几何光学—光的直线传播、光的反射和折射

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1、课时授课计划授课日期02年3月4日星期一课题几何光学—光的直线传播、光的反射和折射（第一课时）课时教学目标（1）记住光的三种现象并理解光的折射和反射定律。（2）理解介质折射率的概念。（3）能灵活运用有关规律分析求解相关问题。课时教学重难点教学媒体准备时间教师活动设计学生活动本章复习可分为：光的五种现象及规律、四种光学仪器对光线的作用、光路图分析、成像分析、专题。一、光的直线传播：光在同一种均匀介质中沿直线传播（介质、光线的概念）光的直线传播的应用：（1）影的形成—半影和本影：点光源只能形成本影；面光源会形成本影和半影。（2）日食和月食的形成：日食：太阳、地球、月球在同一直线上，月球

2、在中间，如图月食：太阳、地球、月球在同一直线上，地球在中间，如图例1、假设站在赤道上某地的人，恰能在日落后4h的时候，观察到一颗自己头顶上空被阳光照亮的人造地球卫星。若该卫星是在赤道所在平面内作圆周运动，又已知地球同步卫星绕地球运行的轨道半径约为地球半径的6.0倍，求此人造地球卫星绕地球运行的周期？例2、古希腊某地理学家长期观察发现6月21日正午时刻，在北半球A城阳光与地面垂直方向成7.50角下射，在A城正南方L的B城，阳光恰好沿垂直于地球表面的方向下射，射到地球表面的太阳光可视为平行光。椐此估算出地球半径的表达式为。指出月球的本影区和半影区，并指出在哪些区域的人看到的是日全食、日

3、偏食、日环食。同上二、光的反射：一束光照射到界面上时。（入射光线、反射光线、法线、反射面、入射点、入射角、反射角的概念要分清）（1）两种反射：（2）反射定律：例3：在水平地面上有一点光源S，被一不透明的罩遮住，在罩的正上放开一小孔，一束光通过此小孔竖直照射到距地面高3m的水平放置的平面镜上。若平面镜绕水平轴O开始顺时针匀速转动，在0.1S时间内转过300角，那么由镜面反射到水平面上的光斑，在0.1s末沿地面移动的速度多大？此时光斑位置离光源S有多远？在这0.1s内光斑在水平地面上移动的平均速度是多大？例4、如图所示，激光液面控制仪得原理是：固定一束激光AO以入射角I照射液面，反射光

4、OB射到水平光屏上，屏上用光电管将光信号变成电信号，电信号输入控制系统用以控制液面高度。如果发现光点在屏上向右距离为s的C点，则可知液面降低了。三、光的折射：光从一种介质进入另一种介质时（折射光线、折射角的概念）（1）介质的折射率n：某种介质的折射率等于当光线从真空进入这种介质时入射角的正弦与折射角正弦之比。故折射率恒大于1。（n=c/v）（2）光密和光疏介质：当光线从光密介质进入光疏介质时，折射角大于入射角；当光线从光疏介质进入光密介质时，折射角小于入射角。（3）折射定律：例5、作出示意图说明为什么我们看到的天体（日、月、星）比实际位置高？例6、作出示意图说明海市蜃楼的产生原因，

5、并比较沙漠和海平面上产生的两种海市蜃楼有和区别？为什么？例7、地球与太阳的距离比地球半径大得多，假设地球表面不存在大气层，则太阳照亮地球得范围与实际存在大气层得情况相比（不考虑大气层变化）：A、假设得情况大些B、假设得情况小些C、两者一样大D、早晚照到得范围小，中午照到得范围大例8、已知水的折射率为4/3。某水库管理员欲测水库的深度，该水库底平坦，水边有棵大树。他站在水边往下看，看到头顶正上方的树枝A点的倒影与水库底重合，再用尺量出A点高3m，则水深为多少？例9、在两面平行的玻璃板的一面又一滴墨水的痕迹。一观察者在玻璃板的另一面，垂直玻璃表面观察到痕迹的像离痕迹的距离为3mm，如果

6、这种玻璃的折射率为1.6，通过计算可知该玻璃板的厚度是多少？课时授课计划授课日期02年3月6日星期三课题几何光学—全反射、色散（第2课时）课时教学目标（1）知道全反射和色散现象，理解产生的原因。（2）记住并理解临界角的概念以及产生全反射的条件，能灵活运用有关规律分析全反射问题。（3）记住并理解色散的原因和规律，能灵活分析有关色散问题。课时教学重难点`教学媒体准备时间教师活动设计学生活动一、全反射：当光线从光密介质射到光疏介质时，如果入射角大于或等于某个角时，折射光线将消失，只会产生反射。（1）临界角的概念：折射角等于900时的入射角sinC=1/n=v/c。（2）规律：（a）发生全

7、反射的条件：（b）在全反射发生之前，随着入射角的增大，反射光线减弱，折射光线增强。例1如图所示，光线能由空气射入平行玻璃板。若AC、BD两个端面与AB、CD两个端面相垂直，入射点O的位置不变，无论入射光线的方向如何变化，则：A、在AB分界面上都不可能出现全反射B、在CD分界面上的光线不可能出现全反射C、在BD分界面上可能出现全反射D、在BD分界面上不可能出现全反射例2半径为R的玻璃半圆柱的横截面如图所示，O为圆心，光线沿半径方向从A点射入后恰在O点发生全反射，AO与底