幾何光學(xué)多媒體課件

幾何光學(xué)多媒體課件第1頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期日我們所以能看到東西是因?yàn)檠劬Ω惺芰藦奈矬w射來(lái)的光，或者說(shuō)要有光射到我們的眼睛里。人們要看見(jiàn)東西，必須要有光，而且光必須進(jìn)入人們的眼睛。第2頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期日古時(shí)候，人們不了解眼睛的構(gòu)造和作用。有人認(rèn)為，人的眼睛能看見(jiàn)東西，是因?yàn)檠矍缒苌斐鰞蓷l看不見(jiàn)的觸角，觸角碰到物體的時(shí)候，物體就被看見(jiàn)了。我們使用的語(yǔ)言中，還留有這種觀點(diǎn)的痕跡，例如“目擊”這個(gè)詞，它的字面意思是“目光觸及”，好象是說(shuō)，眼睛可以伸出一條光去觸及物體?，F(xiàn)在看來(lái)，這種看法自然是不科學(xué)的。實(shí)際上眼睛一點(diǎn)光也發(fā)不出來(lái)。第3頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期日能夠自行發(fā)光的物體叫光源

如蠟燭、電燈、太陽(yáng)、閃電等

第4頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期日注意：亮的東西不一定都是光源，如月亮、水晶等第5頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期日小孔成像

用一支削得很尖的鉛筆，在一張硬紙板的中心部分扎一個(gè)小孔?？椎闹睆郊s三毫米左右。設(shè)法把它直立在桌子上（如圖）。然后拉上窗簾，使室內(nèi)的光線變暗。點(diǎn)上一支蠟燭，放在靠近小孔的地方。拿一張白紙，把它放在小孔的另一面。適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)它的位置，就會(huì)在白紙上看到一個(gè)倒立的燭焰。我們稱(chēng)它是蠟燭的像。第6頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期日小孔成的像為什么是倒立的？為了說(shuō)明這些問(wèn)題，我們把蠟燭的火焰看成是由許多小發(fā)光點(diǎn)組成的，每個(gè)發(fā)光點(diǎn)都向四面八方射著光?？倳?huì)有一小束光，筆直地穿過(guò)小孔，在白紙上形成一個(gè)小光斑。燭焰上的每一個(gè)發(fā)光點(diǎn)都會(huì)在白紙上形成一個(gè)對(duì)應(yīng)的光斑，全部光斑在白紙上就組成了一個(gè)燭焰的像。第7頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期日從圖中可以看出，燭焰上部發(fā)的光沿直線通過(guò)小孔，照在白紙的下部；燭焰下部發(fā)出的光，通過(guò)小孔，照在白紙的上部，所以在白紙上形成一個(gè)倒立的像。小孔成像說(shuō)明光是任何傳播的？光是直線傳播的

第8頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期日光在均勻介質(zhì)中沿直線傳播注意：光在同一種介質(zhì)中沿直線傳播是有條件的，就是介質(zhì)要均勻，才是沿直線傳播的。如果介質(zhì)不均勻光線也會(huì)發(fā)生彎曲。第9頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期日由于光是沿直線傳播的，我們就可以沿光的傳播路線畫(huà)一條直線，并在直線上畫(huà)上箭頭表示光的傳播方向。這種表示光的傳播方向的直線叫做光線。將這種假想的光線及光的傳播路徑用畫(huà)圖的方法表示出來(lái)叫做光路圖。第10頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期日請(qǐng)舉例說(shuō)出光直線傳播的現(xiàn)象。（1）影子：大家想一想，在燈光下、陽(yáng)光、月光、下為什么會(huì)出現(xiàn)影子（2）影子為什么會(huì)隨著人與光源位置的改變？試畫(huà)圖說(shuō)明

影子的出現(xiàn)不恰恰證明了光在空氣中是沿直線傳播的嗎？如果光能拐彎，它就能繞過(guò)物體跑到物體的背后去，物體背光的一方就會(huì)亮起來(lái)，那還會(huì)有影子嗎？第11頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期日光在真空中的傳播速度。光在真空中的傳播速度是3×108m/s，（空氣中近似認(rèn)為3×108m/s）

光在水中傳播的速度是2.25×108m/s,光在玻璃中的傳播速度是2×108m/s第12頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期日記憶口訣真空水玻璃，速度節(jié)節(jié)低。對(duì)于兩種介質(zhì)來(lái)說(shuō)，光在其中速度較大的叫光疏介質(zhì)，速度較小的叫做光密介質(zhì)。對(duì)于水和玻璃兩種介質(zhì)來(lái)說(shuō)，哪一個(gè)是光疏介質(zhì)？第13頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期日光的反射及反射定律

反射是指光從一種介質(zhì)射到另一種介質(zhì)表面時(shí)，有部分光返回原介質(zhì)中傳播的現(xiàn)象。

光的反射所遵循的規(guī)律稱(chēng)為光的反射定律。第14頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期日光的反射定律

反射光線、入射光線與法線在同一平面上，反射光線和入射光線分居在法線的兩側(cè)，反射角等于入射角；

入射光線反射光線法線第15頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期日入射光線反射光線法線記憶口訣：1面2角3線第16頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期日注意：對(duì)應(yīng)于一條入射光線，只有一條反射光線。

反射角等于入射角。反射角隨著入射角的改變而改變記憶口訣：1面2角3線第17頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期日反射現(xiàn)象中光路可逆上圖中光線BO沿原來(lái)的反射光線OB的方向射到界面上，這時(shí)的反射光線OA定會(huì)沿原來(lái)的入射光線AO

的方向射出去。第18頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期日鏡面反射和漫反射黑板用久了，會(huì)出現(xiàn)“反光”現(xiàn)象，即有些同學(xué)會(huì)說(shuō)“老師，我看不清黑板上寫(xiě)的東西。為什么？是因?yàn)榘l(fā)生了鏡面反射，使有些方向沒(méi)有反射光線，從而看不見(jiàn)黑板上的東西。第19頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期日第20頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期日注意：無(wú)任是鏡面反射還是漫反射，每一條反射光線和入射光線之間的關(guān)系同樣遵守反射定律。另外，日常見(jiàn)到的絕大部分反射面都會(huì)發(fā)生漫反射，由于漫反射才能夠使我們從不同方向看到物體。教師里的黑板用毛玻璃、電影幕布用粗布，都是為了使各個(gè)方向的人都能看到物體。

第21頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期日紙亮還是鏡子亮？在一間黑屋子里，用手電筒照射一面鏡子和一張白紙。你想，是鏡子亮還是白紙亮？你也許立即回答：“是鏡子亮”。不要忙著下結(jié)論，還是先來(lái)觀察一下吧！第22頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期日左圖表示了這個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果：鏡子看起來(lái)成了黑的。如果在同樣條件下，白紙反而比鏡子亮一些。這是什么緣故呢？因?yàn)楣饣溺R面只能規(guī)則地反射光線，發(fā)生了鏡面反射第23頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期日一束光線照在白紙上，由于紙的表面凹凸不平，光束就被反射到許多不同的方向去，即發(fā)生了漫反射。

正是借助漫反射光線，我們才能在任何方向上看見(jiàn)被照亮的物體

第24頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期日答：閃電、夜光表、火炬都是光源。因?yàn)樗鼈儽旧矶际悄軌虬l(fā)光的物體。鉆石不是光源，因?yàn)樗鼈儽旧硎遣话l(fā)光的。第25頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期日平面鏡

凡反射面是平面的鏡子叫做平面鏡

平面鏡所成像是物體發(fā)出（或反射出）的光線入射到鏡面并發(fā)生反射，由反射光的延長(zhǎng)線在鏡后相交而形成的。

第26頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期日如圖所示，光從光源S

點(diǎn)發(fā)出，射到平面鏡上的光束，經(jīng)反射后一部分進(jìn)入眼睛，這束反射光看起來(lái)好象是從鏡后S’發(fā)出，沿直線射到眼中的一樣。光源S在平面鏡后的像S’并不是由實(shí)際光線會(huì)聚而成的，因而這樣的像叫虛像。因?yàn)槿绻霉馄练旁谄矫骁R后的S’處，是接收不到這個(gè)像的。第27頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期日人們有一個(gè)習(xí)慣，總是沿著直線去尋找射出光線的物體。第28頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期日平面鏡成象特點(diǎn)

物體在平面鏡里成的是虛象；象和物體的大小相等，它們對(duì)應(yīng)點(diǎn)的連線和鏡面垂直，它們到鏡面的距離相等。

記憶口訣：等大、對(duì)稱(chēng)、連線垂直第29頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期日平面鏡的應(yīng)用：梳妝用鏡子、潛望鏡等。

第30頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期日第31頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期日第32頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期日第33頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期日例題：一個(gè)身高1.7米的同學(xué)，站在豎直放置的穿衣鏡前，他要看到自己的全身像，穿衣鏡的長(zhǎng)度至少是多少？第34頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期日至少是人身高的一半第35頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期日第36頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期日硬幣的浮現(xiàn)

把一枚硬幣放在沒(méi)有裝水的瓷杯里。把瓷杯放在桌子上，慢慢地向遠(yuǎn)處推移，直到你的眼睛剛好看不到硬幣為止。第37頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期日保持你的頭部不動(dòng)，緩慢地向杯中倒水，倒著，倒著，怪事出現(xiàn)了：你又重新看到了杯底的硬幣。原因是這樣的，開(kāi)始的時(shí)候，你看不到硬幣，是因?yàn)閬?lái)自硬幣的光線被茶杯的邊緣擋住了，杯子里倒進(jìn)水以后，情況就發(fā)生了變化，來(lái)自硬幣的光線從水中射向空氣的時(shí)候，在水和空氣的界面上改變了前進(jìn)的方向（如上圖所表示的一樣），所以才能進(jìn)入你的眼中，使你看到了硬幣。第38頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期日光的折射光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)，它的傳播方向通常會(huì)發(fā)生改變，這種現(xiàn)象叫光的折射第39頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期日光的折射規(guī)律

在折射現(xiàn)象中折射光線，入射光線和法線在同一平面上；折射光線和入射光線總是分居在法線兩側(cè)，增大入射角，折射角也增大。

第40頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期日光從空氣斜射入其他介質(zhì)（水、油、酒精、玻璃等）時(shí)，折射角一定小于入射角；光從其他介質(zhì)射入空氣時(shí)，折射角大于入射角。第41頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期日注意：當(dāng)入射角為零時(shí)，折射角也為零，光線沒(méi)有偏折。第42頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期日記憶口訣光疏到光密，折射角偏小。光密到光疏，折射角偏大。第43頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期日第44頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期日人們有一個(gè)習(xí)慣，總是沿著直線去尋找射出光線的物體。

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