ppt课件 物理 十五章.ppt

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1、普通高等教育“十二五”创新型规划教材物理主讲人：第十五章光学基础知识及应用光的折射遵守什么样的规律?物体发出的光线经过透镜折射后会怎样成像?眼睛的光学结构如何?眼镜为什么能矫正视力?医学上常用的显微镜、及纤镜的原理是什么?通过本章的学习会使我们得到答案.第一节光的折射全反射一、光的折射光在同一种均匀物质中是沿直线传播的，如果光射到两种介质的界面上时，除了发生反射，同时还会发生折射1.光的折射定律当光从第一种介质射向第二种介质发生折射时，折射光线在入射光线和法线所决定的平面内；折射光线和入射光线分居法

2、线两侧；入射角的正弦跟折射角的正弦之比对于给定的两种介质来说总是一个常量，用n21表示,即这个结论叫作光的折射定律.式(15-1)中的n21叫作第二种介质对于第一种介质的相对折射率.2.折射率光从真空射入某种介质发生折射时，入射角α的正弦跟折射角γ的正弦之比，叫作这种介质的绝对折射率，又叫作这种介质的折射率，用n表示，即如果用c表示光在真空中的速度，用v表示光在介质中的速度，折射率还可表示为折射率反映光从真空中进入介质后发生偏折的程度.折射率的大小由介质本身的光学性质决定.光从真空进入该介质后偏离原

3、来方向的程度越大，越靠近法线.任意两种介质相比较，光在其中传播速度较小的介质叫作光密介质，光在其中传播速度较大的介质叫作光疏介质.3.光的色散主截面为三角形的玻璃棱镜，叫作三棱镜，如图15-2所示.让一束看似白色的太阳光射向三棱镜，可以看到，太阳光通过三棱镜后，在屏上形成按红、橙、黄、绿、青、蓝、紫依次排列的彩带，这种现象叫作光的色散.二、全反射从光密介质射向光疏介质的入射光线全部反射而无折射的现象叫作全反射.光线从光密介质射到光疏介质折射角等于90°时对应的入射角叫作临界角，用字母A表示.光线从光

4、疏介质射入光密介质时，折射角总是小于入射角，所以总是有折射光线存在，也就不可能发生全发射现象.综上所述，产生全反射的条件如下：（1）光线从光密介质射人光疏介质；（2）入射角大于临界角.第二节透镜成像一、透镜及其种类两个折射面都是球面，或一个是球面一个是平面的透明体叫作透镜.透镜一般用玻璃做成.中央厚、边缘薄的透镜叫作凸透镜；中央薄、边缘厚的透镜叫作凹透镜.凸透镜对光线有会聚作用；凹透镜对光线有发散作用.二、透镜的焦度不同的透镜，它们会聚或发散光线的本领是不同的.用焦度φ表示透镜的折光本领.透镜的焦距

5、越短，折光本领就越强.透镜焦距的倒数1/f表示透镜的折光本领.因此三、透镜成像几何作图法（1）通过光心的光线通过透镜后方向不变；（2）平行于主光轴的光线通过透镜后交于焦点；（3）经过焦点的光线通过透镜后平行于主光轴.作图时，画出薄透镜（用通过光心并跟主光轴垂直的直线来表示薄透镜）和通过光心的主光轴，用带箭头的直线表示其传播方向，实际光线或实像用实线表示，光线的反向延长线或虚像用虚线表示.通过作图可得透镜的如下成像特点：（1）实像总是与物体分居透镜的两侧，实像总是倒立的；虚像总是与物体位于透镜的同侧，

6、虚像总是正立的；（2）对凸透镜来说，物体位于焦点以内时，成正立放大的虚像；物体位于焦点以外2倍焦距以内时，成倒立放大的实像；物体位于2倍焦距时，成等大倒立的实像；物体位于2倍焦距以外时，成倒立缩小的实像；（3）对凹透镜来说，总是成正立缩小的虚像.四、透镜成像的性质和应用五、透镜成像公式1.透镜成像的数学公式如果物距为u，像距为v，焦距为f，可得透镜成像数学公式2.像的放大率像的放大率为像长与物长的比，即第三节眼睛一、眼睛的光学结构简约眼眼睛近似球状，图15-8标出了眼睛结构的主要部分.为了研究方便，

7、生理学上常把眼睛的光学系统简化为简约眼.简约眼假定眼球由一个前后径为20mm的单球面折光体构成.同时假定这个折光体的内容物均匀，折光率与水相同（为1.33），外界空气进入简约眼时，只相当于在角膜的界面上折射一次，然后在视网膜上聚焦成像.二、眼睛成像和调节作用人要看到物体，就必须使物体发出的光线进入眼睛，经眼睛折射后把像成在视网膜上，这样才能刺激视网膜上的感光细胞，经视神经传给大脑产生视觉，看清物体.睫状肌的收缩和松弛使晶状体的弯曲程度发生变化从而改变晶状体的焦距.观看近处物体时，睫状肌收缩使晶状体的

8、弯曲程度变大，晶状体变凸，焦距变小，使近处物体的像落在视网膜上，看远处物体时，晶状体变平，焦距变大，使远处物体的像落在视网膜上.眼睛靠睫状肌的作用改变晶状体焦距叫作眼睛的调节.眼睛通过调节使视网膜上成像清晰.三、视角与视力眼睛要看清物体除了物体表面应有一定的亮度以及视网膜正常并且物体的像落在视网膜上以外，还与视网膜上像的大小有关.物体成像的大小取决于物体对人眼光心所张的角度.我们把物体两端对于人眼光心所引出的两条直线夹角叫作视角，如图15-9所示.不同的人，眼睛能分辨