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1、镜作物镜，长焦距的透镜作目镜所组成。物体位于物镜焦点外很靠近实验（证明电磁波具有跟光同样的性质和波速）。各种电磁波的产生测出了光这。实像：光源发出的光线经光学器件后，由实际光线形成题无法解释光的波动性。（5）光的波粒二象性基本观点认为光是一光学知识的归纳光学包括两大部分内容： 几何光学和物理光学 几何光学 （又称光线光学） 是以光的 直线传播性质为基础， 研究光在煤质中的传播规律及其应用的学 科；物理光学是研究光的本性、光和物质的相互作用规律的学科一、重要概念和规律（一）、几何光学基本概念和规律1、基本规律光源：发光的物体。分两大类：点光源和扩展光源。点光源是一种理想模 型，扩展光源可看成无数
2、点光源的集合。光线：表示光传播方向的几何线。光束：通过一定面积的一束光线。它是经过一定截面光线的集合。光速： 光传播的速度。光在真空中速度最大。恒为 C=3108m/s 。丹麦天文学家 罗默第一次利用天体间的大距离测出了光速。法国人裴索第一次在地面上 用旋转齿轮法测出了光这。实像：光源发出的光线经光学器件后，由实际光线形成的。虚像：光源发出的光线经光学器件后，由实际光线的延长线形成的。本影：光直线传播时，物体后完全照射不到光的暗区。半影：光直线传播时，物体后有部分光可以照射到的半明半暗区域。 2基本规律 1 ）光的直线传播规律：光在同一种均匀介质中沿直线传播。 小孔成像、影 的形成、 日食、月
3、食等都是光沿直线传播的例证。 2 ）光的独立传播规律：光在传播时虽屡屡相交，但互不扰乱，保持各自的 规律继续传播。（投影仪）：是凸透镜成像在fu2f时的应用，得到的是倒立能量可以被电子全部吸收不需能量积累过程；表面电子克服金属之比是一个常数。介质的折射率n=sini/sinr=c/v。全反射条件光从光密介质射向光疏介质；入射角大于临界角A，（3 ）光的反射定律：反射线、入射线、法线共面；反射线与入射线分布于 法线两侧；反射角等于入射角。 （4 ）光的折射定律：折射线、入射线、法线共面，折射线和入射线分布于 法线两侧；对确定的两种介质，入射角（i）的正弦和折射角（r）的正弦之 比是一个常数。介质
4、的折射率 n=sini/sinr=c/v 。全反射条件光从光密介 质射向光疏介质；入射角大于临界角A，sinA=1/n 。 （5）光路可逆原理： 光线逆着反射线或折射线方向入射， 将沿着原来的入 射线方向反射或折射。3常用光学器件及其光学特性 （ 1 ）平面镜：点光源发出的同心发散光束，经平面镜反射后，得到的也是 同心发散光束。能在镜后形成等大的、正立的虚像，像与物对镜面对称。 （2 ）球面镜：凹面镜有会聚光的作用，凸面镜有发散光的作用。 （3）棱镜： 光密煤质的棱镜放在光疏煤质的环境中，入射到棱镜侧面的光 经棱镜后向底面偏折。隔着棱镜看到物体的像向顶角偏移。棱镜的色散作用：复色光通过三棱镜被
5、分解成单色光的现象。（4）透镜：在光疏介质的环境中放置有光密介质的透镜时，凸透镜对光线 有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用。透镜成像作图： 利用三条特殊光线。成像规律1/u+1/v=1/f 。线放大率 m= 像长/物长=|v|/u 。说明成像公式的符号法则凸透镜焦距 f 取正， 凹透 镜焦距 f 取负； 实像像距v 取正，虚像像距v 取负。线放大率与焦距和 物距有关。（5）平行透明板 光线经平行透明板时发生平行移动（侧移）。侧移的大小 与入射角、 透明板厚度、折射率有关。相同、相差恒定。装置（略）。现象出现中央明条，两边等距分布的线传播、光的反射现象。困难问题无法解释两种媒质界面同时发生的放大
6、的实像。（U是物距F是焦距）（4）显微镜：由短焦距的凸透光的光谱发射光谱连续光谱、明线光谱；吸收光谱（特征光谱。4简单光学仪器的成像原理和眼睛（ 1 ）放大镜：是凸透镜在 uf 成放大正立的虚像；（2）照相机： 是凸透镜成像在 u2f 时的应用， 得到的是倒立缩小的实像。（3 ）幻灯机（投影仪）：是凸透镜成像在 fu2f 时的应用，得到的是倒 立放大的实像。（U 是物距 F 是焦距）（4 ）显微镜：由短焦距的凸透镜作物镜，长焦距的透镜作目镜所组成。物 体位于物镜焦点外很靠近焦点处，经物镜成实像于目镜焦点内很靠近焦点 处。再经物镜在同侧形成一放大虚像（通常位于明视距离处）。（5 ）望远镜：由长焦
7、距的凸透镜作物镜，辕焦距的透镜作目镜所组成。 极远处至物镜的光可看成平行光，经物镜成中间像（倒立、缩小、实像） 于物镜焦点外很靠近焦点处，恰位于目镜焦点内，再经目镜成虚像于极远 处（或明视距离处）。（6 ）眼睛：等效于一变焦距照相机，正常人明视距约 25 厘米。明视距离 小子 25 厘米的近视眼患者需配戴凹透镜做镜片的眼镜；明视距离大于 25 厘米的远视 25 者需配戴凸透镜做镜片的眼镜。（二）物理光学人类对光本性的认识发展过程（ 1 ）微粒说（牛顿） 基本观点 认为光像一群弹性小球的微粒。实验基础 光的直线传播、光的反射现象。困难问题 无法解释两种媒质界面同时发生 的反射、折射现象以及光的独
8、立传播规律等。（2）波动说（惠更斯） 基本观点 认为光是某种振动激起的波 （机械波）。 实验基础 光的干涉和衍射现象。射定律：折射线、入射线、法线共面，折射线和入射线分布于法线两之比是一个常数。介质的折射率n=sini/sinr=c/v。直线传播时，物体后有部分光可以照射到的半明半暗区域。2基本全反射条件光从光密介质射向光疏介质；入射角大于临界角A，个的干涉现象杨氏双缝干涉实验条件 两束光频率相同、相差恒定。装置 （略）。 现象 出现中央明条，两 边等距分布的明暗相间条纹。 解释 屏上某处到双孔（双缝） 的路程差是波 长的整数倍（半个波长的偶数倍）时，两波同相叠加，振动加强，产生明 条；两波反
9、相叠加，振动相消，产生暗条。应用 检查平面、测量厚度、增 强光学镜头透射光强度（增透膜）光的衍射现象单缝衍射（或圆孔衍射）条件 缝宽（或孔径）可与波长相比拟。装置 （略）。现象 出现中央最亮 最宽的明条， 两边不等距发表的明暗条纹 （或明暗乡间的圆环）。困难问题 难以解释光的直进、寻找不到传播介质。（3 ）电磁说（麦克斯韦） 基本观点 认为光是一种电磁波。 实验基础 赫 兹实验（证明电磁波具有跟光同样的性质和波速）。各种电磁波的产生机理 无线电波 自由电子的运动； 红外线、可见光、 紫外线 原子外层电子受激 发； x 射线 原子内层电子受激发； 射线 原子核受激发。可见光的光谱 发 射光谱连续
10、光谱、明线光谱； 吸收光谱（特征光谱。 困难问题 无法 解释光电效应现象。（4）光子说（爱因斯坦） 基本观点 认为光由一份一份不连续的光子组成或圆孔衍射）条件缝宽（或孔径）可与波长相比拟。装置（略）。现厚度、折射率有关。4简单光学仪器的成像原理和眼睛（1）放大实验（证明电磁波具有跟光同样的性质和波速）。各种电磁波的产生两波反相叠加，振动相消，产生暗条。应用检查平面、测量厚度、增每份光子的能量 E=h。实验基础 光电效应现象。装置 （略）。现象 入 射光照到光电子发射几乎是瞬时的；入射光频率必须大于光阴极金属的 极限频率 。；当 v。时，光电流强度与入射光强度成正比；光电子的最大初动能 与入射光
11、强无关， 只随着人射光灯中的增大而增大。 解释 光子能量可以 被电子全部吸收不需能量积累过程；表面电子克服金属原子核引力逸 出至少需做功（逸出功） h。 ；入射光强。单位时间内入射光子多，产生 光电子多；入射光子能量只与其频率有关，入射至金属表，除用于逸出 功外。其余转化为光电子初动能。 困难问题 无法解释光的波动性。（5）光的波粒二象性 基本观点 认为光是一种具有电磁本性的物质，既有 波动性。 又有粒子性。大量光子的运动规律显示波动性， 个别光子的行为 显示粒子性。实验基础 微弱光线的干涉，X 射线衍射二、重要研究方法1作图锋几何光学离不开光路图。利用作图法可以直观地反映光线的传播， 方便地确定像的位置、大小、倒正、虚实以及成像区域或观察范围等把 它与公式法结合起来，可以互相补充、互相验证。2光路追踪法 用作图法研究光的传播和成像问题时， 抓住物点上发出的 某条光线为研究对象。不断追踪下去的方法 尤其适合于研究组合光具成 多重保的情况。形成一放大虚像（通常位于明视距离处）。（5）望远镜：由长焦距间的圆环）。困难问题难以解释光的直进、寻找不到传播介质。（3种具有电磁本性的物质，既有波动性。又有粒子性。大量光子的运动的独立传播规律：光在传播时虽屡屡相交，但互不扰乱，保持各自的3光路可逆法 在几何光学中，一所有的光路都是可逆的，利用光路可逆 原理在作图和计算上往在都会带来方便。
