光路的可逆性原理及其应用（课堂PPT）

1、1 1光路的可逆性原理2 2光路可逆性原理光路可逆性原理光路可逆性原理是说：当光线反方向传播时，总沿光路可逆性原理是说：当光线反方向传播时，总沿原来正向传播的同一路径反向传播。原来正向传播的同一路径反向传播。由反射定律可知，当反射光线变为入射光线时，则由反射定律可知，当反射光线变为入射光线时，则原来的入射光线就变为反射光线。由折射定律知，原来的入射光线就变为反射光线。由折射定律知，当折射光线变为入射光线时，则原来的入射光线就当折射光线变为入射光线时，则原来的入射光线就变为折射光线。变为折射光线。当我们在解有关反射、折射和全反射等问题中，如当我们在解有关反射、折射和全反射等问题中，如果按正常的光

2、路难以找到物点或像点时，就可以考果按正常的光路难以找到物点或像点时，就可以考虑利用光路可逆性原理，做逆向思维来解决问题，虑利用光路可逆性原理，做逆向思维来解决问题，就可以把复杂的问题简单化。就可以把复杂的问题简单化。3 3验证光路可逆的实验验证光路可逆的实验1.晚上，在暗处晚上，在暗处A点，用一个点，用一个“手电筒手电筒”照射照射“平面镜平面镜”（斜射），光被反射，在（斜射），光被反射，在B处有一个亮斑。然后，平面处有一个亮斑。然后，平面镜不动，在暗处镜不动，在暗处B点，用一个点，用一个“手电筒手电筒”照射照射“平面镜平面镜”（斜射），光被反射，在（斜射），光被反射，在A处有一个亮斑。处有一个

3、亮斑。2.在桌上铺上一张白纸，在白纸上竖直立一块平面镜，在桌上铺上一张白纸，在白纸上竖直立一块平面镜，用激光手电沿桌面向平面镜射出一束光，在白纸上沿激用激光手电沿桌面向平面镜射出一束光，在白纸上沿激光的路线用笔画出光的路线，并标出方向，然后沿相反光的路线用笔画出光的路线，并标出方向，然后沿相反的方向逆向射向平面镜，会发现与原来的光线的路线相的方向逆向射向平面镜，会发现与原来的光线的路线相同，只是方向相反，由此可证明光路是可逆的。同，只是方向相反，由此可证明光路是可逆的。4 4例题例题解析：用光路可逆性分析可知：我们把解析：用光路可逆性分析可知：我们把a、b、c看成平面镜看成平面镜M的反射光线，

4、的反射光线，S是平面镜的虚像，根据平面镜的物体与其像对是平面镜的虚像，根据平面镜的物体与其像对称的关系，我们可以找到相应的点光源和光路，如图称的关系，我们可以找到相应的点光源和光路，如图2所示，所示，由此可知：由此可知：a、b、c三条光线的反射光线一定交于平面镜前一三条光线的反射光线一定交于平面镜前一点，这一点与点，这一点与S点关于平面镜对称。故正确答案为点关于平面镜对称。故正确答案为C。C C 例例1、如图所示，、如图所示，a、b、c三条光线交于三条光线交于一点一点S，如果在，如果在S点前任意位置放一块平面镜点前任意位置放一块平面镜M，则，则a、b、c三条光线的反射光线（三条光线的反射光线（

5、 ） A、可能交于一点，也可能不交于一点、可能交于一点，也可能不交于一点 B、一定不交于一点、一定不交于一点 C、一定交于平面镜前一点、一定交于平面镜前一点 D、反射光线的延长线交于镜后一点、反射光线的延长线交于镜后一点5 5例题例题 例例2、甲、乙两人在照同一个镜子时，甲在镜中看到了甲、乙两人在照同一个镜子时，甲在镜中看到了乙的眼睛。以下说法中正确的是乙的眼睛。以下说法中正确的是（ ） A、乙一定能看到甲的眼睛乙一定能看到甲的眼睛 B、乙只能看到甲的眼睛乙只能看到甲的眼睛 C、乙不可能看到甲的眼睛乙不可能看到甲的眼睛 D、乙不可能看到甲的全身乙不可能看到甲的全身解析：甲在镜中看到了乙的眼睛，说明从乙的眼睛出发的部分解析：甲在镜中看到了乙的眼睛，说明从乙的眼睛出发的部分光线经平面镜反射后进入了甲的眼睛。根据光路的可逆性可以光线经平面镜反射后进入了甲的眼睛。根据光路的可逆性可以判定，从甲的眼睛出发的部分光线经平面镜反射后一定