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1、一、光的直进 1.光的直线传播 2.三种实例（小孔成像、影的形成、日食月食） 3.光速,一、光的直线传播,能够自行发光的物体叫光源,光源本身的线度比起光源到观察点的距离要小很多时，这样的光源叫做点光源。,一、光源,一、光的直线传播,二、光的直线传播 光线,1、光在同一种均匀介质中沿直线传播； 光在不均匀介质中传播时光线发生弯曲,2、光线：沿光的传播方向作一条线，并标上箭头，表示光的传播方向，这样的线叫做光线。,3、光的直线传播举例,影子的形成：本影、半影 小孔成像 日、月食,一、光的直线传播,日,月,半影,半影,本影,伪本影,日食现象,地,月全食,一、光的直线传播,四:光速,1、讨论光速,2、
2、介绍测量光速的发展史,3、光速：真空中: 3105 km/s,4、1光年是指光一年通过的距离一光年的距离：,5、用激光制成的测距仪发现：光从地球到达月球只需要1.3秒试计算月地距离？,距离3105 km/s 1.3s3.9 105 km,3105 km/s,365,24,3600s,=9.4608 1012km,解：1光年 =,如图所示， 某人在水平路面以匀速v通过某路灯下，若已知灯高为H，人高为h，问该人的头部在地面上的影子移动速度是多少？,由图可知 ；,所以，,即：,因此，,可得：,光的反射,當光遇到障礙物時，光會循另一方向折回原介質的現象,反射定律,（1）入射線與反射線各 在法線的一側，
3、且與法線同在一平面上。 （2）入射角等於反射角。,光反射的種類,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，皆遵循光的反射定律,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可以从平面镜中观察到点光源？,由几何关系知SS关于AC对称，故在三角形SES中BC为中位线，因此ES2BC6，则E点的坐标为（3，0）。同理可得，F点的坐标为（5，0）。所以，观察者在EF区
4、域可以从平面镜中观察到点光源。,【例1】厚度不计的平面镜MN放在水平地面上，距离平面镜M端 4cm 处有一根标杆 ,标杆的零刻度线恰在地面，距平面镜N端2m处直立着一个人SD，人眼离地面的高度为SD1.8m，如图所示，平面镜的长度MN1.0m，标杆足够长。 （1）人看平面镜中的标杆，不能看到标杆的全部。画出能被人看到的像的标杆部分的成像光路图，写出作图步骤。 （2）人看到平面镜标杆的最小刻度和最大刻度是多少？,光路如图（a）或（b）所示,（2）由OMF和SMD 相似可得 所以人看到的最小刻度 由ONE和SND 相似可得,(m),(m),所以人看到的最大刻度,有一矩形盒子的边长分别为3a和4a，
5、如图所示。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的地方有一小灯S，它发出的光线中有一根光线经AB、BC、CD依次反射后恰好射回到S点，试作出这条光线的反射光路图，并计算出这条光线自S发出又回射到S点的过程中，一共走过的路程。,如图所示即为反射光路图。,由几何关系可知SS3之间的距离和光线自S发出又回射到S点的过程中所走过的路程相等。,如图所示，正方形空间ABCD，边长为a，其中CD和BC为两个平面镜，其他两面为屏幕，A处有一激光手电，初始方向恰沿AB方向，现使之以角速度沿顺时针方向匀速转动。试问：当转角37o时光点在屏幕上移动的速度大小和速度方向沿；当转角60o时光点在
6、屏幕上移动的速度大小和速度方向 。,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60o时光点在屏幕上移动的速度大小为8a/3 ，速度方向沿AB方向 。,对折射现象的感性认识,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,法线,当光由介质1射入介质2，这时的折射率确切地说应该叫做 介质2对（来自于）介质1的光的相对折射率，通常用n21来表示,21,根据已有的知识，可知：,可以进一步得到两个具有通式意义有用的结论。,结论一：,菲涅耳定律,例题：光线依次通过三种介质，其偏折角度如图所示。 请比较：三种介质折射率的大小
7、。,答案：,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、乙两种介质中的传播速度比,解：设光在甲介质中传播的速度为v甲，光在乙介质中传播的速度为v乙 根据折射率的定义式得： 根据折射率与光速的关系得：,光线折射的例子,例1、如图所示，有一长方形容器，高为30cm，宽40cm。在容器的底部平放着一把长40cm的刻度尺，眼睛在OA延长线上的E点观察，视线沿着EA斜向下看恰能看到尺的左端零刻度。现保持眼睛的位置不变，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的刻度
8、，此种液体的折射率为 。,例1、如图所示，有一长方形容器，高为30cm，宽40cm。在容器的底部平放着一把长40cm的刻度尺，眼睛在OA延长线上的E点观察，视线沿着EA斜向下看恰能看到尺的左端零刻度。现保持眼睛的位置不变，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的刻度，此种液体的折射率为 。 解析： AB=50cm，AC= 。,A,C,D,例题6：一束宽度为10 cm的平行光束，以 60的入射角从空气射入折射,答案：10厘米、17.3厘米,【例4】光导纤维是利用全反射传导光信号的装置。有一根光导纤维，内芯材料的折射率为n1，外层材料的折射率为n2 。若使从
9、一端射入的光线能在光纤内传播到另一端射出，而不会从光纤中漏出，试说明对入射光线的入射角有什么限制。,【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的内芯的界面；第二次在折射率是n1的内芯和折射率是n2的外层的界面。现在要求第二次能发生全反射，入射角 必须大于临界角C（如图所示）。,而第一次的折射角r90 ，所以r必须小于90 C；第一次的入射角i也必须小于与之对应的角度。 在空气和内芯的界面上折射 在内芯和外层的界面上，考虑发生全反射的临界情况，有,由图示看出 所以,90,因此,将式代入式，有,而,再将式代入式，得,即：光线从另一端入射时，入射角必须不大于 时，从一端射出的光线能在光纤内传播到另一端射出，而不会从光线中漏出。,例题1:某水池的实际深度是h，水的折射率为n。若垂直水面往下看，其视深是多少？若池底有一发光点S，人从不同角度观察S，将看到什么现象？ 解 : 如图所示 角i，r都很小(小于5)， tgisini，tgrsinr，,
