高中光学之几何光学

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1、几何光学本章在高考中的地位：儿何光学部分，由于删去了“透镜成像”，因此整体耍求有所降低，复习的重点是光的反射和折射、平面镜成像等知识。在复习中，注意以作图训练为主线，养成良好的作图习惯是学好本章的关键。作图的依据是光的直线传播、光的反射和光的折射三条基木定律。重点画好日食、月食、平面镜的反射和成像、棱镜对光线的作用，在成像问题中要注意目域和视场，即眼睛在哪个范围和眼睛所能看到的范围。注意数学屮儿何知识的应用，注意运用光路可逆原理分析有关光学问题。总之，要注意《考试大纲》屮的考点要求，把握好复习的标度和范围。近年高考试题多是从分析、确定像的位置和性质，光线

2、的传播方向，观察像或物的范围等方面，通过作光路图、计算等方式來考查对基本规律的理解和运用。当然也可能有综合应用题出现。一.光的直线传播1・光源：能自行发光的物体，如通电的电灯、点燃的蜡烛、太阳等.2.光沿直线传播的条件：在介质中，光沿直线传播.3.光速：⑴光在真宇屮的传播速度为c=3.00X108m/s.⑵在其它介质屮的速度八£,式中n为介质的折射率，n>l,故v〈c.n例1:如图1-1所示，一点光源S,它距离墙MN的水平距离为L,现从S处以水平速度V。抛出一小球P,P在墙上形成的影子为P',在球做平抛运动屮，其影子P'的速度/是多少？rwSVk7图M；

3、图1-2例2:—•路灯距地面的高度为h,身高为/的人以速度v匀速行走，如图1-2所示。⑴试证明人头顶的影子作匀速运动。⑵求人彫的长度随时间的变化率。二、光的反射1.反射定律：常见结论：⑴当反射面不变，入射角改变8,反射角将改变；同样，当反射面不变，入射光线以角速度3转动，反射光线转动的角速度为；(2)当入射光线不变，反射面转过9角，则反射光线将转过；同样，当入射光线不变，反射面转动角速度为3,则反射光线转动的角速度为；2•平而镜成像规律：.成像光路图：注意对称性即可•注意：人眼看到的镜屮的像是左右的.3•平面镜成像的变化规律：(1)镜不动，物向镜运动的速

4、镜向物运动的速度度为V,则像的速度为(2)物不动，镜向物运动的速度为V,则像的速度为(3)物不动，V与镜成0角，则像速为__例1:如图2-1所示，一光束沿平行于一镜而方向射到另一平而镜上后经三次反射仍沿原路返冋，则两平面镜的夹角为图2-1例2:身高1.8米的人，眼睛到头顶的距离为10厘米，站在竖直放置的平面镜前，要看到全身的像，平面镜的长至少为米，但下端距地面高为米.三、光的折射1•光的折射：光由一种介质射入另一种介质时，在界面上将发生光路改变的现象叫光的折射.1.光的折射定律：折射光线在入射光线和法线所决定的平面内，折射光线和入射光线分居在法线两侧，入

5、射角的正弦与折射角的正弦Z比是一个常数：罟》・n叫做这种介质的折射率.S111/注意：(1)在光的折射中，光路是可逆的（2）折射率是反映介质光学性质的物理量，它的大小由介质本身决定，同时光的频率越高，折射率越人。而与入射角、折射角的人小无关•例如：n紐_门紫1.折射率与光速的关系:介质的折射率等丁•光在真空中的速度与在该介质中的速度Z比，即n=c/v说明:⑴由n二c/v可知，任何介质的折射率都1.（填“大于”、“小于”、“等于”）⑵由心磐和心£，当光由真空（或空气）射入某种介质时，入射角折射角；当光由介质射入真空（或空气）时，入射角折射角.（填“大于”、

6、“小于”、“等于”）⑶两种介质相比较，折射率较大的介质叫介质，折射率较小的介质叫介质.5•常见结论：⑴如图3-1所示，人看水中的物体，位置偏；水中看岸上的人，位置偏__•同样可得，早上和晚上见到的太阳位置偏・例1:如图3-2所示，一储油圆桶，底而直径与桶高均为d.当桶内无油时，从某点A恰能看到桶底边缘上的某点〃.当抵内油的深度等于桶高一半时，在A点沿方向看去，看到桶底上的C点，C、〃相距2,由此可得油的折射率，n=；光在油屮传播的速度卩=m/s.2A.C.BCACld2+AC2d2+BC1例2:某位同学用下面的方法测量某种液体的折射率。如图3-3所示，

7、他在一个烧杯中装满了菜种透明液体，紧贴着杯口竖直插入一根直尺力〃，眼睛从容器边缘的戶处斜向下看去，观察到力经液面反射所成的虚像川恰好与〃经液体折射形成的虚像重合。他读岀直尺露出液而的长度MC、没入液体屮的长度〃C,量出烧杯的直径d。曲此求出这种透明液体的折射率为（）B.竺BCnd2-vBC1.Vt/2+AC2例3:水的折射率吩，当在水面下®深处放-强点光源时，看到透光水面的最大直径是多人？当此透光水面的直径变人时，光源正在上浮还是正在下沉？例4:为了观察门外的情况，有人在门上开一个小孔，将一块圆柱形玻璃嵌入其屮，如图3-4所示，圆柱体轴线与门面垂直，从

8、圆柱底面中心看去，可以看到门外入射光线与轴线间的最大夹角为视场角，已知该玻璃的折