光的折射和反射

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,光的反射和折射,一、光的直线传播,1,、光源：,能够发光的物体（如电灯、蜡烛、太阳等）,2,、光的直线传播,光线：表示光的传播方向的一条直线,-,光束的抽象,光在同一种均匀介质中沿直线传播,想一想,1.“,床前明月光，疑是地上霜。”明亮的月球是光源吗？为什么？,2.,萤火虫、正在放映电影的银幕都是光源吗？为什么？,4,、小孔成像,（,1,）小孔成像说明,光沿直线传播。,（,2,）光屏上的像是上下、左右颠倒的。,（,3,）物体和孔的距离越小，像越大。,（,4,）屏和孔的距离越大，像越大。,.,小孔成像说明什么？,.,像和物位置关系如何？,.,像的大小和什么有关？,思考,结论,5,、物体的影子,本影,：不透明物体背面光完全照不到的区域。,半影,：不透明物体背面有部分光照的区域。,伪本影,：本影的延长部分（有部分光照）。,本影,半影,伪本影,点光源,小线光源,大线光源,本影,半,影,半 影,半,影,半,影,影,本,影,影的形成,日,月,半影,半影,本影,伪本影,日食现象,地,地,地,地,月食,.,因月球不会进入地球伪本影内,故无月环食,日,地,.,当月球位于地球本影区时,可观察到月全食,.,当月球位于地球半影区时,可观察到月偏食,二、光的反射 平面镜,（一）光的反射：,在两种媒质的分界面处，光将改变传播方向，,一部分光被返射回原来的媒质中。,1,、反射定律：,（,1,）反射光线、入射,光线和法线在同一平面,内，反射光线和入射光,线分居在法线两侧,（,2,）反射角等于入射角,反射光线,入射光线,法线,i,M,镜面反射,3,、光路可逆,在反射现象中光路是可逆的,2,、反射种类,漫反射,M,M,都遵循反射定律,（二）平面镜,1,、成像（作图）,2,、成像特点,（,1,）等大,（,2,）正立,（,3,）,虚象,(,延长线交点）,（,4,）物、像关于镜面对称,3,、平面镜作图的步骤,（,1,）明确物体,（,2,）找出对称,（,4,）作出光路,(,至少画出两条光线且虚实分开）,（,3,）确定虚象,(5),确定观像范围要画边缘光线,M,4,、应用,潜望镜,微小形变放大,库仑扭秤、卡文迪许扭秤,练习,利用平面镜作图法,作出,AB,关于平面镜,M,的像，画出光路图,M,A,B,A,B,解析：,人看到头像,是由镜上,C,反光进入眼,人能看到脚的像,是镜上,D,处反射光进入眼的。因此,CD,部分就是镜子最小长度。,由平面镜成像特点及相似形知识可得：,CD,=0.5,H,注意,:,上述结论和镜子远近无关,但镜子上端,C,应与头顶,A,和眼,E,的中点等高。当镜子不是竖放时,镜子可以比,0.5,H,更短,.,某人高,H,站在穿衣镜前能看到自己全身像,问竖直放置的平面镜长度至少多大？镜子应如何放置？,M,N,C,D,M,N,三、球面镜,F,F,O,O,P,P,面镜,实焦点,虚焦点,会聚作用,发散作用,凹（内反）,凸（外反）,车灯等,后视镜等,球面镜：反射面是球面的一部分,空气,玻璃,四、光的折射,(,一,),光的折射,光从一种媒质射入另一种媒质时，传播方向发生改变的现象。,入射光线,A,O,B,i,改变，,r,也随之改变,折射光线,反射光线,i,增大，,r,增大,i,减小，,r,减小,1,、光的折射,C,N,N,法线,水,空气,2,、折射定律,折射光线在入射光线和法线所在的平面上，折射光线和入射光线分居在法线的两侧。,入射角的正弦跟折射角的正弦之比为一常数。,3,、折射现象解释,视深比实深浅,4,、光路可逆,A,A,折射现象中光路可逆,光密媒质,(,二,),折射率,折射率是反映媒质光学性质的物理量,折射率,光密媒质,光疏媒质,i,i,光疏媒质,(,三,),应用,A,O,E,i,i,1,、光从玻璃砖的一面射入将从另一面射出,C,2,A,B,D,1,3,2,、如图,1,、,2,、,3,为三条光线请根据光路走向判断,1,、,2,、,3,哪条为入射光线、折射光线、反射光线？,AB,、,CD,哪个是界面？哪条是法线？,AO,EB,光线发生侧移,B,C,2,A,B,D,1,3,空气,玻璃,五、全反射,(,一,),全反射现象,光由,光密,介质射入,光疏,介质，当入射角增大到某一角度时，折射光线完全消失，只剩反射光线，光被全部反回。,(,二,),发生全反射的条件,2,、条件：,i,C,i,1,、光密 光疏,(,三,),应用,1,、判断射入三角棱镜的光路走向（,n,=2,）,全反射棱镜,2,、分析：水下人的视野范围,(,一,),、什么是棱镜？,三棱镜,-,横截面为三角形的棱镜,(,二,),、棱镜 的光学作用：,1,、改变光的传播方向；,2,、使光发生色散。,六、棱 镜,2,、偏折角,与棱镜材料的折射率有关,，,n,大则,大。,还与入射角,i,有关。,i,1,、棱镜使光线向底面偏折。,结论：,(,三,),、三棱镜改变光路方向,(,四,),、光的色散,(1),棱镜使白光发生色散图,(2),几个重要结论：,(,同种材料对不同颜色的光）,（,a,）折射角：红光最大、紫光最小。,（,b,）偏折角：红光最小、紫光最大。,（,c,）折射率：红光最小、紫光最大。,（,d,）速 度：红光最大、紫光最小。,方向改变,180,方向改变,90,(,五,),、全反射棱镜,(1),、横截面是等腰直角三角形的棱镜叫全反射棱镜。,(2),、全反射棱镜对光线的控制作用：,七、透 镜,1,、透镜的构造,折射面是两个球面，或者一个是球面，另一个是平面的透明体，,2,、透镜的种类,凸透镜：,中间厚，边缘薄,.,特 点,:,对光线起会聚作用,原 因：,棱镜对光线的偏,折作用原理,凹透镜：,中间薄，边缘厚,.,特 点,:,对光线起发散作用,原 因：,棱镜对光线的偏折,作用原理,3,、透镜的主轴、光心和焦点,主光轴,光心：对薄透镜来说，主轴跟透镜的两个交点可看作,一点，这一点叫透镜的光心,C,1,C,2,O,C,1,C,2,O,4,、透镜的焦点,F,F,F,F,实焦,虚焦,光心的重要性质：,不管从任何方向通过光心的光线，传播的方向都不改变,焦距（,f,）：,从透镜的焦点到光心的距离。（只 要透镜两侧的介质相同，两下焦点对光心是对称的，两个焦距相等）,O,O,物 距,（,u,）,像 的 性 质,大 小,正 倒,虚 实,u,2,f,u,=2,f,f,u,2,f,u,f,缩 小,倒 立,实 像,等 大,倒 立,实 像,放 大,倒 立,实 像,u,f,放 大,正立,虚 像,不能成像，成一平行光,u,光线会聚于焦点处,八、透镜成像规律,凸透镜成像规律归纳,1.,成,实像,时，物体和像,分居,在透镜的,两侧,；相对于物体，像一定是,倒立,的；,可大,于物体，也,可小,于物体。,2.,成,虚像,时，,物,体和,像,处于透镜的,同,一,侧,；相对于物体，像一定是,正立,的；像只能,大于,物体。,3.,焦点是实像和虚像的分界点；也是正立像和倒立像的分界点。,4.2f,点是放大像和缩小像的分界点。,5.,物体从无限远处靠近透镜焦点时，像从另一侧焦点起向无穷远处移动。,6.,物体从焦点处靠近透镜时，像从同一侧无穷远靠近透镜，但物体总比像更靠近透镜。,凹透镜成像规律,对凹透镜,无论物距多大,都不能在光屏上成实像,只能 通过透镜看到物体同侧有一 个,正立,、,缩小,、,虚像,。,（,1,）可能是倒立放大的实像；,（,2,）可能是倒立缩小的实像；,（,3,）可能是实像也可能是虚像；,（,4,）只能是正立缩小的虚像。,1,、关于凹透镜成像，以下说法正确的是,2.,若物体发出的光，只经过单个透镜折射，则下列说法中正确的是？,A.,成倒立像时，物体和像在透镜的同一侧,B.,成正立像时，物体和像在透镜的同一侧,C.,成倒立像时，物体和像分居在透镜的两侧,D.,成像于光屏上时，则屏和物体位于透镜的同一侧,3.,物体置于透镜前，经过透镜成一个倒立的像，则,A.,透镜为凸透镜,B.,像是实像,C.,像比物体大,D.,物体在,1,倍焦距之外,4.,凸透镜成虚像时，下列说法中正确的是,A.,像比物体要大一些,B.,像比物体要小一些,C.,像比物体离开眼睛远一些,D.,像比物体离开眼睛近一些,九、透镜成像作图法,1,、凸透镜成像的三条特殊光线,平行于主光轴的光线,经折射后通过另一侧焦点,通过同一侧焦点的光线,经折射后和主轴平行,通过光心的光线，经过透镜后方向不变,A,F,F,O,B,A,B,2,、凹透镜成像的三条特殊光线,平行于主光轴的光线,折射后的反向延长线通过同侧的焦点,通过另一侧焦点的光线,折射后平行于主光轴,通过光心的光线，经过透镜后方向不变,A,B,F,F,O,A,B,例题,1,.,图中,MN,透镜主轴，,S,、,S,分别是光源和光源的像。试判断透镜的种类？并作出透镜光心和焦点位置。,S,S ,M,N,S,S,M,N,成正立缩小像,是凹透镜,过光心的光线方向不变，则,SS,和,MN,的交点为光心。,再利用平行于主光轴的光线“过焦点”可得焦点。,O,F,F,成正立放大像,是凸透镜,过光心的光线方向不变，则,SS,和,MN,的交点为光心。,再利用平行于主光轴的光线“过焦点”可得焦点。,O,F,F,结论,:,1.,透镜的性质可由像的性质来确定；,2.,光心的位置可由物、像连线与主轴交点来确定,3.,焦点的位置可由平行于主轴的光线来确定。,例题,2.,图示，,CD,是物体,AB,的像，用作图法找出透镜的光心和焦点的位置，并确定透镜的种类。,A,B,C,D,O,F,F,1.,透镜的性质可由像的性质来确定；,2.,光心的位置可由物、像连线与主轴交点来确定,3.,焦点的位置可由平行于主轴的光线来确定。,例题,3,、画出图中光线,SA,经过折射后的光线。,例题,4,、确定图中透镜的类别、光心、焦点。,说明：从,S,发出的所有经过透镜折射的光线都将会聚于一点。,S,A,O,F,F,O,S,F,F,透镜种类由折射作用定,S,S,作出辅助物点,S,的像,S,借助平行主轴光作焦点,十、透镜成像公式,凸,f,0,凹,f,0,总有,u,0,实,V,0,虚,V,0,说,明,像的放大率,1,、物体经透镜成一个倒立的像,像的长度和物体的长度相等,像与物体之间的距离是,80,厘米,则此透镜是,_,透镜,它的焦距是,_,厘米。,凸,20,2,、用蜡烛、凸透镜、像屏等来研究成像实验时,无论怎样移动物屏也得不到像,其原因是,_,若固定蜡烛和像屏,无论怎样移动透镜,像屏上也得不到像,其原因是。,物体的物距小于,f,物体和光屏间距离小于,4f,3,、当物体从远处移近凸透镜时,下列说法正确的是,A.,只要成放大像,像移动速率就大于物体移动速率,B.,只要成实像,像移动速率就大于物体移动速率,C.,只有成放大实像,像移动速率才大于物体移动速率,D.,只有成虚像,像移动速率才大于物体移动速率,十一、眼 睛,1,、眼睛的结构：,眼睛角膜、水样液、晶状体和玻璃体的共同作用相当一个凸透镜，从物体射进眼里的光无论是发散或会聚的光束，通过眼球折射后，会聚在视网膜上，视神经受到刺激，产生视觉。,2,、视觉光学原理：,眼睛的调节,看远处时，晶状体在睫状肌作用下，弯曲最小，会聚作用最小，眼睛焦距最大。,看近处时，晶状体在睫状肌作用下，弯曲最大，会聚作用最大，眼睛焦距最小。,远点和近点,晶状体弯曲程度最小（最扁）时，能够看到的最远点，称为远点。正常眼睛的远点为无穷远。,晶状体弯曲程度最大（最凸）时，能够看到的最近点，称为近点。正常眼睛的近点离眼睛约为,10,厘米。,明视距离,在合适照明下，正常眼睛看距离,25,厘米远处的物体，最不易疲劳，因此称,25,厘米的距离为明视距离。,对比：,正常眼,平行光会聚在视网膜上，近视眼视网膜距晶状体较远,晶状体较凸,平行光会聚在视网膜前。,关于近视眼,产生原因：,先天或用眼不当形成,矫正方法：,戴凹透镜先发散后会聚在视网膜,对比：,正常眼,平行光会聚在视网膜上远视眼视网膜距晶状体较远晶状体较