幾何光學(xué)演示文稿

幾何光學(xué)演示文稿第一頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日2、光線的概念：沿著光的傳播方向作一條直線，并標(biāo)上箭頭，表示光的傳播方向，這樣的線叫做光線3、光的直線傳播：光在同一均勻介質(zhì)中是沿直線傳播4、光速：光在真空的傳播速度為３.00×108m/s光年：光在一年內(nèi)傳播的距離。S=9.46×1015m第二頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日二、光的反射1、反射定律：⑴反射光線跟入射光線和法線在同一平面上，反射光線、入射光線分居法線兩側(cè);⑵反射角等于入射角。⑴、光的漫反射，鏡面反射。⑵、光路的可逆性第三頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日2、平面鏡⑴、平面鏡可改變光線的方向。例、太陽光線與水平方向成400，為使陽光豎直照亮井底，平面鏡應(yīng)如何放置？再問：為使陽光沿水平方向傳播，平面鏡應(yīng)如何放置？⑵、可以將微小的變化放大⑶、不改變光束的性質(zhì)⑷、反射器第四頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日三、平面鏡成像1、平面鏡成像的性質(zhì)、等大、正立、虛像。

2、平面鏡成像規(guī)律：物、像連線與平面鏡垂直，物、像于平面鏡是對(duì)稱的。四、討論第五頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日例1．圖中一點(diǎn)光源P不動(dòng)，平面鏡以不變的速率V沿直線AP的方向向光源移動(dòng)，鏡面與AP方向之間的夾角為30°，則光源的像P′（圖中未畫出）A．以速率V沿豎直方向移動(dòng)B．以速率V沿著PP′的連線向P移動(dòng)C．以速率V沿著PP′的連線向P移動(dòng)D．以速率V沿著豎直方向向下移動(dòng)B第六頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日第七頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日例、圖中AB表示一平面鏡，P1P2是水平放置的的米尺（有刻度的一面朝著平面鏡）MN是光屏，三者互相平行，屏MN上的a、b表示一條豎直的縫（即a、b之間是透光的），某人眼睛緊貼米尺的的小孔S，（其位置見圖）可通過平面鏡看到米尺的一部分刻度，試在本題的圖上用三角板作圖求出可看到的的部分，并在P1P2上把這部分涂以標(biāo)志。第八頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日1．某人站在平面鏡前看自己的像，當(dāng)平面鏡以1m/s的速度平移時(shí)，人在平面鏡中的像將 A．一定以2m/s的速度移動(dòng) B．一定以1m/s的速度移動(dòng)C．可能不動(dòng) D．可能以的速度移動(dòng)C、D第九頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日2、一人站在平面鏡前1.5米處，這個(gè)人向鏡子前進(jìn)0.5米。人和像之間的距離為：A．1米； B．1.5米； C．2米； D．2.5米C第十頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日3、入射光線與平面鏡成450角，轉(zhuǎn)動(dòng)平面鏡使入射角增大50，則入射光線與反射光線的夾角為：A．700 B．750

C．800 D．1000

D第十一頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日4、下列說法正確的是：

A．點(diǎn)光源發(fā)出的光經(jīng)平面鏡反射后會(huì)聚于一點(diǎn)成虛像；

B．物體在平面鏡中的像必是等大，正立的虛像，且像和物關(guān)于鏡面對(duì)稱；

C．發(fā)散光束經(jīng)平面鏡反射后仍為發(fā)散光束；

D．平面鏡能改變光線的傳播方向，但不能改變兩條光線間的平行或不平行的關(guān)系。B、C、D第十二頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日5、如圖－13，兩平面鏡互成直角，入射光線AB經(jīng)兩次反射后的反射光線為CD，現(xiàn)以兩平面鏡的交線為軸，將兩平面鏡同向旋轉(zhuǎn)，在入射光方向不變的情況下，反射光成為C’D，則C’D與CD的關(guān)系為：

A．不相交，同向平行；

B．不相交，反向平行；

C．相交成；

D．相交成A第十三頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日6、如圖—6所示，距地面10米高處有一與地面平行的平面鏡。一束很細(xì)的平行光自地面豎直的照射到平面鏡上，當(dāng)平面鏡以入射點(diǎn)M為軸轉(zhuǎn)一個(gè)角，則反射到地面的光斑距平行光源O的水平距離為17.32米。據(jù)此求出平面鏡轉(zhuǎn)動(dòng)的角度=？300第十四頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日三、光的折射1、折射定律：折射光線跟入射光線和法線在同一平面內(nèi)，折射光線和入射光線分別位于法線的兩側(cè)；入射角的正弦跟折射角的正弦成正比2、折射率：光從真空射入某種介質(zhì)發(fā)生折射時(shí)，入射角的正弦與折射角的正弦之比，叫做這種介質(zhì)的折射率。第十五頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日研究表明，光在不同介質(zhì)中的速度不同，這也正是光發(fā)生折射的原因，某種介質(zhì)的折射率，等于光在真空的傳播速度c,跟光在這種介質(zhì)中的傳播速度v之比即由于光在真空的速度大于光在任何其它介質(zhì)中的傳播速度，所以任何介質(zhì)的折射率都大于1，光從真空射入任何介質(zhì)時(shí)，sinθ1都大于sinθ2

即入射角大于折射角第十六頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日四、全反射1、折射率較小的介質(zhì)稱為光疏介質(zhì)，折射率較大的介質(zhì)稱為光密介質(zhì)。光疏介質(zhì)、光密介質(zhì)是相對(duì)的，例如：水晶、水、金剛石三種介質(zhì)相比較，水晶對(duì)水來說光密介質(zhì)，對(duì)金剛石來說是光疏介質(zhì)。根據(jù)折射定律可知，光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)，折射角大于入射角，光從光疏介質(zhì)射入光密介質(zhì)，折射角小于入射角。2發(fā)生全反射現(xiàn)象的條件：⑴光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)⑵入射角大于臨界角第十七頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日例1、光以600的入射角，由空氣射入某介質(zhì)射中時(shí)，折射角為300，

⑴、求該介質(zhì)的折射率⑵、求光在某介質(zhì)中的傳播速度1.73、1.73×108m/s第十八頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日例2光線從空氣射入n=的介質(zhì)中，反射光線恰垂直于折射光線，則入射角約為多少？600第十九頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日例3、一束寬度為10cm的平行光束，以60°的入射角從空氣射入折射率為的介質(zhì)中，界面光滑平整，求反射光束和折射光束的寬度。10cm,17.3cm.第二十頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日例4、下列關(guān)于反射和折射的敘述中，正確的是A反射現(xiàn)象中光只在一種物質(zhì)中傳播，而折射現(xiàn)象中光在不同物質(zhì)中傳播B反射過程中光速不變，而折射后光速減小C反射后光的傳播方向改變，折射后光的傳播方向不改變。D如果光在兩種物質(zhì)分界面上傳播方向發(fā)生了改變，那么一定是發(fā)生了光的折射。A第二十一頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日例5：在折射率為n，厚度為d的玻璃平板上方的空氣中，有一點(diǎn)光源S，從S發(fā)出的光線SA以入射角θ，入射到玻璃板上表面，經(jīng)過玻璃板后從下表面射出，如圖所示，若沿此方向傳播的光從光源到玻璃板上表面的傳播時(shí)間與在玻璃板中的傳播時(shí)間相等，點(diǎn)光源S到玻璃板上表面的垂直距離

l應(yīng)是多少？第二十二頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日第二十三頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日例6、如圖所示，ABC為一橫截面為等腰直角三角形的三棱鏡，一束白光垂直入射到AC表面上，進(jìn)入棱鏡后在AB面上發(fā)生全反射。現(xiàn)保持入射點(diǎn)O位置不變，改變?nèi)肷浞较?，（不考慮BC面的反射光線）。A．使入射光線順時(shí)針方向逐漸轉(zhuǎn)動(dòng)，如果有色光射出AB面，則紅光首先射出。B．使入射光線順時(shí)針方向逐漸轉(zhuǎn)動(dòng)，如果有色光射出AB面，則紫光首先射出。C．使入射光線逆時(shí)針方向逐漸轉(zhuǎn)動(dòng)，紅光將首先射出AB面。D．使入射光線逆時(shí)針方向逐漸轉(zhuǎn)動(dòng)，紫光將首先射出AB面A第二十四頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日例7、白光通過三棱鏡發(fā)生色散時(shí)

A．棱鏡對(duì)紅光折射率大，所以射出時(shí)偏向角較大

B．棱鏡對(duì)紫光折射率大，所以射出時(shí)偏向角較大

C．棱鏡對(duì)紅光折射率小，所以射出時(shí)偏向角較小

D．棱鏡對(duì)紫光折射率小，所以射出時(shí)偏向角較小B、C第二十五頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日例8.關(guān)于全反射下面的說法正確的是 A．光線只有從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時(shí)才可能發(fā)生全反射現(xiàn)象B．光線只有從光疏介質(zhì)射向光密介質(zhì)時(shí)才可能發(fā)生全反射現(xiàn)象C．光線只有從折射率大的介質(zhì)射向折射率小的介質(zhì)時(shí)才可能發(fā)生全反射現(xiàn)象D．光線只有從折射率小的介質(zhì)射向折射率大的介質(zhì)時(shí)才可能發(fā)生全反射現(xiàn)象A、C第二十六頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日例9、如題圖3所示，一束紅光和一束藍(lán)光平行入射到三棱鏡上，經(jīng)棱鏡折射后，交會(huì)在屏上同上點(diǎn)，若n1和n2分別表示三棱鏡對(duì)紅光和藍(lán)光的折射率，則有：A、n1<n2，a為紅光，b為藍(lán)光；B、n1<n2，a為藍(lán)光，b為紅光；C、n1>n2，a為紅光，b為藍(lán)光；D、n1>n2，a為藍(lán)光，b為紅光；B第二十七頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日例10、一個(gè)大游泳池，池底是水平面，池水深1.2米,有一直桿豎直于池底，浸入水中部分桿長(zhǎng)是桿全長(zhǎng)的一半；當(dāng)太陽以與水平方向成370角射在水面上時(shí)，測(cè)得桿在池底的影長(zhǎng)為2.5m。求水的折射率4/3第二十八頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日例11、如圖紅光和紫光以相同的入射角從水中射入空氣時(shí)發(fā)生折射，由圖可知

A．a(chǎn)是紅光，b是紫光

B．b是紅光，a是紫光

C．a(chǎn)光在水中傳播速度大

D．b光在水中傳播速度大A、C第二十九頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日例12．一束光從空氣射向折射率為的某種玻璃的表面，如圖所示，i代表入射角，則：

A．當(dāng)i>45°時(shí)，會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象；

B．無論入射角i是多大，折射角r都不能超過45°；

C．欲使折射角r=30°,應(yīng)以i=45°角入射；

D．若入射角i=arctg時(shí)，反射光線與折射光線垂直；B、C、D第三十頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日14．在一個(gè)圓塊泡沫塑料塊的中心插上一根大頭針，然后把它倒浮在水面上。調(diào)節(jié)大頭針插入的深度，使觀察者不論在什么位置都剛好不能看見水下的大頭針，如圖1-38所示，量出大頭針在水中露出的長(zhǎng)度為d，塑料塊的半徑為r，則水的折射率為______。15．為從工事內(nèi)部觀察外面的目標(biāo)，在工事壁上開一長(zhǎng)方形孔。設(shè)玻璃磚的折射率為n，如圖1-39所示。試問(1)嵌入玻璃磚后，工事內(nèi)部人員觀察到外界的視野的最大張角為多少？(2)要想使外界180°范圍內(nèi)景物全被觀察到，應(yīng)嵌入多大折射率的玻璃磚？第三十一頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日15．如圖所示，一束光線從折射率為1.5的玻璃內(nèi)射向空氣，在界面上的入射角為45o。下面四個(gè)光路圖中，正確的是（）A第三十二頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日16．如圖所示，兩塊同樣的的玻璃直角三棱鏡ABC，兩者的AC面是平行放置的，在它們之間是均勻的未知透明介質(zhì)。一單色細(xì)光束O垂直于AB面入射，在圖示的出射光線中

A．1、2、3（彼此平行）中的任一條都有可能

B．4、5、6（彼此平行）中的任一條都有可能

C．7、8、9（彼此平行）中的任一條都有可能

D．只能是4、6中的某一條B第三十三頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日17．如圖1-36所示，為放在空氣中的平行玻璃磚，光束射到它的第I界面上，以下說法正確的是A．若入射角大于臨界角，光可在第I界面發(fā)生全反射，光線不會(huì)進(jìn)入玻璃磚；B．在第Ⅰ界面，光由空氣射向玻璃磚，不會(huì)發(fā)生全反射，一定會(huì)進(jìn)入玻璃磚；C．在第Ⅱ界面，光由玻璃磚射向空氣，可能發(fā)生全反射；D．由于兩表面平行，故不論光束以多大的入射角射到第Ⅰ界面，在第Ⅱ界面也不會(huì)發(fā)生全反射。B、D第三十四頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日

18．半徑為R的玻璃半圓柱體，橫截面如圖所示，圓心為O。兩條平行單色紅光沿截面射向圓柱面，方向與底面垂直。光線1的入射點(diǎn)A為圓柱面的頂