSS1S2S3O图1-2-1(2)反射光和入射光在法线的两侧分开；(3)反射角等于入射角。4、光的折射定律：(1)折射光在入射光和法线确定的平面内；(2)折射光和入射光在法线的两侧分离；(3)入射角和折射角满足；(4)当光从光学致密介质传播到光学薄介质并且入射角大于临界角C时，具有折射率的光学致密介质对具有折射率的光学薄介质的临界角将发生。b5E2RGbCAP1.2光的反射1.2.1、组合平面镜成像：SS1S2S3第四心音表面抗原-5O图1-2-21.组合平面镜是由两个以上平面镜组成的光学系统，称为组合平面镜。入射到组合平面镜上的光线经常在平面镜之间被多次反射，从而产生复杂的图像。让我们来看看一个相对简单的现象。具有两条垂直边的平面镜相交于点0)。点光源放置在镜子之间。图1-2-1)。S发出的光被两个平面镜反射，形成三个虚像，一个虚像，另一个虚像。从几何学上来说，不难证明这三个虚像都位于以o为中心、0为半径的圆上，并且通过平面镜或它们的延长线来保持在s和、s和、和之间对称关系。用这种方法，我们可以很容易地确定复杂图像的数量和位置。63/63两个平面镜A0和B0成60度角放置，如图1-2-2所示)。使用上述规则，很容易确定图像的位置：以o为中心，OS为半径的圆；(2)穿过S，使AO和BO的垂线在和处与圆相交；(3)BO和AO的垂直线之和在和处与圆相交；(4)AO和BO垂线与圆的交点为SDXDiTa9E3d两个平面镜中的五幅图像。图1-2-3腰神经2L2AO双重镜面反射。如图1-2-3所示，两个反射镜之间的夹角为15，0度角为10厘米，从与光垂直的点A发出的光在两个反射镜之间来回反射，直到光平行于某个反射镜发出。光从A点到最后一个反射点的距离是多少？RTCrpUDGiT如图1-2-4所示，光的第一反射线是BC。根据平面反射的对称性，和。以上都在同一条直线上，所以光在和之间的重复反射相当于光沿直线传播。如果它是光的第n次反射的入射点，并且次级反射线不再入射到另一个镜面上，则n的值应该满足关系腰神经2L2AOCBCOD图1-2-4它是90。取n=5875，总距离。5PCzVD7HxA2.全反射总反射光从密度介质1入射到光散射介质2。当入射角大于临界角时，光被全反射。全反射现象具有重要的现实意义。例如，光纤是现代通信的重要组成部分，它利用了光的全反射现象。图1-2-5是光纤的示意图ABn1n2图1-2-5意图。AB是其端面、纤维内芯材料的折射率和外层材料的折射率。入射角在什么范围内可以保证光在光纤中的传播？jLBHrnAILg在图1-2-5中，r表示光的第一次折射的折射角，表示光的第二次入射角。只要大于临界角，光将在内外材料之间的界面被全反射，并且光将总是在光纤内芯中传播。xHAQX74J0X只要是。示例1，如图1-2-6所示，AB代表平面反射镜，其是具有水平放置的m刻度的P1P2MNabABS图1-2-6平面面对平面镜)，MN是一个屏幕，三者相互平行分析：主题检查平面镜成像规律和成像映射。人眼透过小孔看到的是一幅m级的图像。根据反射定律，在反射光进入人的眼睛之前，M标度尺必须被平面镜反射，只有这样才能看到M标度尺的图像。解决这个问题有两种方法。Zzz6ZB2Ltk图1-2-7图1-2-8解决方案1:相对于平面镜AB制作人眼的图像。连接Sa并将相交平面镜延伸至点C，连接点C并将相交m英尺延伸至点E，点E是人眼看到的m英尺刻度的最左端；将相交的m刻度连接并延伸至点f，将平面镜连接