光學輔導講義

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上光學輔導講義（1）一、光的傳播知識要點l 光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播。l 我們在研究光的行為時，通常用一條直線代表光，這樣的直線就叫做光線。l 光在真空中的傳播速度是3.00108m/s。 歷史回眸在1983年，國際度量衡組織將一米定義為：光在真空中1s內(nèi)傳播距離的1/。如此我們就可以得到光速的定義值為m/s。光速的測量方法：齒輪法（斐索1849）、旋轉(zhuǎn)鏡法（傅科1851）以及旋轉(zhuǎn)棱鏡法（麥克爾遜1921）難點分析1、 人眼的判斷（1）人看到東西是由于有光進入了人的眼睛物像圖1由于光能量包含在光束之中，所以只有進入人眼的光束方能引起視覺。人眼所能看到的，即能成像于視

2、網(wǎng)膜上的只是光束的頂點，而不是光束本身。光在通過混濁物質(zhì)時，我們似乎能夠看到光束，但實際上是由于光束經(jīng)過的地方那些混濁物散射了光束，人眼只是看到散射光束的那些散射中心（2）判斷物的大?。ㄒ暯菃栴}）如圖1（3）判斷物的遠近（光線的反向延長線）例題1：如圖5所示，有一正方體形狀的不透光的房間，在其中的一面墻上開有一個圓形小孔.在這面墻的對面有一個正方形的平面鏡，在房間里有一個人靠在與平面鏡垂直的一側(cè)墻面上，當有一束垂直于圓孔的平行光通過圓孔射到平面鏡上時，他能看到的是： 圖2A. 鏡面上有一個圓形的亮斑。 B. 整個正方形鏡子的形狀。C. 整個房間的各處都是亮的。 D. 感到整個房間是一片黑暗。2

3、、影子（1）本影和半影光源發(fā)出的光照到不透明的物體上，光不能通過，在物體的背光面的后方形成了一個光照不到的黑暗區(qū)域，這就是物體的影。如圖3，是點光源照到一個不透明的球上，在球的后防形成一個黑暗區(qū)域，球在光屏上留下了一個清晰的影。圖圖如果用一個發(fā)光面比較大的面光源來代替點光源，就會產(chǎn)生如圖4所示的現(xiàn)象。發(fā)光面上的每一個發(fā)光點，都可以看作是一個點光源，它們各自都在物的背后形成一個影區(qū)。這些完全不會有光照射到的共同影稱為本影。本影的周圍還有一個能夠接受到部分光源發(fā)出的光的照射的較淡的影，叫半影。（2）日食和月食日食的發(fā)生可以用如圖5的光路圖說明：地球上處在月球本影區(qū)域里的人看到日全食；在月球半影區(qū)里

4、的人看到日偏食；在月球的偽本影區(qū)里看到日環(huán)食。日食大多發(fā)生在農(nóng)歷初一，發(fā)生日食現(xiàn)象時，只有在地球上處于白天一面而且處于月球本影區(qū)的人才能看到日食。圖當?shù)厍蜻\行到月球和太陽之間時，射向月球的太陽光被地球擋住了，光不能照射到月球上去，若整個月球全部進入地球的本影區(qū)里就會發(fā)生月全食。若月球一部分進入地球的本影區(qū)，另一部分可被陽光照到，就會發(fā)生月偏食。月食一般發(fā)生在農(nóng)歷十五或以后兩天內(nèi)。例題2：下列說法正確的是A月亮是天然光源B月球在太陽、地球之間時，一定發(fā)生日食C光一定時沿直線傳播的D影的出現(xiàn)是由于光沿直線傳播造成的例題3：排縱隊時，如果看到自己前面的一位同學擋住了所有的人，隊就排直了，如何解釋？3

5、、小孔成像小孔成像也是由于光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播形成的。小孔所成物體的像，跟小孔的形狀無關(guān)。成像的大小跟物體、光屏到小孔的遠近有關(guān)。成像的清晰程度跟物距、像距、孔徑有關(guān)。其中孔徑越小，物離孔較遠，屏離孔較近時，像比較清晰；反之就比較模糊了。小孔成的實像跟透鏡、面鏡成的實像不同。光學器件成的像，位置是確定的，小孔成的像跟光屏的位置有關(guān)。光學器件的像即可以用光屏收到，也可以直接用眼睛觀看，小孔成的像必須用光屏才能收到。用眼睛直接觀察一般只能看到一被照亮的小孔。例題4：在點燃的蠟燭與平面鏡之間放上一個帶小孔的屏，則A在鏡子里有一個蠟燭的實像B在鏡子里有一個蠟燭的虛像C在鏡子里有一個小孔的實像D

6、在鏡子里有一個小孔的虛像二、光的反射知識要點l 反射：指光射到物體表面時，有一部分光被物體反射回去的現(xiàn)象l 反射定律（與之相關(guān)的平面鏡成像）鏡面反射：如果反射面平滑，能使平行的入射光沿同一方向反射出去（平面鏡）漫反射： 反射面粗糙不平，即使入射光線平行，反射光線也不平行，而射向各個方向。光的反射例題5：黑板若發(fā)生“反光”會造成黑板上字跡看不清，這是因為反光的黑板會發(fā)生A漫反射現(xiàn)象，使光射向四面八方B鏡面反射現(xiàn)象，使進入人眼的光線太強C滿反射現(xiàn)象，使進入人眼的光線變?nèi)鮀鏡面反射現(xiàn)象，使字跡的光線只射向一個方向 難點分析1、實像與虛像來自實物發(fā)光點的光束，如果不改變方向而直接進入人眼，則該發(fā)光點作

7、為光束的頂點能被直接看到，如圖6如果由于反射或折射改變了光線的方向，則光束進入人眼時，人眼的感覺仍以直接沿剛剛進入瞳孔的光線方向來判斷光束的頂點，如圖7、圖8。其中實像所在的點確有光線會聚，但光線并不在會聚點停止，他們相交后仍繼續(xù)沿原來的直線傳播，人眼所看到的只是實像P（圖7），而不能看到實物P，虛像之處根本沒有光線通過，實際存在的只是進入人眼的轉(zhuǎn)向后的光線，只是由于這些光線的反向延長線會聚于一點，故而人眼看到的是在圖8中的P。圖圖圖2、利用平面鏡改變光路圖9光線傳播方向改變，是指改變傳播方向后的光線與原光線延長線的夾角如圖9例題5：如圖10所示，入射光線與反射面夾角為30，使平面鏡繞入射點O

8、沿順時針方向轉(zhuǎn)過20，同時移動光源，使入射光線也繞O點順時針轉(zhuǎn)動10，則反射光線將從原來位置轉(zhuǎn)過_。 如圖11所示，平面鏡跟水平方向的夾角為，一束入射光線沿著跟水平方向垂直的方向射到平面鏡O點，現(xiàn)將平面鏡繞O點且垂直于紙面的軸轉(zhuǎn)過時，反射光線跟入射光線之間夾角為_。O圖11圖1030O3、 偶鏡問題我們把兩個互成角度的平面鏡所組成的光學器件稱為偶鏡。（1）偶鏡中，反射光線與平面鏡之間的夾角規(guī)律如下：（如圖12）圖12圖12例題6：如圖13所示，兩平面鏡A和B成15夾角交于O點，從C 點處垂直于A鏡射出一條光線，此光線在兩鏡間經(jīng)多次反射后不再與鏡面相遇。試問：有幾次反射？而最后一次反射發(fā)生在哪個

9、鏡面上？（鏡面足夠長）A5次，B鏡B6次，B鏡C5次，A鏡D6次，B鏡60PP1P1P12P2P2P1PBCOAP12P2圖14圖13（）偶鏡成像關(guān)于偶鏡成像的個數(shù)我們一般可以得到如下公式（如圖14）圖16圖1（其中能整除360）例題7：如圖15中，AB、BC、CD為平面鏡，EF為擋光板，S為發(fā)光點。試從點作一條光線，經(jīng)過平面鏡反射后恰能通過如圖所示點。如圖16所示，光滑桌面上放有兩個光滑固定的擋板OM、ON，夾角60。角平分線上有兩個相同的彈性小球P和，某同學給小球一個速度經(jīng)過擋板的一次或多次反射后恰能擊中小球Q，小球的大小不計，也不考慮P球擊中O點時的情況，該同學要想實現(xiàn)上述想法，可選擇的

10、小球運動路線有 A2條B4條C6條D8條例題：兩個互相垂直的平面鏡組成了激光反射器，如圖17，如果入射光線的方向不變，反射器繞O點向順時針方向轉(zhuǎn)動了30，那么經(jīng)過反射器兩次反射的光線將轉(zhuǎn)過_。如圖18所示兩個平面鏡相互垂直放置，點光源在平面鏡內(nèi)成三個像?，F(xiàn)讓點光源S在水平面內(nèi)沿圓周順時針運動，則可以觀察到的三個像A全做順時針運動B全都做逆時針運動C一個順時針運動，另外兩個逆時針運動D一個逆時針運動，另外兩個順時針運動以平面鏡MO和NO為兩個側(cè)面的一個黑盒子里有一個點光源S，黑盒子的另一側(cè)EN上開一個小孔P，如圖19所示。一位觀測者在盒外沿與EN平行的方向走過，通過P孔能幾次看到S所發(fā)出的光 A

11、1次B2次C3次D4次圖19圖18圖17練習：1下列各項有關(guān)光的表述，哪項是正確的？(1)光在均勻的介質(zhì)中以直線傳播。(2)光是能量的一種形式。(3)光束的邊緣在真空中是可見的。A只有(1) B只有(3) C只有(1)和(2) D(1)、(2)和(3) 2、圖1中，光線在鏡子M2的反射角是多少？A40o B45o C50o D55o3、圖2中，光線在平面鏡的入射角是30o。把鏡子轉(zhuǎn)動20o后，反射角會變成多少？A10o B20o C30o D不能確定。圖1圖2圖34 下列各項有關(guān)平面鏡成像的述，哪項是正確的？(1)像在鏡的后面形成。(2)像為虛像。(3)像是倒置的。A只有(1) B只有(1)和

12、(2) C只有(2)和(3) D(1)、(2)和(3)5、如圖3所示，硬紙板上寫了三個字母。如果硬紙板放在平面鏡前，下列哪一項為平面鏡所形成的像ABCD6、一具潛望鏡由兩塊平面鏡組成。下列各項有關(guān)該潛望鏡最終所成的像的述，哪項必然是正確的？(1)像是直立的。(2)像為虛像。(3)像比物體小。A只有(2) B只有(3) C只有(1)和(2) D(1)、(2)和(3)7、如圖4所示，一女孩面向墻壁站立，她的眼睛與地面相距1.5 m?，F(xiàn)有一面小鏡，應把小鏡掛在墻上哪個位置，女孩才可看到天花板的燈A地面上方1.50 m的位置 B地面上方1.63 m的位置C地面上方1.75 m的位置 D地面上方1.83 m的位置8、如圖5中，兩塊平面鏡成直角相對擺放。一物體放在O點，光線經(jīng)兩塊鏡多次反射后便形成數(shù)個像。圖中哪個位置不會有像形成A只有I2 B只有I3 C只有I2和I3 D只有I3和I4圖4圖59、在黑暗的環(huán)境中攝影，通常都要使用閃光燈。 圖6 (a)閃光燈所產(chǎn)生的是會聚光束、平行光束、還是發(fā)散光束？產(chǎn)生這種光束的好處是甚么？(b)一個夜里，