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文檔簡介

1、一、光的直進(jìn) 1.光的直線傳播 2.三種實例(小孔成像、影的形成、日食月食) 3.光速 1一、光的直線傳播能夠自行發(fā)光的物體叫光源光源本身的線度比起光源到觀察點的距離要小很多時,這樣的光源叫做點光源。 一、光源2一、光的直線傳播二、光的直線傳播 光線 1、光在同一種均勻介質(zhì)中沿直線傳播; 光在不均勻介質(zhì)中傳播時光線發(fā)生彎曲2、光線:沿光的傳播方向作一條線,并標(biāo)上箭頭,表示光的傳播方向,這樣的線叫做光線。3、光的直線傳播舉例影子的形成:本影、半影 小孔成像 日、月食3一、光的直線傳播日月半影半影本影偽本影日食現(xiàn)象地4月全食5一、光的直線傳播四:光速1、討論光速2、介紹測量光速的發(fā)展史3、光速:真

2、空中: 3105 km/s4、1光年是指光一年通過的距離一光年的距離:5、用激光制成的測距儀發(fā)現(xiàn):光從地球到達(dá)月球只需要1.3秒試計算月地距離?距離3105 km/s 1.3s3.9 105 km3105 km/s365243600s=9.4608 1012km解:1光年 = 6 如圖所示, 某人在水平路面以勻速v通過某路燈下,若已知燈高為H,人高為h,問該人的頭部在地面上的影子移動速度是多少?Hhv7HhAOABB由圖可知 ;所以,即:因此,可得:8光的反射當(dāng)光遇到障礙物時,光會循另一方向折回原介質(zhì)的現(xiàn)象反射定律(1)入射線與反射線各 在法線的一側(cè),且與法線同在一平面上。(2)入射角等於反射

3、角。9光反射的種類單向反射:反射面平滑,而入射線為平行光束,反射光仍 為平行光束漫射:若反射面凹凸不平,而平行光雖為平行光束,反 射光卻四向分散無論單向反射或漫射,皆遵循光的反射定律10 如圖,在豎直平面xoy上,點光源位于軸上3坐標(biāo)點,AB為一平面鏡,A、B坐標(biāo)分別為A(-1,3),B(0,3),當(dāng)一觀察者從坐標(biāo)原點沿x軸負(fù)方向運動過程中,觀察者在以下哪些區(qū)域可以從平面鏡中觀察到點光源?y3114232344120 xAB511y3114232344120 xAB5SCSFE 由幾何關(guān)系知SS關(guān)于AC對稱,故在三角形SES中BC為中位線,因此ES2BC6,則E點的坐標(biāo)為(3,0)。同理可得,

4、F點的坐標(biāo)為(5,0)。所以,觀察者在EF區(qū)域可以從平面鏡中觀察到點光源。12 【例1】厚度不計的平面鏡MN放在水平地面上,距離平面鏡M端 4cm 處有一根標(biāo)桿 ,標(biāo)桿的零刻度線恰在地面,距平面鏡N端2m處直立著一個人SD,人眼離地面的高度為SD1.8m,如圖所示,平面鏡的長度MN1.0m,標(biāo)桿足夠長。 (1)人看平面鏡中的標(biāo)桿,不能看到標(biāo)桿的全部。畫出能被人看到的像的標(biāo)桿部分的成像光路圖,寫出作圖步驟。 (2)人看到平面鏡標(biāo)桿的最小刻度和最大刻度是多少?13光路如圖(a)或(b)所示 14(2)由OMF和SMD相似可得所以人看到的最小刻度 由ONE和SND 相似可得 (m)(m)所以人看到的

5、最大刻度15 有一矩形盒子的邊長分別為3a和4a,如圖所示。其三面壁上分別裝有平面鏡AB、BC和CD,另一面壁上距A點為a的地方有一小燈S,它發(fā)出的光線中有一根光線經(jīng)AB、BC、CD依次反射后恰好射回到S點,試作出這條光線的反射光路圖,并計算出這條光線自S發(fā)出又回射到S點的過程中,一共走過的路程。CABDS16 如圖所示即為反射光路圖。 由幾何關(guān)系可知SS3之間的距離和光線自S發(fā)出又回射到S點的過程中所走過的路程相等。CABDSS1S2S3E17 如圖所示,正方形空間ABCD,邊長為a,其中CD和BC為兩個平面鏡,其他兩面為屏幕,A處有一激光手電,初始方向恰沿AB方向,現(xiàn)使之以角速度沿順時針方

6、向勻速轉(zhuǎn)動。試問:當(dāng)轉(zhuǎn)角37o時光點在屏幕上移動的速度大小和速度方向沿;當(dāng)轉(zhuǎn)角60o時光點在屏幕上移動的速度大小和速度方向 。CDBA18CDBASS1S2v1vv2由圖可知,由幾何關(guān)系知由對稱性可知方向沿DA方向。 同理可得,當(dāng)轉(zhuǎn)角60o時光點在屏幕上移動的速度大小為8a/3 ,速度方向沿AB方向 。19對折射現(xiàn)象的感性認(rèn)識當(dāng)光從空氣斜射入水或玻璃中時, 折射角小于入射角;當(dāng)光從水或玻璃斜射入空氣中時, 折射角大于入射角 20法線介質(zhì)1介質(zhì)2i 當(dāng)光由介質(zhì)1射入介質(zhì)2,這時的折射率確切地說應(yīng)該叫做介質(zhì)2對(來自于)介質(zhì)1的光的相對折射率,通常用n21來表示21根據(jù)已有的知識,可知:可以進(jìn)一步

7、得到兩個具有通式意義有用的結(jié)論。21結(jié)論一:菲涅耳定律例題:光線依次通過三種介質(zhì),其偏折角度如圖所示。 請比較:三種介質(zhì)折射率的大小。介質(zhì)3介質(zhì)2介質(zhì)1答案:22結(jié)論二:例題 :光線從空氣射入甲介質(zhì)中時,入射角i=45,折射角r=30, 光線從空氣射入乙介質(zhì)中時,入射角i=60,折射角r=30 求:光在甲、乙兩種介質(zhì)中的傳播速度比介質(zhì)1介質(zhì)2i23解:設(shè)光在甲介質(zhì)中傳播的速度為v甲,光在乙介質(zhì)中傳播的速度為v乙根據(jù)折射率的定義式得: 根據(jù)折射率與光速的關(guān)系得: 24光線折射的例子25例1、如圖所示,有一長方形容器,高為30cm,寬40cm。在容器的底部平放著一把長40cm的刻度尺,眼睛在OA延

8、長線上的E點觀察,視線沿著EA斜向下看恰能看到尺的左端零刻度?,F(xiàn)保持眼睛的位置不變,向容器內(nèi)倒入某種液體且滿至容器口,這時眼睛仍沿EA方向觀察,恰能看尺上20cm的刻度,此種液體的折射率為 。 26例1、如圖所示,有一長方形容器,高為30cm,寬40cm。在容器的底部平放著一把長40cm的刻度尺,眼睛在OA延長線上的E點觀察,視線沿著EA斜向下看恰能看到尺的左端零刻度。現(xiàn)保持眼睛的位置不變,向容器內(nèi)倒入某種液體且滿至容器口,這時眼睛仍沿EA方向觀察,恰能看尺上20cm的刻度,此種液體的折射率為 。解析: AB=50cm,AC= 。 ACD4sin5BDrAB=2sin13CDiAC=27例題6

9、:一束寬度為10 cm的平行光束,以 60的入射角從空氣射入折射 答案:10厘米、17.3厘米介質(zhì)1介質(zhì)2i28 【例4】光導(dǎo)纖維是利用全反射傳導(dǎo)光信號的裝置。有一根光導(dǎo)纖維,內(nèi)芯材料的折射率為n1,外層材料的折射率為n2 。若使從一端射入的光線能在光纖內(nèi)傳播到另一端射出,而不會從光纖中漏出,試說明對入射光線的入射角有什么限制。29 【析與解】在這一問題中光線先后兩次射到介質(zhì)表面。第一次在空氣和折射率是n1的內(nèi)芯的界面;第二次在折射率是n1的內(nèi)芯和折射率是n2的外層的界面?,F(xiàn)在要求第二次能發(fā)生全反射,入射角 必須大于臨界角C(如圖所示)。30 而第一次的折射角r90 ,所以r必須小于90 C;第一次的入射角i也必須小于與之對應(yīng)的角度。 在空氣和內(nèi)芯的界面上折射 在內(nèi)芯和外層的界面上,考慮發(fā)生全反射的臨界情況,有 31由圖示看出 所以 90因此將式代入式,有而再將式代入式,得32 即:光線從另一端入射時,入射角必須

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