高中物理高三物理PPT课件几何光学

【例1】厚度不计的平面镜MN放在水平地 面上，距离平面镜 M 端 4cm 处有一根标 杆 OO , 标杆的零刻度线恰在地面，距平 面镜 N 端 2m 处直立着一个人 SD ，人眼离 地面的高度为 SD ＝ 1.8m ，如图所示，平 面镜的长度MN＝1.0m，标杆足够长。 （ 1 ）人看平面镜中的标杆，不能看到 标杆的全部。画出能被人看到的像的标杆 部分的成像光路图，写出作图步骤。 （ 2 ）人看到平面镜标杆的最小刻度和 最大刻度是多少？
f＜u＜2f
u＜f 凸 镜 任意位置
倒立、放大、实像
正立、放大、虚像 正立、缩小、虚像
2.球面镜成像作图
3.球面镜成像公式
1 1 1 u v f
九、简单的光学仪器
1.眼睛
2.显微镜
显微镜的视角放大倍数
3.望远镜
望远镜的放大倍数
d L M f 2 f1
f1 M f2
sin i （ 1 ）根据折射定律 n ，对于两种波 sin r
长的光，由
sin i 1 1 sin r1 n1 2 1.5 sin i 1 1 sin r2 n2 2 3
2 3 6 6
分别得进入上表面后的折射角为
2 r1 arcsin 3
6 r2 arcsin 6
6 1 tan r2 tan(arcsin ) 6 5
∴
a 7 10 10 7 d a 3 1 2 1 ( ) 5 2 7
【例4】光导纤维是利用全反射传导光信
号的装置。有一根光导纤维，内芯材料
的折射率为n1，外层材料的折射率为 n2
n1 ) ＜ (n2 。若使从一端射入的光线能在光
五、全反射 1.全反射现象 2.临界角 3.发生全反射的条件 （1）光从光密介质射到光疏介质； （2）入射角i大于或等于临界角C。 六、棱镜 光的色散 1.棱镜对光线的作用 2.光的色散
七、薄透镜成像 1.薄透镜成像规律
透镜类型 物的位置
u＞2f u＝2f
像的特点
倒立、缩小、实像 倒立、等大、实像
由于观察时， 和 均很小 所以 SO / 2 SO ① d 2d
SO ② SS 由折射定律 n sin sin
可得 n
SO SO n 2d SS
③
联立①、②、③式可得
SS d n 2
∴
【例3】如图所示，宽为a的平行光束从空气 斜向入射到两面平行的玻璃板上表面，入射 角为45°。光束中包含两种波长的光，玻璃 对这两种波长的光的折射率分别为 n1 1.5 ,
一、光的直进 1.光的直线传播 2.三种实例（小孔成像、影的形成、日食月食） 3.光速 二、光的反射 1.光的反射现象 2.光的反射定律
三、平面镜 1.平面镜对光束的作用 2.平面镜成像特点 3.平面镜成像作图 （1）根据反射定律作图；（2）根据成像 特点作图。 四、光的折射 1.光的折射现象 2.光的折射定律 3.折射率 4.折射率与光速的关系 5.光路可逆原理
1 1 1 u v f
（2）薄透镜成像的放大率公式
像高 v m 物高 u
八、球面镜成像 1.球面镜成像规律
球面镜类型 物的位置 u＞2f u＝2f 凹 镜 像的特点 倒立、缩小、实像 倒立、等大、实像 像的位置 f＜v＜2f，物 像同侧 v＝2f，物像 同侧 v＞2f，物像 同侧 ︱v︱＞u，物 像异侧 物像异侧
光路如图（a）或（b）所示
（2）由△OMF′和△SMD 相似可得 OF OM
SD DM
所以人看到的最小刻度
OF OM SD 4 1.8 2.4 (m) DM 3
由△ONE′和△SND 相似可得 所以人看到的最大刻度
OE ON SD DN
ON SD 5 1.8 OE 4.5 (m) DN 2
纤内传播到另一端射出，而不会从光纤
中漏出，试说明对入射光线的入射角有 什么限制。
【析与解】在这一问题中光线先后两次射 到介质表面。第一次在空气和折射率是n1 的内芯的界面；第二次在折射率是n1的内 芯和折射率是n2的外层的界面。现在要求 第二次能发生全反射，入射角 i 必须大于 临界角C（如图所示）。
（2）由图示可知
OA d tanr1
而 即
得
a AB OA OB cos i
OB d tanr2
a d tan r1 d tan r2 cos i
a d cosi(tanr1 tan r2 )
代入（1）中的结果
可得
2 2 tan r1 tan(arcsin ) 3 7
【例2】用折射率为n的玻璃做成一个玻璃镜 面，用手指可以估测它的厚度。请说明具体 方法，并简述理由。 【析与解】用手指跟镜面垂直接触，估计指 尖与它的像间的距离，这个距离的一半与折 射率n 的乘积等于玻璃厚度。 如图所示，设指尖位置在S，玻璃厚度为d， 由指尖发出两条光线，一条垂直于镜面经反 射后沿原光路返回（光线1），一条在镜中与 镜面垂直方向成 角，镜反射后射出镜面时 折射角为 （光线 2 ），光线 1 、 2 的反向延 长线的交点即为S的像。
像的位置
f＜v＜2f，物像 在透镜两侧 v＝2f，物像在 透镜两侧
凸透镜 f＜u＜2f
u＜f 凹 透 镜 任意位置
wenku.baidu.com
v＞2f，物像在 倒立、放大、实像 透镜两侧 ︱v︱＞u，物像 正立、放大、虚像 在透镜同侧
正立、缩小、虚像 物像在透镜同侧
2、薄透镜成像作图
（1）两个基本原则 （2）三条特殊光线 3、薄透镜成像公式 （1）薄透镜成像公式
n2 3 。
（ 1 ）求每种波长的光射入玻璃板上表面 后的折射角r1，r2；
（ 2 ）为了使光束从玻璃板下表面出射时 能分成不交叠的两束，玻璃板的厚度 d 至少 为多少？并画出光路示意图。
【析与解】为了使得从玻 璃板下表面出射时能刚 好分成不交叠的两束， 就应该使得原光束左边 缘光中折射角大的这条 光恰能与右边缘中折射 角小的这条光在下表面 相交，如图所示，O点就是这两条光线的交 点，此时所对应的玻璃板厚度d 就是所 求的厚度。