幾何光學(xué)多媒體課件

幾何光學(xué)多媒體課件第一頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期日我們所以能看到東西是因?yàn)檠劬Ω惺芰藦奈矬w射來的光，或者說要有光射到我們的眼睛里。人們要看見東西，必須要有光，而且光必須進(jìn)入人們的眼睛。第二頁，共四十九頁，編輯于2023年，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，人的眼睛能看見東西，是因?yàn)檠矍缒苌斐鰞蓷l看不見的觸角，觸角碰到物體的時(shí)候，物體就被看見了。我們使用的語言中，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，眼睛可以伸出一條光去觸及物體?，F(xiàn)在看來，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。第三頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期日能夠自行發(fā)光的物體叫光源

如蠟燭、電燈、太陽、閃電等

第四頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期日注意：亮的東西不一定都是光源，如月亮、水晶等第五頁，共四十九頁，編輯于2023年，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。孔的直徑約三毫米左右。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。我們稱它是蠟燭的像。第六頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期日小孔成的像為什么是倒立的？為了說明這些問題，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。第七頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期日從圖中可以看出，燭焰上部發(fā)的光沿直線通過小孔，照在白紙的下部；燭焰下部發(fā)出的光，通過小孔，照在白紙的上部，所以在白紙上形成一個(gè)倒立的像。小孔成像說明光是任何傳播的？光是直線傳播的

第八頁，共四十九頁，編輯于2023年，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。第九頁，共四十九頁，編輯于2023年，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一條直線，并在直線上畫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圖的方法表示出來叫做光路圖。第十頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期日請(qǐng)舉例說出光直線傳播的現(xiàn)象。（1）影子：大家想一想，在燈光下、陽光、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？試畫圖說明

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，它就能繞過物體跑到物體的背后去，物體背光的一方就會(huì)亮起來，那還會(huì)有影子嗎？第十一頁，共四十九頁，編輯于2023年，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第十二頁，共四十九頁，編輯于2023年，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)來說，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)來說，哪一個(gè)是光疏介質(zhì)？第十三頁，共四十九頁，編輯于2023年，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)律稱為光的反射定律。第十四頁，共四十九頁，編輯于2023年，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十五頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期日入射光線反射光線法線記憶口訣：1面2角3線第十六頁，共四十九頁，編輯于2023年，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線第十七頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期日反射現(xiàn)象中光路可逆上圖中光線BO沿原來的反射光線OB的方向射到界面上，這時(shí)的反射光線OA定會(huì)沿原來的入射光線AO

的方向射出去。第十八頁，共四十九頁，編輯于2023年，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“老師，我看不清黑板上寫的東西。為什么？是因?yàn)榘l(fā)生了鏡面反射，使有些方向沒有反射光線，從而看不見黑板上的東西。第十九頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期日第二十頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期日注意：無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。

第二十一頁，共四十九頁，編輯于2023年，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，還是先來觀察一下吧！第二十二頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期日左圖表示了這個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果：鏡子看起來成了黑的。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)生了鏡面反射第二十三頁，共四十九頁，編輯于2023年，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被照亮的物體

第二十四頁，共四十九頁，編輯于2023年，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。第二十五頁，共四十九頁，編輯于2023年，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，由反射光的延長線在鏡后相交而形成的。

第二十六頁，共四十九頁，編輯于2023年，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。第二十七頁，共四十九頁，編輯于2023年，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。第二十八頁，共四十九頁，編輯于2023年，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、連線垂直第二十九頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期日平面鏡的應(yīng)用：梳妝用鏡子、潛望鏡等。

第三十頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期日第三十一頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期日第三十二頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期日第三十三頁，共四十九頁，編輯于2023年，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，穿衣鏡的長度至少是多少？第三十四頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期日至少是人身高的一半第三十五頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期日第三十六頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期日硬幣的浮現(xiàn)

把一枚硬幣放在沒有裝水的瓷杯里。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。第三十七頁，共四十九頁，編輯于2023年，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，開始的時(shí)候，你看不到硬幣，是因?yàn)閬碜杂矌诺墓饩€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。第三十八頁，共四十九頁，編輯于2023年，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)象叫光的折射第三十九頁，共四十九頁，編輯于2023年，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。

第四十頁，共四十九頁，編輯于2023年，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。第四十一頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期日注意：當(dāng)入射角為零時(shí)，折射角也為零，光線沒有偏折。第四十二頁，共四十九頁，編輯于2023年，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。第四十三頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期日第四十四頁，共四十九頁，編輯于2023年，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。

第四十五頁，共四