高二物理競賽單心光束實像和虛像課件

§1.單心光束實像和虛像一.單心光束、實像、虛像1.發(fā)光點：只有幾何位置而沒有大小的發(fā)射光束的光源。若光線實際發(fā)自于某點，則稱該點為實發(fā)光點；若某點為諸光線反向延長線的交點，則該點稱為虛發(fā)光點。2.單心光束：只有一個交點的光束，稱單心光束。此交點也稱為光束的頂點。發(fā)散單心光束會聚單心光束3.實像、虛像

當頂點為光束的發(fā)出點時，該頂點稱為光源、物點。

當單心光束經(jīng)光學系統(tǒng)折射或反射后，仍能找到一個頂點，稱光束保持了其單心性。該頂點稱為象點。實象：有實際光線會聚的象點。虛象：無實際光線會聚的象點。（光束反向延長線的交點）。P‘PP’P實像虛像光學系統(tǒng)光學系統(tǒng)光學系統(tǒng)實物成虛實象光學系統(tǒng)物空間像空間實物成實象光學系統(tǒng)虛物成實象物空間與像空間

光在平面介面上的反射和折射

一般情況下，光在介面上反射和折射后，其單心性不再保持。但只要滿足適當?shù)臈l件，可以近似地得到保持。接下來的兩節(jié)，主要研究在不同介面反射、折射時，光束單心性的保持情況。一、光在平面上的反射DM’MP‘PCBA

點光源P發(fā)出單心光束，經(jīng)平面鏡反射后，形成一束發(fā)散光束，其反向延長線交于一點P‘，且與P點對稱。

平面鏡是一個不破壞光束單心性、理想成像的完善的光學系統(tǒng)。并且也是唯一的一個。二、光在平面介面上的折射光束單心性的破壞

介質(zhì)n1中的發(fā)光點P發(fā)出單心光束經(jīng)介面XOZ折射后進入介質(zhì)n2，現(xiàn)取其中一微元光束，在XOY平面內(nèi),其折射光束的反向延長線交于P’點，并與OY軸交于P1、P2兩點。折射后，光束的單心性已被破壞!xB1B2n2n1OyP2P1PP`i1i2i1+△i1i2＋△i2A1A2●●z×三.全反射光學纖維全反射：全反射的條件：

只有反射而無折射的現(xiàn)象稱為全反射。應用：光學纖維xA3n2n1OyPi1i2icA1A2四.棱鏡EDCB1.偏向角、最小偏向角：

棱鏡是一種由多個平面界面組合而成的光學元件。光通過棱鏡時，產(chǎn)生兩個或兩個以上界面的連續(xù)折射，傳播方向發(fā)生偏折。最常用的棱鏡是三棱鏡。三棱鏡兩折射面的夾角稱三棱鏡頂角A。An2n1出射光與入射光之間的夾角稱棱鏡的偏向角。EDCBAn2n1此時，入射角最小偏向角：可以證明：當光路對稱+2sin2sinsinsin0212AAiin==q:,1n1=則由折射定律有即若此時三棱鏡處于空氣中θ達最小值即：

分光：當用白光入射時，由于折射率的不同，出射光將展開成彩帶即光譜。

改變光路：如右圖示4504502.應用光在單球面上的近軸成象一.基本概念和符號規(guī)則

光軸：若光學系統(tǒng)由球面組成，各球心的連線在一條直線上，則稱為共軸球面系統(tǒng)，這條直線為該光學系統(tǒng)的光軸。nn′rdhQODCQ′P′-PM光軸頂點

（1）線段：光軸方向上，以頂點為起點，沿光線進行方向為正，反之為負；垂直方向上，主光軸上方為正，反之為負。

（2）球面的曲率半徑：球心在球面頂點的右方為正，反之為負。(自左向右為正方向）符號規(guī)則：nn′rdhQODCQ′P′-PM★（3）物距：自參考點（球面頂點、薄透鏡的光心）到物點，沿光線方向為正，反之為負。（4）象距：自參考點（球面頂點、薄透鏡的光心）到象點，沿光線方向為正，反之為負。

（5）物高和象高：物高和象高垂直于光軸，向上為正，反之為負。（6）角