2013年高考物理第十六章 光的反射和折射(几何光学)

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1、第十六章光的反射和折射（几何光学）一、基本知识光源：能够自行发光的物体叫做光源，可分为点光源和面光源光线：人为地用来表示光的传播方向的带箭头的直线。不能认为光线是一束很细的光。光束：有一定关系的光线的集合。常见光束——平行光束、发散光束、会聚光束1、光的直线传播光的同一种均匀介质中沿直线传播。在真空中C＝3×108m/s，在介质中V＝实验基础：小孔成像、影的形成（1）小孔成像小孔足够小——但不能小到发生明显衍射的程度，以致于从光源的每个发光点射向孔屏的光线，都将在屏上对应形成一个小光斑，无数个小光斑组合起来，便在光屏上显示出一个倒立的与光源相似的图样，这一图样就是光源的像。例1夏

2、天在浓密的树荫下，常可看到一个个圆形的光斑，这表明A由重叠树叶所形成的小孔是圆的B是光沿直线传播出现的小孔成像C地面上的光斑是太阳的像D若出现了日偏食，光斑仍是圆的（2）影的形成——日食与月食点光源在障碍物之后只有本影区面光源在障碍物之后将形成本影区、伪本影区、半影区（也常将伪本影区和半影区统称为半影区）；面光源越大，本影区越小，半影区越大——无影灯就是根据这个原理制成的。伪本影区本影区影区（包括本影区、半影区）影区边界光线本影区、伪本影区边界光线A看见日环食，B、C看见日偏食，D在夜晚。A看见日全食，B、C看见日偏食，D在夜晚。····ABCD····ABCD太阳、月球、地球三

3、者在一条直线上、月球居中时出现日食，位于本影区的观察者将看见日全食，位于半影区的观察者将看见日偏食，位于伪本影区的观察者将看见日环食。需注意的是，地球上的观察者若能看见日全食，就不可能存在看见日环食的观察者，若存在看见日环食的观察者，就不可能存在看见日全食的观察者。太阳、月球、地球三者在一条直线上、地球居中时出现月食。当月球全部进入地球的本影区时出现月全食，月球有一部分进入地球的半影区时出现月偏食。8说明：人根据光沿直线传播的经验确定物体的位置；看见物体的条件是来自物体的光线进入眼睛；在空气中，我们能看见没有直接射向眼睛的光束，其原因是空气中的尘埃对光的散射，使得每颗尘埃都成为能

4、向四面八方发光的发光点，所谓看见光束实际上是看见尘埃（太小的尘埃无法辨别其形状）。我们能在各个位置看见电影银幕上的图象，是由于银幕对来自放映机的入射光发生了漫反射，使得各个方向都有来自银幕的反射光。2、光的反射平面镜成像光到达两种介质的分界面时，一般说来将同时发生反射和折射，从光密介质射向光疏介质时有可能只反射无折射，这种现象称为全反射。光垂直于分界面入射时，反射光、折射光与入射光在一条直线上，若倾斜入射，光路将偏折。（1）反射定律略（2）在反射现象中光路可逆（3）无论是镜面反射还是漫反射，每条反射光线都遵守光的反射定律（4）平面镜成像平面镜对光路的控制说明：确定物点的像点，可以

5、用两条光线作成象光路图。若反射光（或折射光）是发散光束，反向延长线交于一点，这样形成的像称为虚像；若反射光（或折射光）是会聚光束，这时像由反射光（或折射光）实际会聚而成，这种像称为实像。平面镜成像特点：与物等大的、正立的、与镜面对称的虚像。画平面镜成像光路图时，可先由对称性确定像点，再补画光路图。特点：a实物成虚像；b反射光相当于是从像点按直线传播发出的光线；c发散光束经反射后仍是发散光束；S／S特点：a由光路可逆易知，对着像点入射的光线，其反射光线通过物点；b会聚光束经反射后仍是会聚光束SS／平面镜对光路的控制：平面镜转过α，则反射光转过2α（5）利用像点作图的技巧方法一：反射

6、光线相当于由像点按直线传播发出；方法二：对着像点发出的光线经反射后将通过该像点的物点a用三角板确定光的传播方向确定反射光线确定入射光线从S点发出经平面镜依次反射后恰能通过P点的光路图··SP例2AMNBA/B/看到AB完整像的范围b用三角板确定在什么范围可以看见物体的像例3如图所示，用作图法确定人在镜前通过平面镜可看到AB完整像的范围。c用三角板确定在给定位置可以看见物体的哪些部位8ABbaNMP2P1例4右图中AB表示一直立的平面镜，P1P2是水平放置的米尺（有刻度的一面朝着平面镜），MN是光屏，三者相平行，屏MN上的ab表示一条竖直的缝（即a、b之间是透光的）。某人眼睛紧贴米

7、尺上的小孔S（其位置见图），可通过平面镜看到米尺的一部分刻度。试在本题的图上用三角板作图求出可看到的部分。（设想S处有一点光源，它经平面镜反射后能照亮的区域就是能看见的区域）S3、光的折射全反射色散（1）光的折射i越大时，r越大，当i=900时r最大为sinr＝1/nr1，所以r>i，背离法线方向偏