2018-2019版物理新导学笔记选修3-4第8点解读几何光学的基本原理及应用

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1、--WORD格式--可编辑--专业资料-----第8点解读几何光学的基本原理及应用几何光学就是以光线为工具，研究光的传播规律．解几何光学的题目，首先根据几何光学的基本原理画出光路图，然后利用几何关系找出相应的边、角关系．几何光学研究的是光线传播的规律，主要包括五条基本规律．1．光的直线传播规律2．光的反射定律光的反射定律可包括两点：(1)反射光线跟入射光线、法线在同一平面内；反射光线、入射光线分居在法线两侧．可记作：“三线共面，法(线)居中间．”(2)反射角等于入射角．可见，对于一条确定的入射光线，反射光线是唯一的．3．光的折射定律折射光线在入射光线和法线决

2、定的平面内；折射光线、入射光线分居法线两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成正比．用公式表示为n＝sinθ1，其中θ为光线在真空中与法线的夹角，1sinθ2θ2为光线在介质中与法线的夹角．4．光的全反射规律发生全反射的临界条件是：(1)由光密介质射向光疏介质；1(2)入射角θ≥临界角C.其中sinC＝n.5．光的可逆原理无论在反射、折射和直线传播中，光路都是可逆的．对点例题如图1所示，平静湖面岸边的垂钓者的眼睛恰好位于岸边P点正上方h1＝0.6m高度处，浮标Q离P点s1＝0.8m远，PQ水平，鱼饵灯M在浮标的正前方s2＝1.2m处的水下，垂钓者发现鱼饵灯刚好被浮

3、标挡住，已知水的折射率n＝4，光在真空中的速度c＝3×1083m/s.求：--学习资料分享------WORD格式--可编辑--专业资料-----图1(1)鱼饵灯离水面的深度h2；(2)光线在水中传播的时间t.解题指导(1)设入射角、折射角分别为r、i，作出光路图如图所示，则有：sini＝s1，sinr＝s2，s12＋h12s22＋h22sini根据光的折射定律可知：n＝sinr，联立并代入数据得h2＝1.6m.c3(2)光在水中的传播速度为：v＝n＝4c光线在水中传播的距离为：s＝s22＋h22＝1.22＋1.62m＝2m.光线在水中传播的时间为：s29t

4、＝v＝38s≈8.9×10－s×3×104答案(1)1.6m(2)8.9×10－9s如图2所示，一束激光垂直于AB面照射到折射率n＝2的等腰透明介质上，光在真空中的传播速度为c.求：--学习资料分享------WORD格式--可编辑--专业资料-----图2(1)光在该介质中传播的速度；(2)激光在该介质AC面上发生全反射，∠A的最小值．1答案(1)c(2)30°2解析(1)根据公式v＝nc得光在该介质中传播的速度为v＝cn＝12c.(2)设光线射到AC面上的入射角为α，要使激光在该介质AC面上发生全反射，α最小等于临界角C由sinC＝1得sinC＝1，C＝

5、30°，n2所以α最小为30°，由几何知识可知，∠A＝α，故∠A的最小值为30°.--学习资料分享----