1107夏令营高一光学.ppt

光 学 （4）望远镜 开普勒望远镜，成倒立像。 伽利略望远镜，成正立像。 放大率 * 例2（平面反射）物体S处在两个互相垂直的平面镜的角平分线上，可以看到镜中有几个S的像？ 解： 如图所示，3个 S O S1 S2 S3 * 例3（平面反射）如图所示，两平面镜A和B的镜面分别与图中纸面垂直，两镜面的交线过图中的O点，两镜面间夹角为?=15°，今自A镜面上的C点处沿与A镜面夹角?=30°的方向在纸面内射出一条光线，此光线在两镜面间经多少次反射后不再与镜面查遇。设两镜面均足够大，CO=1m。试求：（1）上述光线的多次反射中，最后一次反射是发生在哪块镜上？（2）光线自C点出发至发生最后一次反射，共经历多长的时间？ D O C A B 解： K 如图所示，若自OB出发，每隔α角画哦一块对称镜面，依次记为第1、第2、……第n块镜面，再作射线CD,使其一次与所有各可能相交的镜面而相交,设其相交的最后一块镜面为第n块，其交点为K,则 * D O C A B K 由图可见，由于第n块镜面与CD射线相交，而第(n+1)块镜面不与CD射线不相交，故n值应满足： 据 得 最后一次发射在B板 （2） 得 所以 * 例4（平面折射）在充满水（折射率为4/3）的容器底放一平面镜，人在水面上看自己的像，设人眼高出水面h1=5cm，镜在水面下深h2=-8cm。问人眼与像之距离为多少？ 解： h2 h1 M n2 n1 (a) 方法一:人眼三次成像 人眼与像的距离 * h2 h1 M M’ h’2 n2 n1 (b) 方法二:平面镜M被水折射后“浮”上来，如图(b)，M’是折射后镜子的像，它在水面下深度 人眼与像的距离 * * 例5（平面折射）人眼E垂直通过厚度为d、折射率为n的透明平板观察物体P，求像P’与P之间的距离。 解： 物体P经表面O1折射 d E P1 P P’ O1 O2 n0 n n0 像点P1经表面O2折射 例6一个圆柱形的筒高 h=20cm，底面直径 d=15cm，观察者在筒侧某处 P 看筒里，看到的最低处是侧壁深度h’= 11.25cm处的A点，如果筒里注满水，那么在P处恰好能看到侧壁底B，求水的折射率。? 解： P O P O A B A h’ h i i’ i d i 由图可知: 折射定律： * 例7（球面折射）薄玻璃平板M1与曲率半径为20cm 凸面镜M2相距b=16cm，物点P放在玻璃平板前a远处，要使P在M1中的像与在M2中的像重合，a应取多大？ 解： 物体P经M1反射 P P’ O1 O2 M2 M1 a b 物体P经M2反射 带入成像公式 得 * 例8（球面反射）凹面镜的曲率半径为150cm，要想获得放大三倍的像，物体应放在什么位置？如果是凸面镜则又如何？ 解： 凹面镜 成像公式 凹面镜(倒立的实像） 得 凹面镜(正立的虚像） 得 凸面镜 (虚物虚像） 得 (虚物实像） 得 * 例9（球面反射、折射）外形一样、折射率都为n0的两个薄平凸透镜，一个透镜的平面镀银，另一个凸面镀银，如果光线从未镀银的一面入射，它们的焦距之比为多少？ P2 P1 O1 O2 P3 解： 逐次成像法 取 根据球面镜折射公式有 得 P1经平面镜反射(虚物成实像) * P2 P1 O1 O2 P3 P2经平面镜反射(虚物成像) 根据球面折射公式有 得 即 * P1 O1 O2 P2 取 根据凹面镜反射公式，有 得 根据平面折射公式，有 即 所以 * * 几何光学的 基本定律 1.直线传播：光在均匀媒质中沿直线传播。 3.反射定律：反射线在入射面内，且与入射线分居法线两侧， 2.独立传播：两束光在空间相遇时，保持各自的特性（频率、振幅不变，按原方向继续传播） 反射的特性 反射面可以是任意形状，光滑或粗糙，但每一条光 线都遵从反射定律 反射无色散 反射角只决定于入射角，与波长及媒质无关 * 4.折射定律：折射线在入射面内，且与入射线分居法线两侧， n1 n2 i i’ γ (1)光在不同媒质中的传播速度不同 称为媒质对真空的折射率(绝对折射率） 称为媒质2对媒质1的相对折射率 * (2)不同波长的光在同一媒质中传播的速度不相等，因而与波长有关，一束白光入射某一媒质后，不同波长光的折射角不同，就出现色散现象。 (3)全反射：当光由光密媒质射向光疏媒质时，可能出现全反射。 * 光密媒质--- 折射率大的媒质； 光疏媒质--- 折射率小的媒质； n1 n2 i1 i2 时, 时, 时, 全内反射 包裹层 n1 n2 光纤 * (4)棱镜的偏向