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1、第十九章几何光学,淳安中学 曾 继,【知识要点】,一、光的直线传播二、光的反射三、光的折射四、透镜 (高考不作要求),更多资源,一.光的直线传播,1.光在同种均匀介质中沿直线传播,3.能说明光的直线传播的事实,A:影子B:日食和月食,成因?,日食、月食,现象?,成因?,本影?半影?,月食的成因可自已分析,【课后练习】,1.当月球运行到地球之后的适当位置时，就会出现月食（见图）在AC交界、BC交界处的人们看到的是月_食,AC交界处看到的是_图形象,B C交界处看到的是_图形象；在C处的人们看到的是月_食,看到的是_图形象;若这时在高空经过A或B处,能否看到月食?_。,答案：偏， ， II ；全,
2、 ；否。,二.光的反射,1反射定律反射光线跟入射光线跟法线在同一平面内，反射光线和入射光线分别位于法线两侧，反射角等于入射角。=,2面镜,(1)平面镜；(2)凹面镜；(3)凸面镜。,平面镜成象的特点:,等大,正立,虚象,关于平面镜对称.,平面镜的作用,不改变光的性质,只改变光的传播方向,如图所示,一个点光源S通过平面镜成像.设光源不动,平面镜以速率v沿OS方向向光源平移,镜面与OS方向之间的夹角为30,则光源的像S（图中未画出） A以速率v平行于OS向右运动 B以速率v垂直于OS向下运动 D以速率v沿SS连线向S运动,答案：D,确定人眼在什么范围内观察: 如图甲所示,MN为水平放置的平面镜,A
3、B为竖直放置的物体,试用作图法画出人眼能看到物体在镜中完整像的区域.,如图所示,AB是竖直的旗杆,CD为池塘,试作图画出人眼E能通过塘水看到旗杆杆顶的位置的观察范围。,答案： CC、DD间所限定的范围。,A,B,B,A,确定人眼可观察到的范围 如图所示,AB是竖直的旗杆,CD为水平地面,试作图画出人眼E能通过地面上的平面镜看到旗杆的哪一部分.,A,B,E,C,D,E,方法点评:,A:先作出虚像,B:再作边界反射光线,补全入射光线,利用光路可逆和平面镜成像的特点,如图A为观察者的眼睛,BC为障碍物,D为平面镜,三者位置保持不变,画图标明A通过透镜面看到BC后面的区域。（用斜线表示）,答案：（提示
4、利用光路可逆和平面镜成像的特点）,三、光的折射,A: 光的折射1、折射定律折射光线跟入射光线和法线在同一平面里，折射光线跟入射光线分居法线的两侧，入射角的正弦与折射角的正弦之比等于常数。,2、折射率光从真空射入某种介质发生折射的时候，入射角的正弦sin i，与折射角的正弦sin r之比值n叫做这种介质的折射率。理论研究和实验研究都证明：某种介质的折射率n，等于光在真空中的速度c跟光在这种介质中的速度v之比。由于光在介质中的传播速度总是小于光在真空中的传播速度，所以任何介质的折射率n均大于1。,四.光的色散,光的色散,1.光的色散 光的色散是指复色光通过折射(如通过三棱镜)后,在光屏上形成彩色光
5、带的现象. 2.色散的实质是由各种色光在同一介质中传播的速率不同,或者说是同一种介质对不同色光的折射率不同而引起的。,小,大,低,长,小,大,高,短,大,小,点光源S通过带有圆孔的挡板N,照射到屏M上,形成直径为d的亮圆,如果在挡板靠近光屏一侧放上一块厚玻璃时,如图所示,这时点光源通过圆孔和玻璃,在屏上形成直径为D的亮圆.直径D和d和关系是 A、dD B、d=D C、dD D、无法判定、,答案：A,(03江苏物理).如图,一玻璃柱体的横截面为半圆形,细的单色光束从空气射向柱体的O点(半圆的圆心),产生反射光束1和透射光束2,已知玻璃折射率为 ,入射角为450(相应的折射角为240),现保持入射
6、光不变,将半圆柱绕通过O点垂直于图面的轴线顺时针转过15,如图中虚线所示,则A 光束1转过15 B 光束1转过30C 光束2转过的角度小于15 D 光束2转过的角度大于15,B C,光在某种玻璃中的传播速度是 108m/s,要使光由空气射入这种玻璃时,折射光线与反射光线之间成900角，则入射角是（ ） A300 B 450 C 600 D900,折射现象的本质是什么?,问:若1=00,求2,C,(04春季全国理综)对于某单色光,玻璃的折射率比水的大,则此单色光在玻璃中传播时,A其速度比在水中的大，其波长比在水中的长B其速度比在水中的大，其波长比在水中的短C其速度比在水中的小，其波长比在水中的短
7、D其速度比在水中的小，其波长比在水中的长,C,关于岸上的人和水中的鱼，下列说法正确的是（ ）A人看到的是鱼的实像，位置偏浅些B人看到的是鱼的虚像，位置偏浅些C人看到的是鱼的实像，位置偏深些D入看到的是鱼的虚像，位置偏深些,思考2:不同颜色的单色光所成的像位置有何不同,B,思考1:请画出光路图加以说明?,(04全国理综21.)发出白光的细线光源ab,长度为l0,竖直放置,上端a恰好在水面以下,如图.现考虑线光源ab发出的靠近水面法线(图中的虚线)的细光束经水面折射后所成的像,由于水对光有色散作用,若以l1表示红光成的像的长度,l2表示蓝光成的像的长度,则 ( )Al1l2l0Bl1l2l0Cl2
8、l1l0Dl2l1l0,a,b,水,D,O,有一圆柱形容器,里面注满水,现在靠右侧边缘处直立一根直杆,则在正面看到的像的位置在a,b,c的哪处?,a b c,让学生画出光路图说明,然后用实验演示.,B: 全反射,1、全反射现象光的传播速度较小,折射率较大的介质称之为光密介质;光的传播速度较大,折射率较小的介质称之为光疏介质。当光线从光密介质射入光疏介质时,且当入射角增大到某一角度,使折射角达到90时,折射光线就完全消失,只剩下反射到光密介质的光线,这种现象叫光的全反射。,发生全反射的条件(1)光由光密介质射向光疏介质；(2)入射角大于临界角。,2、临界角折射角变成90时的入射角叫临界角.设介质
9、的折射率为n,光在介质中的传播速度为v,光在真空中的传播速度为大写C,光从介质射入真空（或空气）时的临界角为小写c,那么,I,II,450,1,练习1: 有一顶角为45度的玻璃三棱镜,有一束光从介面I射入玻璃经过折射后射向介面II,玻璃的折射率为 。(0 1 BC.现有平行光线垂直入射到棱镜的AB面上, 若每个面上的反射都不能忽略, 求出射光线, 要求：(1) 画出所有典型光线从入射到射出的光路图(表示光线进行方向的箭头只在棱镜外面的光线上标出即可).,(2) 简要说明所画光路的根据, 并说明每条典型光线只可能从棱镜表面的哪部分射出.,4.一束宽为d的平行光，从水中射入空气中，光束与水平的夹角
10、为，水的折射率为n，求空气中光束的宽度d的表达式？,解:,由图中可知,说明：光由空气射入介质时，折射率为n，那么光由介质射入空气时，折射率为1/n。,5.一束光线由空气射入某种介质,如图所示.在界面上发生反射和折射,已知入射角为60,反射光线与折射光线成90,求介质的折射率。,解：因为:在界面发生反射时,i=i=60 又因为反射光线与折射光线成90角, 所以: r=90-i=30 因此:,（1）在本题的图上画出所需的光路。（2）为了测出玻璃的折射率，需要测量的是_， 在图上标出它们。（3）计算折射率的公式是n=_。,答案：入射角i、折射角r，,【反馈练习】,1关于日食和月食的下列各说法中，正确
11、的是 A发生日环食时的月、地距离，较发生日全食时的大 B我们观察不到月环食是因为月球距地球较近，月球较小 C发生日全食时，地球上没有任何地方能看到日偏食 D发生月全食时，由于地球大气散射太阳光，月面并不完全黑暗,答案:ABD,3两个平面镜垂直相交于棱L，如图所示为入射光线a经过2次反射的光路，反射光线依次是b和c，以棱L为轴，使两平面镜都逆时针转一个小角度a，入射光线a仍按原方向入射，这时反射光线依次为b和c，则可知 Ab与b夹角为a Bb与b夹角为2a Cc与c夹角为2a Dc与c平行,答案：BD,5、一条单色光线由空气入射到某介质时，入射角为60，折射光线与反射光线垂直，那么该介质的折射率为,答案： B,*9、已知介质对某单色光的临界角为，则,答案：ABC,更多资源,
