光学知识点讲解省公开课一等奖全国示范课微课金奖课件

一、光直进1.光直线传输2.三种实例（小孔成像、影形成、日食月食）3.光速1/34一、光直线传输能够自行发光物体叫光源光源本身线度比起光源到观察点距离要小很多时，这么光源叫做点光源。一、光源2/34一、光直线传输二、光直线传输光线

1、光在同一个均匀介质中沿直线传输；光在不均匀介质中传输时光线发生弯曲2、光线：沿光传输方向作一条线，并标上箭头，表示光传输方向，这么线叫做光线。3、光直线传输举例影子形成：本影、半影小孔成像日、月食3/34一、光直线传输日月半影半影本影伪本影日食现象地4/34月全食5/34一、光直线传输四:光速1、讨论光速2、介绍测量光速发展史3、光速：真空中:3×105km/s4、1光年是指光一年经过距离一光年距离：5、用激光制成测距仪发觉：光从地球抵达月球只需要1.3秒试计算月地距离？距离＝3×105km/s×1.3s＝3.9×105km3×105km/s×365×24×3600s=9.4608×1012km解：1光年=6/34

如图所表示，某人在水平路面以匀速v经过某路灯下，若已知灯高为H，人高为h，问该人头部在地面上影子移动速度是多少？Hhv7/34HhA’OAB’B由图可知；所以，即：所以，可得：8/34光反射當光碰到障礙物時，光會循另一方向折回原介質現象反射定律（1）入射線與反射線各 在法線一側，且 與法線同在一平面 上。（2）入射角等於反射角。9/34光反射種類單向反射：反射面平滑，而入射線為平行光束，反射光仍 為平行光束漫射：若反射面凹凸不平，而平行光雖為平行光束，反 射光卻四向分散無論單向反射或漫射，皆遵照光反射定律10/34

如图，在竖直平面xoy上，点光源位于轴上＋3坐标点，AB为一平面镜，A、B坐标分别为A(-1，3)，B（0，3），当一观察者从坐标原点沿x轴负方向运动过程中，观察者在以下哪些区域能够从平面镜中观察到点光源？y－311－4232344－1－20xAB－511/34y－311－4232344－1－20xAB－5S’CSFE由几何关系知SS’关于AC对称，故在三角形SES’中BC为中位线，所以ES＝2BC＝6，则E点坐标为（－3，0）。同理可得，F点坐标为（－5，0）。所以，观察者在EF区域能够从平面镜中观察到点光源。12/34【例1】厚度不计平面镜MN放在水平地面上，距离平面镜M端4cm处有一根标杆,标杆零刻度线恰在地面，距平面镜N端2m处直立着一个人SD，人眼离地面高度为SD＝1.8m，如图所表示，平面镜长度MN＝1.0m，标杆足够长。（1）人看平面镜中标杆，不能看到标杆全部。画出能被人看到像标杆部分成像光路图，写出作图步骤。（2）人看到平面镜标杆最小刻度和最大刻度是多少？13/34光路如图（a）或（b）所表示14/34（2）由△OMF′和△SMD相同可得所以人看到最小刻度

由△ONE′和△SND相同可得

(m)(m)所以人看到最大刻度15/34

有一矩形盒子边长分别为3a和4a，如图所表示。其三面壁上分别装有平面镜AB、BC和CD，另一面壁上距A点为a地方有一小灯S，它发出光线中有一根光线经AB、BC、CD依次反射后恰好射回到S点，试作出这条光线反射光路图，并计算出这条光线自S发出又回射到S点过程中，一共走过旅程。CABDS16/34如图所表示即为反射光路图。由几何关系可知SS3之间距离和光线自S发出又回射到S点过程中所走过旅程相等。CABDSS1S2S3E17/34

如图所表示，正方形空间ABCD，边长为a，其中CD和BC为两个平面镜，其它两面为屏幕，A处有一激光手电，初始方向恰沿AB方向，现使之以角速度ω沿顺时针方向匀速转动。试问：当转角α＝37o时光点在屏幕上移动速度大小和速度方向沿；当转角α＝60o时光点在屏幕上移动速度大小和速度方向。CDBA18/34CDBASS1S2v1vv2由图可知，由几何关系知由对称性可知方向沿DA方向。同理可得，当转角α＝60o时光点在屏幕上移动速度大小为8aω/3，速度方向沿AB方向。19/34对折射现象感性认识当光从空气斜射入水或玻璃中时，折射角小于入射角；当光从水或玻璃斜射入空气中时，折射角大于入射角．

20/34法线介质1介质2iγ当光由介质1射入介质2，这时折射率确切地说应该叫做介质2对（来自于）介质1光相对折射率，通惯用n21来表示21依据已经有知识，可知：能够深入得到两个含有通式意义有用结论。21/34结论一：菲涅耳定律例题：光线依次经过三种介质，其偏折角度如图所表示。请比较：三种介质折射率大小。介质3介质2介质1答案：22/34结论二：例题：光线从空气射入甲介质中时，入射角i=45°，折射角r=30°，光线从空气射入乙介质中时，入射角i′=60°，折射角r′=30°．求：光在甲、乙两种介质中传输速度比．介质1介质2iγ23/34解：设光在甲介质中传输速度为v甲，光在乙介质中传输速度为v乙．依据折射率定义式得：

依据折射率与光速关系得：

24/34光线折射例子25/34例1、如图所表示，有一长方形容器，高为30cm，宽40cm。在容器底部平放着一把长40cm刻度尺，眼睛在OA延长线上E点观察，视线沿着EA斜向下看恰能看到尺左端零刻度。现保持眼睛位置不变，向容器内倒入某种液体且满至容器口，这时眼睛仍沿EA方向观察，恰能看尺上20cm刻度，此种液体折射率为

。26/34例1、如图所表示，有一长方形容器，高为30cm，宽40cm。在容器底部平放着一把长40cm刻度尺，眼睛在OA延长线上E点观察，视线沿着EA斜向下看恰能看到尺左端零刻度。现保持眼睛位置不变，向容器内倒入某种液体且满至容器口，这时眼睛仍沿EA方向观察，恰能看尺上20cm刻度，此种液体折射率为

。解析：AB=50cm，AC=。

ACD4sin5BDrAB==2sin13CDiAC====27/34例题6：一束宽度为10cm平行光束，以60°入射角从空气射入折射

答案：10厘米、17.3厘米．介质1介质2iγ28/34【例4】光导纤维是利用全反射传导光信号装置。有一根光导纤维，内芯材料折射率为n1，外层材料折射率为n2＜。若使从一端射入光线能在光纤内传输到另一端射出，而不会从光纤中漏出，试说明对入射光线入射角有什么限制。29/34【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内芯界面；第二次在折射率是n1内芯和折射率是n2外层界面。现在要求第二次能发生全反射，入射角必须大于临界角C（如图所表示）。30/34而第一次折射角r＝90°－，所以r必须小于90°－C；第一次入射角i也必须小于与之对应角度。在空气和内芯界面上折射

在内芯和外层界面上，考虑发生全反射临界情况，有

①

②31/34由图示看出

所以

90°③④所以⑤将④式代入①式，有而再将②式代入⑤式，得32/34即：光线从另