十七、几何光学

《十七、几何光学》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、陌北学习网：www.985211.bid十七、几何光学一、知识网络在同一均匀介质中沿直线传播（影的形成、小孔成像等）光的反射定律光的反射分类（镜面反射、漫反射）光平面镜成像特点（等大、对称）光的折射定律（）光从一种介质光的折射棱镜（出射光线向底面偏折）进入另一种介质色散（白光色散后七种单色光）定义及条件（由光密介质进入光疏介质、入射角大于临界角）全反射临界角（C＝arcsin）全反射棱镜（光线可以改变90、180）二、画龙点睛概念1、光的直线传播⑴光源：能够自行发光的物体叫光源。光源发光过程是其他形式能(如电能、化学能、原子核能等)转化为光能的过程。⑵光线：研究光的传播时

2、，用来表示光的行进方向的直线称光线。实际上光线并不存在，而是对实际存在的一束很窄光束的几何抽象。光束：是一束光，具有能量。有三种光束，即会聚光束，平行光束和发散光束。⑶光的直线传播定律：光在均匀、各向同性介质中沿直线传播。如小孔成像、影、日食、月食等都是直线传播的例证。⑷光的传播速度：光在真空中的传播速度c=3×108m／s，光在介质中的速度小于光在真空中的速度。-14-陌北学习网：www.985211.bid⑸影：光线被不透明的物体挡住，在不透明物体后面所形成的暗区称为影。影可分为本影和半影，在本影区内完全看不到光源发出的光，在半影区内只能看到部分光源发出的光。如果光源

3、是点光源，则只能在不透明物体后面形成本影；若不是点光源，则在不透明物体后面同时形成本影和半影。影的大小决定于点光源、物体和光屏的相对位置。如图A所示，在光屏AB上，BC部分所有光线都照射不到叫做本影，在AB、CD区域部分光线照射不到叫做半影。AB如图B所示，地球表面上月球的本影区域可以看到日全食，在地球上月球的半影区域，可以看到日偏食。如图C所示，如地球与月亮距离足够远，在A区可看到日环食.C例题：如图所示，在A点有一个小球，紧靠小球的左方有一个点光源S。现将小球从A点正对着竖直墙平抛出去，打到竖直墙之前，小球在点光源照射下的影子在墙上的运动是A.匀速直线运动B.自由落体

4、运动C.变加速直线运动D.匀减速直线运动解析：小球抛出后做平抛运动，时间t后水平位移是vt，竖直位移是h=gt2，根据相似形知识可以由比例求得，因此影子在墙上的运动是匀速运动。例题：古希腊某地理学家通过长期观测，发现6月21日正午时刻，在北半球A城阳光与铅直方向成7.5角下射．而在A城正南方,与A城地面距离为L的B城，阳光恰好沿铅直方向下射．射到地球的太阳光可视为平行光，如图所示．据此他估算出了地球的半径．试写出估算地球半径的表达式R=.解析：太阳光平行射向地球，在B城阳光恰好沿铅直方向下射，所以，由题意可知过AB两地的地球半径间的夹角是7.5，即AB圆弧所对应的圆心角就

5、是7.5。如图所示，A、B-14-陌北学习网：www.985211.bid两地距离L可看做是弧长，地球的周长为2πR，由=,得R=24L/π。2、光的反射⑴反射定律⑵镜面反射和漫反射都遵守反射定律⑶反射定律的应用①平面镜对光线的作用（图二）控制光路：a：平面镜转过角，其反射光线转过角（见图三）b：互相垂直的两平面镜，可使光线平行反向射光（见图四）c：光线射到相互平行的两平面镜上，出射光线与入射光线平行（见图五）⑷平面镜成像①像的形成:如图所示,光源“S”发出的光线,经平面镜反射后,反射光线的反向沿长线全部交于“S¢”,即反射光线好像都从点“S¢”。（见图六）②平面镜成像作

6、用-14-陌北学习网：www.985211.bida.已知点源S,作图确定像S的位置（见图七）方法:根据反射定律作出两条入射光线的反射光线,反射光线的反向沿长线的交点即像S’b.已知光源S’位置,作图确定能经平面镜观察到（见图八）S的像S¢,眼睛所在的范围方法:①根据成像规律找到S’②光线好象从S’射出c．已知眼睛上的位置,作图确定眼睛经平面镜所能观察到的范围.方法一:根据反射定律作用（见图九）方法二:光线“好象”直接入射眼睛的像E¢(见图十)③平面镜成像规律：正立、等大、虚像、像与物关于平面镜对称⑸球面镜：反射面是球面一部分的镜叫做球面镜。用球面的内表面作反射面的叫凹镜

7、。用球面外表面作反射面的叫凸镜。凹面镜：具有汇聚作用，使物体成倒立的实像和正立放大的虚像。凸面镜：具有发散作用，使物体成正立缩小的虚像。可增大成像范围。具体实例：耳鼻喉科大夫头戴的聚光灯装置是凹面镜，汽车司机旁视镜是凸面镜，其作用是增大视野。球面镜的焦点和焦距：作为常识一般的了解即可。凹镜：平行光线射到凹镜面上，反射光线会聚于一点这一点叫凹镜的焦点，用F-14-陌北学习网：www.985211.bid表示，是反射光线实际交点是实焦点，如图9所示。顶点P是镜面的中心点。O点为球心。连接球心O与顶点P的直线叫主光轴又称主轴。焦点到