初中光學實驗

初中光學實驗第1頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月本講座的光學實驗均以幾何光學為理論基礎(chǔ)幾何光學的三個基本定律：光的直線傳播定律光的反射定律光的折射定律第2頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月光的直線傳播光在同一種均勻物質(zhì)里沿直線方向傳播。第3頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月光的直線傳播光的直線傳播的一個例證：針孔照相機小孔成像的特點是:小孔成像是光的直線傳播所形成的有趣現(xiàn)象。小孔所成的像是實際光束形成，可以使照相底片感光。小孔成像時，像的形狀與物相似，與孔的形狀無關(guān)。小孔減小時，像變得清晰，但亮度減小。第4頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月光的直線傳播光的直線傳播的一個例證：針孔照相機有關(guān)小孔成像的下列說法中,正確的是:A.小孔所成的像可以是彩色的.B.像的清晰度跟小孔的大小無關(guān).C.將照相底片放在光屏處可以拍攝到像.D.成像用的小孔必須是圓形的.答案:A,C第5頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月光的直線傳播光的直線傳播的一個實驗：小孔成像第6頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月光的直線傳播光的直線傳播的另一個例證：日食與月食

從光源發(fā)出的光,照射到不透明的物體上時,會在物體后面形成一個光線照射不到的黑暗區(qū)域,這就是物體的

“影”．點光源障礙物影第7頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月光的直線傳播光的直線傳播的另一個例證：日食與月食障礙物受擴展光源照射時，在屏上形成本影和半影.擴展光源障礙物第8頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月光的直線傳播光的直線傳播的另一個例證：日食日全食日偏食第9頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月光的直線傳播光的直線傳播的另一個例證：月食月全食月偏食當月球整個都進入本影時，就會發(fā)生月全食；但如果只是一部份進入本影時，則只會發(fā)生月偏食。月全食和月偏食都是本影月食。有時月球只進入半影，這就稱為半影月食。在半影月食發(fā)生期間，月亮將略為轉(zhuǎn)暗，但它邊緣并不會被地球的影子所阻擋。第10頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月

人是怎樣觀察到光線的直線傳播只有當光束進入人眼時，方能引起視覺效應(yīng)，人眼所能看到的只是光束的頂點，而不是光線的本身。PPP’P’P光的直線傳播第11頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月光的反射反射定律：反射角等于入射角。入射角反射角第12頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月光的反射平面鏡成像特點物體在平面鏡里成的是正立的虛像，像和物體大小相等,像和物體以鏡面為對稱。第13頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月光的反射利用作圖法求平面鏡成像的位置SOS’第14頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月光的反射利用作圖法求入射光線與反射光線的路徑SS’第15頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月光的反射為了在鏡看見自己的全身像，鏡子至少應(yīng)當有多高？Hh第16頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月光的反射平面鏡前有一個物，眼睛能不能看到其虛像？A第17頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月光的反射平面鏡前有一個物，眼睛能不能看到其虛像？B第18頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月光的反射平面鏡前有一個物，眼睛能不能看到其虛像？C第19頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月光的反射畫出通過該平面鏡所能看到物的范圍。第20頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月光的反射

地面有一不透明物體，眼睛在0點，通過天花板上的平面鏡，人眼能看到的右側(cè)地面最大的范圍。0FE第21頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月光的反射平面鏡的反射

第22頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月光的反射潛望鏡第23頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月光的反射微小長度變化的測----光杠桿工作原理

第24頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月光的反射微小長度變化的測----光杠桿工作原理

第25頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月光的反射平面鏡的反射

光線沿SO方向投射到一片和它垂直的平面鏡上，一定逆著SO方向反射回來;若平面鏡轉(zhuǎn)動角，則光線沿OA方向反射,

?SOA=2。ShAO第26頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月微小長度變化的測量----光杠桿工作原理

光的反射第27頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月關(guān)于線段的比例:光的反射第28頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月光的反射多面平面鏡的反射根據(jù)光的反射定律，可以證明光線經(jīng)過夾角為90°的兩個平面鏡的反射后，出射的光線與入射的光線之間的夾角為180°。即出射光線與入射光線平行但方向相反.第29頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月光的反射多面平面鏡的反射把三面平面鏡相互垂直地組裝在一起，就像箱子的一個角那樣，這個裝置稱之為角反射器。1969年7月，阿波羅11號的宇宙航行員第一次登上了月球，在上邊放置了一臺重30千克的“角反射器列陣”，它由100個石英制的角反射器組成，排列成10行，每行10個。角反射器剛放好，各國立即向它發(fā)射激光。宇航員還沒有離開月球，科學家就捕獲到了反射光。根據(jù)激光來回的時間和光速，就可以測得月亮與地球的距離。目前測月的誤差已經(jīng)減少到15厘米了。圖4-2-4 第30頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月光的反射多面平面鏡的成像特點

兩塊90°放置的平面鏡，能成多少個像？第31頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月光的反射多面平面鏡的成像特點第32頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月光的反射多面平面鏡的成像特點第33頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月光的反射多面平面鏡的成像特點

推廣至一般：兩個平面鏡相互之間夾角為，平面鏡所成像的數(shù)目為n-1個，n由下式求得：（360/）=n+x,x為小于1的數(shù)當=90時，可得3個像。思考題：當=60時，可得幾個像？第34頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月光的反射多面平面鏡的成像特點

將兩面鏡子豎立在桌面上,用這兩面鏡子來照一下自己。你會看到：兩面鏡子各照出你半個面孔，兩面鏡子的中線恰好在整個面孔的中間，再用右手摸一下右耳，啊！真奇怪，在鏡子里你竟看到自己正在摸左耳呢！第35頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月光的折射和固體折射率的測定折射現(xiàn)象及其規(guī)律光從一種物質(zhì)進入另一種物質(zhì)，它的傳播方向通常會改變，這種現(xiàn)象叫做光的折射。第36頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月折射現(xiàn)象及其規(guī)律折射定律nsini=n’sini’其中，i:入射角,i’:折射角光的折射和固體折射率的測定ii′nn′

光從空氣斜射入水或玻璃等透明物質(zhì)，折射角小于入射角；光從水或玻璃等透明物質(zhì)斜射入空氣，折射角大于入射角。ii′nn′n’大于nn大于n’空氣水第37頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月P1P2ii’Q1Q2光的折射和固體折射率的測定用插針法測定玻璃磚的折射率

用量角器分別測出i和i’，并依照折射定律計算玻璃磚的折射率第38頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月光的折射和固體折射率的測定用插針法測定玻璃磚的折射率第39頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月光的折射和固體折射率的測定用插針法測定玻璃磚的折射率第40頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月ii'P1P2Q1Q2A’C’B’光的折射和固體折射率的測定用插針法測定玻璃磚的折射率O第41頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月光的折射和固體折射率的測定用激光測定玻璃磚的折射率第42頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月光的折射和固體折射率的測定用激光測定玻璃磚的折射率第43頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月OP2ii’光的折射和固體折射率的測定

用針尖定出入射點與出射點在紙上的投影位置，用量角器分別測出i和i’，并依照折射定律計算玻璃磚的折射率O’D用激光測定玻璃磚的折射率P1P2第44頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月光的折射和固體折射率的測定用插針法測定玻璃磚的折射率---幾個思考題1.在紙上正確地畫出玻璃磚的兩個界面aa’和bb’后，不慎將玻璃磚向aa’方向移動了少許，折射率值是否發(fā)生改變？aa’bb’aa’bb’

2.在紙上將兩個界面aa’和bb’畫得比玻璃磚寬了少許，折射率值是否發(fā)生改變？

測得的折射角比真實的要大，由n=sini/sini’,測得的折射率偏小第45頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月光的折射和固體折射率的測定用插針法測定玻璃磚的折射率---幾個思考題三棱鏡玻璃圓柱體第46頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月透鏡成像和透鏡焦距的測定

兩個側(cè)面都磨成球面(或者一面是球面,另一面是平面)的透明體叫做透鏡.凸透鏡第47頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月透鏡成像和透鏡焦距的測定凸透鏡的成象特點：利用作圖法求透鏡成像位置FF’uv第48頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月凸透鏡的成象特點：利用作圖法求透鏡成像位置透鏡成像和透鏡焦距的測定FF’uv第49頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月凸透鏡的成象特點：利用作圖法求透鏡成像位置透鏡成像和透鏡焦距的測定uv虛像第50頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月凸透鏡的成象公式：物體位置像的位置像的大小像的虛實像的正倒應(yīng)用u=v=f極小實像倒立會聚u2f2fvf縮小實像倒立照相機u=2fv=2f等大實像倒立2fufv2f放大實像倒立幻燈機u=fv=不成像平行光源uf像物同一側(cè)虛像正立放大鏡透鏡成像和透鏡焦距的測定第51頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月透鏡成像和透鏡焦距的測定凸透鏡的成象特點：利用公式求透鏡成像位置uvu:物距，對于實物體總是取正值。實物體是指鏡前所放的物體或透鏡鏡前由其他透鏡所成的一個實像。V:像距，實像是正值，虛像是負值。f:透鏡焦距，凸透鏡是正值，凹透鏡是負值。1/6+1/3=1/2實物體虛物體第52頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月透鏡成像和透鏡焦距的測定凸透鏡的成象特點：利用公式求透鏡成像位置FF’u=6v=?f=21/v=1/2-1/6

=

1/3v=3第53頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月凸透鏡的成象特點：利用公式求透鏡成像位置透鏡成像和透鏡焦距的測定FF’u=3v=?1/v

=1/2-1/3=1/6v=6f=2第54頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月凸透鏡的成象特點：利用公式求透鏡成像位置透鏡成像和透鏡焦距的測定uv所以，虛像是負值。f第55頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月凹透鏡透鏡成像和透鏡焦距的測定第56頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月凹透鏡的成象特點：透鏡成像和透鏡焦距的測定F’第57頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月凹透鏡的成象特點：透鏡成像和透鏡焦距的測定F第58頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月自準直法測凸透鏡焦距

位于凸透鏡焦平面上物體發(fā)出的光，經(jīng)透鏡折射后成為平行光，若用一面反射鏡將這平行光反射回去，再經(jīng)過原透鏡，則必然成像于原焦平面上，透鏡與物之間的距離即為透鏡的距離。透鏡成像和透鏡焦距的測定第59頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月用準直法測凸透鏡焦距

位于凸透鏡焦平面上物體發(fā)出的光線，經(jīng)過透鏡折射后，再用一面反射鏡將這光線反射回去，再經(jīng)過原透鏡，則必然成像于原焦平面上，用作圖法可求得該像。透鏡成像和透鏡焦距的測定F副光軸作圖法第60頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月物距---像距法測量透鏡焦距透鏡成像和透鏡焦距的測定uv第61頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月光的折射

光學實驗的幾個技巧問題：光源：通常用平面圖形（例如網(wǎng)格）做物，還需要用小燈照明，由于小燈發(fā)光的線度甚小，應(yīng)在小燈和物之間加一塊毛玻璃，毛玻璃起漫反射作用，使物得到均勻照明。像屏：實像是光束的會聚中心，眼睛可以看到實像，但光束直徑較小，眼睛直接觀察不容易，可利用毛玻璃的漫反射，在各個角度都能看到屏上的像。各光學元件共軸的調(diào)節(jié)：粗調(diào)：將各個元件的中心大致在一條直線上，通常與光具座