光的反射和折射5

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1、反射和折射【教学结构】一.光的反射1.光沿直线传播的条件：光在同种均匀介质中沿直线传播。小孔成像，本影和半影都成证明光沿直线传播。光在真空中速度为C=3.00×108m/s。光线表示沿着某个方向传播的光但光线并不是实际存在的东西。人是怎样看见周围物体的：物体发出的光(或物体被照明而反射出来的光)进入人的眼睛，并在视网膜上形成清晰的像，人根据这像来识别物体。2.光的反射定律：如图1所示，(1)反射光线、入射光线、法线在同一平面内。(2)反射光线，入射光线在法线两侧。(3)反射角等于入射角。光路的可逆性：当光线沿反射光线方向入射时，反射光线

2、一定沿入射光线光方向反射，参照图1，光线沿光线2方向入射到O点，反射光线一定沿光线1方向而反射出去。3.平面镜成像：像与物相对平面镜对称、等大、且为虚像，如图2所示。A¢B¢为物体AB的像。关于像的问题：实像是物体发出的光会聚在一起而成的像。而虚像不是实际光线会聚在一起而成像的，而光沿直线传播的观念。认为逆着射来的光就可以找到物体，如图2中A发出光经平面镜反射进入人眼中，好像从A¢发出，A¢为A的虚像。虚像是虚的，但人视网膜上像是实在的。平面镜成像作图法：(1)利用对称性作图，如图2所示，从A点向平面镜作垂线，量取OA等OA¢，则A¢为

3、A的虚像，同样方法作B的像B¢，用虚线连接A¢B¢，则A¢B¢为AB的像。(2)利用反射定律作图，如图2所示，从A点向平面镜作两条入射光线，按反射定律，作法线。作反射光线，两条反射光线的反向延长线，以虚线表示，其交点A¢即为A的像。同理作B的像B¢，连接A¢B¢，即为AB的虚像。一定注意，入射光线，反射光线用实线，画箭头。反向延长线，虚像用虚线。8二.光的折射：光传播到两种介质交界面时，同时发生反射和折射现象。1.折射定律：如图3所示，(1)折射光线、入射光线、法线在同一平面内(2)折射光线，入射光线在法线两侧。(3)。n为折射率它是反

4、映介质的光学性质的物理量。对于同一介质无论i、r变化，sini/sinr是不变的。对于不同介质sini/sinr的值是不同。介质的折射率n与光的其中传播速度有关，。由此可知光在不同介质中传播光速大小是不同的。必须指出图3所示两种介质中，光线入射的介质为真空；另一种介质可是任意的，如此定义的折射率为介质对真空的折射率又叫绝对折射率。如果光线在任意“两种介质中传播，折射率大的介质对折射率小的介质叫光密介质，反之叫光疏介质。它们是相对的。2.全反射：当入射光线的入射角增大到某一角度，使折射角达到90°，折射光线完全消失，只有反射光线，这种现象

5、叫全反射。如图4所示临界角：折射角变成90°时的入射角，用C表示，sinC=全反射的条件：光线从光密介质射到两种介质交界面，入射角等于或大于临界角。4.棱镜：光线通过棱像，向低边偏折。如图5所示，θ角为顶角，BC边为底，入射光线在AB，AC边两次发生折射，画光路图时要认真按折射定律进行。平行的单色光经过两次折射后仍然是平行光。8同一介质对不同频率的光折射率不同，按由红到紫的顺序折射率是逐渐增大的，因此白光经过棱镜折射，红光向底边偏折最小，紫光偏折最大，光屏在适当位置时能接收到彩色光带，又叫光谱。这种现象叫做一束白光给过棱镜发生色散。如图

6、6所示。全反射棱镜：如图7所示，横截面是等腰直角三角形的棱镜。图甲，光线垂直入射直角边，在AC边发生全反射。从BC边射出，光的传播方向改变90°且左右位置变换。图乙光线从AC边入射，在AB、BC边两次发生全反射，从AC边射出光线传播方向改变180°，且左右位置互换。光学仪器中常用全反射棱镜改变方的传播方向。5.透镜：两个侧面都是球面(或一面是球面，另一面是平面)的透明体。凸透镜：中央比边缘厚的透镜，用图8符号表示，O点为光心，凸透镜的主要作用是会聚作用。8凹透镜：边缘比中央厚的透镜，用图9符号表示，O点为光心，凹透镜的主要作用是发散作用

7、。两图中C1C2为主光轴，通过光心，与透镜垂直。F为焦点，平行主光轴的光线经透镜后会聚于主轴上一点，即为焦点。凹透镜起发散作用，这些发散光线反向延长线会聚于主轴上一点，即凹透镜的虚焦点。OF焦点到光心的距离叫焦距，用f表示。凸透镜的三条特殊入射光线：(1)跟主轴平行的光线，折射后通过焦点；(2)通过焦点的光线，折射后跟主轴平行；(3)通过光心的光线，经过透镜后方向不变。如图10所示。凹透镜的三条特殊入射光线：(1)跟主轴平行的光线，折射光线的反向延长线通过焦点；(2)通入另一侧焦点入射线，折射后平行主轴。(3)通过光心的光线，经过透镜后

8、方向不变，如图11所示。利用上述三条件特殊入射光线中任意两条，都可作出不在主轴上的发光点的像，在画透镜成像光路图时，要准确画出每一条线，还要用箭前头标明方向。透镜成像规律：用u表示物距，v表示像距①u=时，