1、2024/5/30 1高中物理第三册第十九章2024/5/30 2半影一、光的直线传播1、光源：能自行发光的物体。把其他形式的能转化为光能2、光的直线传播：光在同一种均匀介质中是沿直线传播的3、光线：沿光的传播方向作一条直线，并标上箭头，表示光的传播方向4、光沿直线传播所产生的现象分析影子本影：光源发出的光完全不能照到的地方半影：光源发出的光有部分能照到的地方点光源：光源很小而它到我们的距离很远我们可以把它看成一个很小的点。实际的发光体可以看成由无数点光源组成。本影本影2024/5/30 3【例1】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
2、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自由落体运动C变加速直线运动D匀减速直线运动lSAv0练习：一束平行光垂直照射竖直的墙壁，今将一小球在墙前以垂直于墙的初速度水平抛出，则小球在墙上的影的运动情况是A自由落体运动B匀速直线运动C平抛运动D以上说法都不对【例2】某人身高1.8 m，沿一直线以2 m/s的速度前进，其正前方离地面5 m高处有一盏路灯，试求人的头部的影子在水平地面上的移动速度。2024/5/30 4日食与月食地球太阳太阳月球例3如图所示，图中作出分析产生日环食的必要光线，当地球上的观察者随同地球一起进入图中1、2、3、4、5中的哪个区域，可能观察到日环
3、食（）A进入区域1中B进入区域2中C进入区域3或5中D进入区域4中日月2024/5/30 55、光速：光在真空中的传播速度为3108m/s二、反射、平面镜成像1、实像和虚像实像：实际光线会聚成的点为实像点，实像点构成的集合为实像。虚像：光线的反向延长线会聚成的点为虚像点，虚像点构成的集合为虚像。实像可以用光屏接收，也可以用肉眼直接观察；虚像不能用光屏接收，只能用肉眼观察2、反射定律光射到两种介质的界面上后返回原介质时，其传播规律遵循反射定律，反射定律的基本内容：反射光线、法线、入射光线共面；反射光线与入射光线分居法线两侧；反射角等于入射角，即1=22024/5/30 63平面镜成像的特点平面镜
4、成的像是正立等大的虚像，像与物关于镜面对称。4光路图作法根据平面镜成像的特点，在作光路图时，可以先画像，后补画光路图。5充分利用光路可逆在平面镜的计算和作图中要充分利用光路可逆。（眼睛在某点A通过平面镜所能看到的范围和在A点放一个点光源，该点光源发出的光经平面镜反射后照亮的范围是完全相同的。）6利用边缘光线作图确定范围【例4】如图所示，画出人眼在S处通过平面镜可看到障碍物后地面的范围。S2024/5/30 7【例5】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。ABMN7、平面镜动态成像当平面镜不动时，物速与像速相等发光点不动，平面镜转过角，反射光线转过2 角当物不动平面镜移
5、动时，在物、像的连线上，像相对于物的速度为平面镜移动速度的两倍。2024/5/30 8三、折射与全反射1、折射定律光射到两种介质的界面上后从第一种介质进入第二种介质时，其传播规律遵循折射定律（荷兰数学家斯涅耳）折射光线、法线、入射光线共面；折射光线与入射光线分居法线两侧；入射角的正弦与折射角的正弦之比等于常数，即n21sinsin在折射现象中光路也是可逆的2024/5/30 9折射率（n）：反映介质光学性质的物理量，n越大，光从真空进入该介质偏折的程度越大。定义：光从真空射入某种介质发生折射时，入射角1的正弦与折射角2的正弦之比。发生折射的原因：光在不同介质中传播的速度不同。介质的折射率n还可
6、以用光在真空中的速度c与光在该介质中的传播速度v之比来确定。vcn 光密介质与光疏介质两种介质相比较折射率较大的介质折射率较小的介质光密介质光疏介质光从光疏进入光密，入射角大于折射角；从光密进入光疏，入射角小于折射角2024/5/30 10【例6】如图所示，一储油圆桶，底面直径与高均为d，当桶内无油时，从某点A恰好能看到桶底边缘上的某点B，当桶内油的深度等于桶高的一半时，在A点沿AB方向看去，看到桶底的C点，C、B相距d/4，由此可得油的折射率为多少？光在油中的传播速度为多少？BCA关于“视深”问题【例7】有人在游泳池边上竖直向下观察池水的深度，看上去池水的视深约为h，已知水的折射率n=4/3
7、，那么，水的实际深度约为多少？蒙气差2024/5/30 11二、全反射1、条件：光从光密介质到光疏介质 入射角大于或等于临界角2、临界角C：现象：当光从光密介质射向光疏介质，且入射角达到临界角时，折射光线将消失，只剩下反射光线光从光密介质到光疏介质，当折射角等于90时的入射角当光从折射率为n的介质进入真空（空气）时：nC1sin2024/5/30 12【例8】一束光从空气射向折射率为n=的某种玻璃的表面，如图所示，i代表入射角，则()2A.当i45时会发生全反射现象 B.无论入射角是多大，折射角都不会超过45 C.欲使折射角r=30应以i=45的角度入射 D.当入射角i=arctan 时，反射
8、光线跟折射光线恰好互相垂直 2【例9】直角三棱镜的顶角=15，棱镜材料的折射率n=1.5，一细束单色光如图所示垂直于左侧面射入，试用作图法求出该入射光第一次从棱镜中射出的光线。2024/5/30 13【例10】如图所示，在厚度为d、折射率为n的大玻璃板的下表面紧贴着一个半径为r的圆形发光面，为了在玻璃板的上方看不到发光面，可以在玻璃板的上表面贴一块纸片，所贴纸片的最小面积为多大？ndr【例11】如图所示，某折射率为2的玻璃透明体，其横截面为1/4圆，圆弧半径为R，aobo，bo面被涂黑，使其完全吸收光，现有一束宽度为R的平行光垂直ao面入射，从外侧面看ab弧外表面只有一部分是光亮的，求光亮部分
9、的弧长为多少？2024/5/30 143、光的全反射现象的应用yaxoAB【例12】如图所示，AB为一块透明的光学材料左侧的端面。建立直角坐标系如图，设该光学材料的折射率沿y轴正方向均匀减小。现有一束单色光a从原点O以某一入射角由空气射入该材料内部，则该光线在该材料内部可能的光路是下图中的哪一个?yxoyxoyxoyxoBACD2024/5/30 154、光学元件对光的传播方向的改变棱镜、光的色散棱镜对光的偏折作用偏向角i r（向底边偏折）棱镜成像特点（虚像、较物点向顶角偏移）2024/5/30 16全反射棱镜光的色散白光是复色光同一介质对不同的色光折射率不同，不同色光在同一介质中的传播速度不
10、同。不同的色光从同一种光密介质到光疏介质的临界角不同，红光最大，紫光最小。不同的色光的频率不同，红光最小，紫光最大2024/5/30 17平行玻璃板不改变光的传播方向，也不改变光的会聚和发散程度，只发生侧移。成虚像，像点较物的实际位置有侧移玻璃球光从球面入射，一定可以从球面射出，且出射光线与入射光线关于连接入射点与出射点的弦的垂直平分线对称；出射光相对于入射光向圆心侧偏折。2024/5/30 18【例14】一束复色光由空气射向一块平行平面玻璃砖，经折射分成两束单色光ab。已知a光的频率小于b光的频率。下列哪个光路图可能是正确的？【例15】图示为一直角棱镜的横截面，bac=90，abc=60。一平行细光束从O点沿垂直于bc面的方向射入棱镜。已知棱镜材料的折射率n=，若不考虑原入射光在bc面上的反射光，则有光线（）A从ab面射出 B从ac面射出 C从bc面射出，且与bc面斜交 D从bc面射出，且与bc面垂直 2bcao
