光学讲义知识

一：光的直线传播1、光源：定义：能够发光的物体叫光源。如太阳、萤火虫、篝火、蜡烛、油灯、电灯。月亮本身不会发光，它不是光源。2、规律：光在同一种均匀介质中是沿直线传播的。3、光线是由一小束光抽象而建立的理想物理模型，建立理想物理模型是研究物理的常用方法之一。4、应用及现象：①激光准直。②影子的形成：光在传播过程中，遇到不透明的物体，在物体的后面形成黑色区域即影子。③日食月食的形成：当地球在中间时可形成月食。如图：在月球后1的位置可看到日全食，在2的位置看到日偏食，在3的位置看到日环食。④小孔成像：小孔成像实验早在《墨经》中就有记载小孔成像成倒立的实像，其像的形状与孔的形状无关。5、光速：

由于光的传播速度很大，所以测定光的传播速度是非常困难的。第一个测量光速的科学家是伽利略，但遗憾的是他失败了。后来经过几代科学家的不懈努力，测出的结果一次比一次精确，现在公认光在真空中的传播速度是3×108ｍ／ｓ，常用字母c表示。（光的传播不需要介质，也就是光可以在真空中传播）二、光的反射规律

1、定义：光从一种介质射向另一种介质表面时，一部分光被反射回原来介质的现象叫光的反射。2、反射定律：三线同面,法线居中,两角相等,1、反射光线与入射光线、法线在同一平面上，2、反射光线和入射光线分居于法线的两侧，3、反射角等于入射角。3、光的反射的几个名词

明确什么是入射光线、反射光线、入射点、法线、入射角和反射角。【练一练】你能画图表示光的反射现象，并在图上分别标上“入射光线”、“反射光线”、“入射点”、“法线”、“入射角”、“反射角”吗？三、镜面反射和漫反射光的反射分为镜面反射与漫反射两类。⑴镜面反射：定义：射到物面上的平行光反射后仍然平行条件：反射面平滑。应用：迎着太阳看平静的水面，特别亮。黑板“反光”等，都是因为发生了镜面反射⑵漫反射：定义：射到物面上的平行光反射后向着不同的方向，每条光线遵守光的反射定律。条件：反射面凹凸不平。应用：能从各个方向看到本身不发光的物体，是由于光射到物体上发生漫反射的缘故。☆请各举一例说明光的反射作用对人们生活、生产的利与弊。⑴有利：生活中用平面镜观察面容；我们能看到的大多数物体是由于物体反射光进入我们眼睛。⑵有弊：黑板反光；城市高大的楼房的玻璃幕墙、釉面砖墙反光造成光污染。☆把桌子放在教室中间，我们从各个方向能看到它原因是：光在桌子上发生了漫反射。三：光的折射光从一种介质斜射入另一种介质时，传播的方向发生偏折，这种现象叫做光的折射。光从空气斜射入水或其他介质时，折射光线向法线方向偏折，如图所示1、光从空气斜射入水或其他介抽中时,折射光线与入射光线、法线在同一平面上

2、折射光线和入射光线分居法线两侧

3、折射角小于入射角；入射角增大时,折射角也随着增大

4、当光线垂直射向介质表面时,传播方向不变,在折射中光路可逆

常见折射现象及解释：

1．光的折射现象光的折射会造成许多光学现象，如水底看起来比实际的浅，一半斜捅入水中的筷子变弯曲，鱼缸中的鱼看起来变大，海市蜃楼等。要解释这些现象，首先要知道看见的并非实际物体，而是物体经折射后成的虚像。

2．举例分析光的折射现象以池水看起来“变浅”为例，其原因我们可以作如下分析：

我们能够看见物体是由于有光射入我们的眼睛里，假设从水池底的一点A射出的两条光线经折射后射入人眼(如图甲所示)，眼睛根据光沿直线传播的经验(人的感觉总认为光沿直线传播)，逆着折射光线看过去，就会觉得光好像是从水中的A’射入我们眼睛里的，因此我们会觉得A’比A高了，即看起来池底升高，池水“变浅”了。有经验的渔民都知道，在叉鱼时，只有瞄准鱼的下方，才能把鱼叉到。四：光的色散三原色色光的三原色：红、绿、蓝三种色光是光的三原色。

颜料的三原色：颜料的三原色是红、黄、蓝，这三种颜料按一定比例混合，能调出各种不同的颜色。二、物体的颜色1、透明物体的颜色是由该物体所透过的色光决定。该透明物体能通过什么色光，便呈现什么颜色；如果一个物体能透过所有色光，则该物体是无色透明的。反过来说，透明物体只能透过与自身颜色相同的光，其他色光全被吸收。比如：红色透明玻璃只能透过红光，绿色透明玻璃只能透过绿光。2、不透明的物体的颜色是由它所反射的色光决定的决定。该物体能反射什么颜色的光，便呈现什么颜色。如果一个物体能反射所有色光，则该物体呈现白色；如果一个物体能吸收所有色光，则该物体呈现黑色。反过来说，不透明物体只能反射与自身相同颜色的光，吸收与本身不同颜色的光。如：红花只能反射红光，绿叶只能反射绿光。一种颜色的光照射到一种不同颜色的（非白色）物体上一律显示黑色。五：认识透镜1、透镜的基本概念：名词：薄透镜：透镜的厚度远小于球面的半径。主光轴：通过两个球面球心的直线。光心：（O）即薄透镜的中心。性质：通过光心的光线传播方向不改变。焦点（F）：凸透镜能使跟主光轴平行的光线会聚在主光轴上的一点，这个点叫焦点。焦距（f）：焦点到凸透镜光心的距离。（二）透镜的光学性质1、凸透镜的焦距①让凸透镜正对着太阳光，用一个光屏在透镜的另一侧观察太阳光通过凸透镜后出现的现象。移动光屏，直到光屏上出现的光斑变得最小，最亮。②这个最小、最亮的光斑到凸透镜的距离叫做焦距。2、透镜对光的作用凸透镜对光有汇聚作用,所以凸透镜又叫汇聚透镜凹透镜对光有发散作用,所以凹透镜又叫发散透镜4、掌握三条特殊光路，如下图所示:1、凸透镜（1）通过光心的光线，其传播方向不变；（2）平行于主光轴的光线经凸透镜折射后通过汇聚于焦点；（3）经过凸透镜焦点的光线折射后平行于主光轴射出。2、凹透镜（1）通过光心的光线，其传播方向不变；（2）平行于主光轴的光线经凹透镜折射后发散，发散光线的反向延长线通过焦点。（3）对着凹透镜异侧虚焦点入射的光线折射后平行于主光轴射出。六：凸透镜成像规律及其应用1、实验：实验时点燃蜡烛，使烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度，目的是：使烛焰的像成在光屏中央。若在实验时，无论怎样移动光屏，在光屏都得不到像，可能得原因有：①蜡烛在焦点以内；②烛焰在焦点上③烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度；④蜡烛到凸透镜的距离稍大于焦距，成像在很远的地方，光具座的光屏无法移到该位置。实验结论：（凸透镜成像规律）F分虚实,2f大小,实倒虚正,具体见下表:3运用作图法得出凸透镜成像规律课本上凸透镜成像规律是通过实验的方法得出的，实际上也可以通过作图的方法得出。特别在我们急需这些知识，但就是想不起来时，我们就可用作图法简单的几笔就得出，这不失为一种用处很大的方法。而这种方法的前提是需要知道三条特殊光线的传播。具体做法：在凸透镜的主光轴上两侧分别标出焦点和二倍焦距处，按物距要求在主光轴上画出物体（用带箭头的线段表示），从物体的箭头出发出两条光线射向凸透镜，这两条光线必须是三条特殊光线中的两条，如果在另一侧相交于一点，则这一点就为箭头的实像点，垂直主光轴画出整个像，从图中很容易看出像的性质。如果在另一侧光线是发散的，则其反向延长线相交的点为箭头的虚像点。图4为当物距大于焦距而小于二倍焦距时成像的光路图。从图中我们很容易看出：当物距大于焦距而小于二倍焦距时，成倒立、放大的实像，像距大于二倍焦距。3、对规律的进一步认识：⑴u＝f是成实像和虚象，正立像和倒立像，像物同侧和异侧的分界点。⑵u＝2f是像放大和缩小的分界点⑶当像距大于物距时成放大的实像（或虚像），当像距小于物距时成倒立缩小的实像。物距减小（增大）物距减小（增大）像距增大（减小）像变大（变小）物距减小物距减小（增大）像距减小（增大）像变小（变大）⑸成虚像时：七，其他1、眼睛

1、观察图3.4-1，可知人眼看物体和凸透镜成像的原理是一样的，物体在视网膜上成的是_______________的实像。来自物体的光线通过瞳孔，经过晶状体成像在视网膜上，再经过神经系统传到大脑，经过大脑处理，我们就看到了物体。其中，眼睛中的__________相当于凸透镜，___________相当于光屏。2、正常的眼睛

人们之所以都能看清远处和近处的物体，是因为正常的眼睛具有很强的自我调节本领，使远近物体的像都能成在___________上。2、近视眼和远视眼1、近视眼与远视眼的产生原因：（1）、近视眼：晶状体太厚，折光能力太强眼球前后方向太长光线会聚在视网膜的前面（2）、远视眼：晶状体太薄，折光能力差眼球前后方向太短光线会聚在视网膜的后面2、眼镜：（1）、近视眼镜：让光线发散……凹透镜（2）、远视眼镜：让光线会聚……凸透镜在近视眼前加一个焦距合适的凹透镜，能改善物体在视网膜上的成像情况。在远视眼前加一个焦距合适的凸透镜，能改善物体在视网膜上的成像情况。3、近视眼和远视眼产生的原因及矫正方法归纳表。症状产生的原因成像的位置矫正的方法近视眼只能看清近处物体用眼过度光污染等视网膜前方配戴凹透镜远视眼只能看清远物体肌肉松弛张力不足等视网膜后方配戴凸透镜4显微镜和望远镜1、显微镜显微镜:显微镜镜筒的两端各有一组透镜，每组透镜的作用都相当于一个凸透镜，靠近眼睛的凸透镜叫做目镜，靠近被观察物体的凸透镜叫做物镜。来自被观察物体的光经过物镜后成一个放大的实像