高三物理光學復習

光的反射和折射小孔成像光的直線傳播實例：光的反射規(guī)律：光的反射定律應用：平面鏡及其成像特點光的折射規(guī)律：光的折射定律全反射應用：棱鏡色散光譜影的形成：日食、月食光學實例：小孔成像、影的形成、日食和月食

１、光沿直線傳播的條件：在同種均勻介質(zhì)中，光沿直線傳播。習題

（1）規(guī)律：反射定律：反射光線跟入射光線和法線在同一平面內(nèi)，反射光線和入射光線分居法線兩側(cè)，反射角等于入射角。2、光的反射注意：①法線垂直界面； ②法線是入射光線、反射光線的角平分線； ③光路的可逆性； ④沿法線入射，光線原路返回。平面鏡成像特點？是等大的、正立的虛像，像與物關(guān)于平面鏡對稱。（3）應用：平面鏡成像及其特點做平面鏡成像光路圖的技巧：根據(jù)平面鏡成像有對稱性的特點，確定像的位置，再補畫光路圖。注意：鏡后的反向延長線要畫成虛線，虛像用虛線畫。（2）分類：鏡面反射和漫反射(課件)鏡面反射和漫反射都遵守反射定律。練習3、光的折射(課件)

（1）規(guī)律：折射定律：①射光線和入射光線和法線在同一平面上，②折射光線和入射光線分局在法線的兩側(cè)；③入射角的正弦跟折射角的正弦值成正比。②（2）折射率：①表示光從一種介質(zhì)進入到另一種介質(zhì)偏折性能的物理量。③折射光路也是可逆的練習

（3）全反射：(課件)

（a）條件：①光從光密媒質(zhì)進入光疏媒質(zhì) ②入射角大于臨界角C；

（b）發(fā)生全反射時，光線遵守反射定律全反射的一個重要應用就是用于光導纖維（簡稱光纖）。光纖有內(nèi)、外兩層材料，其中內(nèi)層是光密介質(zhì)，外層是光疏介質(zhì)。光在光纖中傳播時，每次射到內(nèi)、外兩層材料的界面，都要求入射角大于臨界角，從而發(fā)生全反射。這樣使從一個端面入射的光，經(jīng)過多次全反射能夠沒有損失地全部從另一個端面射出。(練習)a、一般所說的棱鏡都是用光密介質(zhì)制作的。入射光線經(jīng)三棱鏡兩次折射后，射出方向與入射方向相比，向底邊偏折。（若棱鏡的折射率比棱鏡外介質(zhì)小則結(jié)論相反。）b、作圖時盡量利用對稱性（把棱鏡中的光線畫成與底邊平行）。c、由于各種色光的折射率不同，因此一束白光經(jīng)三棱鏡折射后發(fā)生色散現(xiàn)象（紅光偏折最小，紫光偏折最大。）

（4）棱鏡：練習結(jié)束謝謝！退出物小孔像現(xiàn)象：成倒立的實像,證明了光沿直線傳播小孔成像原理圖

在本影區(qū)看到日全食在半影1、半影2看到日偏食在半影3看到日環(huán)食日地本影半影3半影1半影2地月本影、半影及日食的形成月月在半影區(qū)不會產(chǎn)生月食；沒有月環(huán)食。日月當月亮部分進入地球的本影區(qū)時，形成月偏食；當月亮全部進入地球的本影區(qū)時，形成月全食；地月食的形成習題1．關(guān)于日食和月食，下列說法中正確的是(A)在月球的本影區(qū)里可看到日全食

(B)在月球的半影區(qū)里可看到日偏食(C)在月球進入地球的半影區(qū)時，可看到月偏食

(D)在月球完全進入地球的本影區(qū)時，可看到月全食習題2、如圖所示,在距豎直墻MN左側(cè)一段距離的A點有一小球,在球的左邊、緊靠小球處有一固定的點光源S.給小球一向右的水平初速度,當小球在空中做拋運動時,在小于碰墻以前,它在墻上的影子由上而下的運動是()(A)勻速直線運動(B)自由落體運動(C)變加速直線運動(D)初速為零的勻加速直線運動,加速度a小于重力加速度gMvASNhd根據(jù)相似三角形：所以，h與t成正比，影作勻速直線運動S解題過程:習題3、卡文迪許扭秤是用來測定萬有引力恒量的重要儀器，為了觀察懸掛的石英絲發(fā)生的微小扭轉(zhuǎn)形變，卡文迪許采用了光放大的原理，圖中懸掛在石英絲下端的T形架的豎直桿上裝一塊小平面鏡M，M可將由光源S射來的光線反射到弧形的刻度尺上（圓弧的圓心即在M處）。已知尺距M為2m，若反射光斑在尺S上移動2cm，則平面鏡M轉(zhuǎn)過的角度是________rad。鏡面反射的特點： ①鏡面反射不改變光束性質(zhì)； ②入射光線不變，平面鏡轉(zhuǎn)過α角，反射 光線轉(zhuǎn)過2α角。習題4、如圖所示，任意一條光線射向夾角為φ的兩平面鏡的相對鏡面上，相繼經(jīng)兩鏡面反射后，最后射出線與最初入射線的方向間夾角應為()(A)φ(B)2φ(C)3φ(D)4φ習題5、如圖所示，用作圖法確定人在鏡前通過平面鏡可看到AB完整像的范圍。解：先根據(jù)對稱性作出AB的像A’B’，分別作出A點、B點發(fā)出的光經(jīng)平面鏡反射后能射到的范圍，再找到它們的公共區(qū)域（交集）。就是能看到完整像的范圍。習題6、半徑為R的透明介質(zhì)半圓柱體，橫截面如圖所示，圓心為O，兩條平行單色紅光與底面垂直射向圓柱面，光線1的入射點A為圓柱面的頂點，光線2的入射點為B，∠AOB=60°。已知介質(zhì)對紅光的折射率n=。⑴求兩條光線經(jīng)圓柱體底面折射后的交點與圓心O點的距離d。⑵若入射的是單色藍光，則距離d將比上面求得的結(jié)果大還是小？ROA12B60°習題7．圖中廣口瓶內(nèi)盛滿水，沿瓶口邊豎直插入瓶內(nèi)的直尺上與水面相齊的C點讀數(shù)為15.00cm，從圖中D處水面看到的，應與21.00cm刻度線S的反射光所成像相重疊的、水中直尺上的刻度是_______cm(已知瓶口＝8.00cm，水中光速為2.25×108m/s)。習題8．為了從軍事工事內(nèi)部觀察外界目標，在工事壁上開一長方形孔，設工事壁厚d=34.64cm，孔的寬度L=20cm，孔內(nèi)嵌入折射率為n=的玻璃磚，如圖所示，試問：

(1)嵌入玻璃后，工事內(nèi)部人員觀察到外界的視野有多大張角？(2)要想使外界180°范圍內(nèi)的物體全能被觀察到，應嵌入折射率為多大的玻璃磚？習題9、如圖所示，一條長度為L=5.0m的光導纖維用折射率為n=的材料制成。一細束激光由其左端的中心點以α=45°的入射角射入光導纖維內(nèi)，經(jīng)過一系列全反射后從右端射出。求：⑴該激光在光導纖維中的速度v是多大？⑵該激光在光導纖維中傳輸所經(jīng)歷的時間是多少？解題過程:解：

⑴由n=c/v可得v=2.1×108m/s

⑵由n=sinα/sinr可得光線從左端面射入后的折射角為30°，射到側(cè)面時的入射角為60°，大于臨界角45°，因此發(fā)生全反射，同理光線每次在側(cè)面都將發(fā)生全反射，直到光線達到右端面。由三角關(guān)系可以求出光線在光纖中通過的總路程為s=2L/，因此該激光在光導纖維中傳輸所經(jīng)歷的時間是t=s/v=2.7×10-8s。習題10、光導纖維是一種比頭發(fā)還細的玻璃絲，這種玻璃絲分為內(nèi)外兩層（芯線和包層），芯線的折射率比包層的折射率______。海市蜃樓是光在密度分布不均勻的空氣中傳播時發(fā)生全反射而產(chǎn)生的，原因是海面上的下層空氣的折射率比上層______；在沙漠中也會看到“海市蜃樓”現(xiàn)象，原因是接近沙面的空氣層比上層空氣的折射率______?！昂Ｊ序讟恰爆F(xiàn)象習題11、如圖所示，一細束紅光和一細束藍光平行射到同一個三棱鏡上，經(jīng)折射后交于光屏上的同一個點M，若用n1和n2分別表示三棱鏡對紅光和藍光的折射率，下列說法中正確的是() A.n1<n2，a為紅光，b為藍光B.n1<n2，a為藍光，b為紅光C.n1>n2，a為紅光，b為藍光D.n1>n2，a為藍光，b為紅光

全反射棱鏡

橫截面是等腰直角三角形的棱鏡叫全反射棱鏡。選擇適當?shù)娜肷潼c，可以使入射光線經(jīng)過全反射棱鏡的作用在射出后偏轉(zhuǎn)90o（下圖1）或180o（下圖2）。要特別注意