光的折射和反射课件

光的反射和折射一、光的直线传播1、光源：能够发光的物体（如电灯、蜡烛、太阳等）2、光的直线传播光线：表示光的传播方向的一条直线---光束的抽象光在同一种均匀介质中沿直线传播想一想1.“床前明月光，疑是地上霜。”明亮的月球是光源吗？为什么？2.萤火虫、正在放映电影的银幕都是光源吗？为什么？4、小孔成像（1）小孔成像说明光沿直线传播。（2）光屏上的像是上下、左右颠倒的。（3）物体和孔的距离越小，像越大。（4）屏和孔的距离越大，像越大。.小孔成像说明什么？.像和物位置关系如何？.像的大小和什么有关？思考结论5、物体的影子本影：不透明物体背面光完全照不到的区域。半影：不透明物体背面有部分光照的区域。伪本影：本影的延长部分（有部分光照）。本影半影伪本影点光源小线光源大线光源本影半影半影半影半影影本影影的形成日月半影半影本影伪本影日食现象地地地地月食.因月球不会进入地球伪本影内,故无月环食日地.当月球位于地球本影区时,可观察到月全食.当月球位于地球半影区时,可观察到月偏食二、光的反射平面镜（一）光的反射：在两种媒质的分界面处，光将改变传播方向，一部分光被返射回原来的媒质中。1、反射定律：（1）反射光线、入射光线和法线在同一平面内，反射光线和入射光线分居在法线两侧（2）反射角等于入射角反射光线入射光线法线iγM镜面反射3、光路可逆在反射现象中光路是可逆的2、反射种类漫反射MM都遵循反射定律（二）平面镜1、成像（作图）2、成像特点（1）等大（2）正立（3）虚象(延长线交点）（4）物、像关于镜面对称3、平面镜作图的步骤（1）明确物体（2）找出对称（4）作出光路(至少画出两条光线且虚实分开）（3）确定虚象(5)确定观像范围要画边缘光线M4、应用潜望镜微小形变放大——库仑扭秤、卡文迪许扭秤练习利用平面镜作图法作出AB关于平面镜M的像，画出光路图MABA’B’解析：人看到头像,是由镜上C反光进入眼,人能看到脚的像,是镜上D处反射光进入眼的。因此,CD部分就是镜子最小长度。由平面镜成像特点及相似形知识可得：CD=0.5H注意:上述结论和镜子远近无关,但镜子上端C应与头顶A和眼E的中点等高。当镜子不是竖放时,镜子可以比0.5H更短.某人高H,站在穿衣镜前能看到自己全身像,问竖直放置的平面镜长度至少多大？镜子应如何放置？MNCDMN三、球面镜FFOOPP面镜实焦点虚焦点会聚作用发散作用凹（内反）凸（外反）车灯等后视镜等球面镜：反射面是球面的一部分空气玻璃四、光的折射(一)光的折射光从一种媒质射入另一种媒质时，传播方向发生改变的现象。入射光线AOBi改变，r也随之改变iγ折射光线反射光线i增大，r增大i减小，r减小1、光的折射CNN’法线水空气2、折射定律•折射光线在入射光线和法线所在的平面上，折射光线和入射光线分居在法线的两侧。•入射角的正弦跟折射角的正弦之比为一常数。3、折射现象解释视深比实深浅4、光路可逆A’A折射现象中光路可逆常数rsinisin光密媒质(二)折射率折射率是反映媒质光学性质的物理量——折射率sinisinnVCn光密媒质光疏媒质i＞γi＜γ光疏媒质(三)应用AOEγ’ii’γ1、光从玻璃砖的一面射入将从另一面射出C2ABD132、如图1、2、3为三条光线请根据光路走向判断•1、2、3哪条为入射光线、折射光线、反射光线？•AB、CD哪个是界面？哪条是法线？AO∥EB光线发生侧移BC2ABD13空气玻璃五、全反射(一)全反射现象光由光密介质射入光疏介质，当入射角增大到某一角度时，折射光线完全消失，只剩反射光线，光被全部反回。(二)发生全反射的条件2、条件：i＞Cnarcsinc1iγ1、光密光疏(三)应用1、判断射入三角棱镜的光路走向（n=2）全反射棱镜2、分析：水下人的视野范围θ43arcsin•(一)、什么是棱镜？•三棱镜-----横截面为三角形的棱镜•(二)、棱镜的光学作用：•1、改变光的传播方向；•2、使光发生色散。六、棱镜2、偏折角θ与棱镜材料的折射率有关，n大则θ大。θ还与入射角i有关。θi1、棱镜使光线向底面偏折。结论：(三)、三棱镜改变光路方向(四)、光的色散(1)棱镜使白光发生色散图•(2)几个重要结论：•(同种材料对不同颜色的光）•（a）折射角：红光最大、紫光最小。•（b）偏折角：红光最小、紫光最大。•（c）折射率：红光最小、紫光最大。•（d）速度：红光最大、紫光最小。方向改变180°方向改变90(五)、全反射棱镜(1)、横截面是等腰直角三角形的棱镜叫全反射棱镜。(2)、全反射棱镜对光线的控制作用：七、透镜1、透镜的构造折射面是两个球面，或者一个是球面，另一个是平面的透明体，2、透镜的种类凸透镜：中间厚，边缘薄.特点:对光线起会聚作用原因：棱镜对光线的偏折作用原理凹透镜：中间薄，边缘厚.特点:对光线起发散作用原因：棱镜对光线的偏折作用原理3、透镜的主轴、光心和焦点主光轴光心：对薄透镜来说，主轴跟透镜的两个交点可看作一点，这一点叫透镜的光心C1C2OC1C2O4、透镜的焦点FF’F’F实焦虚焦光心的重要性质：不管从任何方向通过光心的光线，传播的方向都不改变焦距（f）：从透镜的焦点到光心的距离。（只要透镜两侧的介质相同，两下焦点对光心是对称的，两个焦距相等）OO物距（u）像的性质大小正倒虚实u2fu=2ffu2fu＝f缩小倒立实像等大倒立实像放大倒立实像uf放大正立虚像不能成像，成一平行光u→∞光线会聚于焦点处八、透镜成像规律凸透镜成像规律归纳1.成实像时，物体和像分居在透镜的两侧；相对于物体，像一定是倒立的；可大于物体，也可小于物体。2.成虚像时，物体和像处于透镜的同一侧；相对于物体，像一定是正立的；像只能大于物体。3.焦点是实像和虚像的分界点；也是正立像和倒立像的分界点。4.2f点是放大像和缩小像的分界点。5.物体从无限远处靠近透镜焦点时，像从另一侧焦点起向无穷远处移动。6.物体从焦点处靠近透镜时，像从同一侧无穷远靠近透镜，但物体总比像更靠近透镜。凹透镜成像规律对凹透镜,无论物距多大,都不能在光屏上成实像,只能通过透镜看到物体同侧有一个正立、缩小、虚像。•（1）可能是倒立放大的实像；•（2）可能是倒立缩小的实像；•（3）可能是实像也可能是虚像；•（4）只能是正立缩小的虚像。1、关于凹透镜成像，以下说法正确的是√2.若物体发出的光，只经过单个透镜折射，则下列说法中正确的是？A.成倒立像时，物体和像在透镜的同一侧B.成正立像时，物体和像在透镜的同一侧C.成倒立像时，物体和像分居在透镜的两侧D.成像于光屏上时，则屏和物体位于透镜的同一侧√√3.物体置于透镜前，经过透镜成一个倒立的像，则A.透镜为凸透镜B.像是实像C.像比物体大D.物体在1倍焦距之外√√√4.凸透镜成虚像时，下列说法中正确的是A.像比物体要大一些B.像比物体要小一些C.像比物体离开眼睛远一些D.像比物体离开眼睛近一些√√九、透镜成像作图法1、凸透镜成像的三条特殊光线•平行于主光轴的光线,经折射后通过另一侧焦点•通过同一侧焦点的光线,经折射后和主轴平行•通过光心的光线，经过透镜后方向不变AFFOBA’B’2、凹透镜成像的三条特殊光线•平行于主光轴的光线,折射后的反向延长线通过同侧的焦点•通过另一侧焦点的光线,折射后平行于主光轴•通过光心的光线，经过透镜后方向不变A’B’FFOAB例题1.图中MN透镜主轴，S、S’分别是光源和光源的像。试判断透镜的种类？并作出透镜光心和焦点位置。S•S’•MN•S’•SMN•成正立缩小像,是凹透镜•过光心的光线方向不变，则SS’和MN的交点为光心。•再利用平行于主光轴的光线“过焦点”可得焦点。OF•F’••成正立放大像,是凸透镜•过光心的光线方向不变，则SS’和MN的交点为光心。•再利用平行于主光轴的光线“过焦点”可得焦点。OF’•F’•结论:1.透镜的性质可由像的性质来确定；2.光心的位置可由物、像连线与主轴交点来确定3.焦点的位置可由平行于主轴的光线来确定。例题2.图示，CD是物体AB的像，用作图法找出透镜的光心和焦点的位置，并确定透镜的种类。ABCDOF’•F•1.透镜的性质可由像的性质来确定；2.光心的位置可由物、像连线与主轴交点来确定3.焦点的位置可由平行于主轴的光线来确定。例题3、画出图中光线SA经过折射后的光线。例题4、确定图中透镜的类别、光心、焦点。说明：从S发出的所有经过透镜折射的光线都将会聚于一点。•SAOF’•F•OS’••FF’•透镜种类由折射作用定S’••S作出辅助物点S的像S’借助平行主轴光作焦点十、透镜成像公式fVu111凸f＞0凹f＜0总有u＞0实V＞0虚V＜0说明像的放大率|uV|AB'B'Am物长像长长度放大率|fufffVuVm|||||1、物体经透镜成一个倒立的像,像的长度和物体的长度相等,像与物体之间的距离是80厘米,则此透镜是______透镜,它的焦距是______厘米。凸202、用蜡烛、凸透镜、像屏等来研究成像实验时,无论怎样移动物屏也得不到像,其原因是__________________若固定蜡烛和像屏,无论怎样移动透镜,像屏上也得不到像,其原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。物体的物距小于f物体和光屏间距离小于4f3、当物体从远处移近凸透镜时,下列说法正确的是A.只要成放大像,像移动速率就大于物体移动速率B.只要成实像,像移动速率就大于物体移动速率C.只有成放大实像,像移动速率才大于物体移动速率D.只有成虚像,像移动速率才大于物体移动速率√十一、眼睛1、眼睛的结构：眼睛角膜、水样液、晶状体和玻璃体的共同作用相当一个凸透镜，从物体射进眼里的光无论是发散或会聚的光束，通过眼球折射后，会聚在视网膜上，视神经受到刺激，产生视觉。2、视觉光学原理：眼睛的调节看远处时，晶状体在睫状肌作用下，弯曲最小，会聚作用最小，眼睛焦距最大。看近处时，晶状体在睫状肌作用下，弯曲最大，会聚作用最大，眼睛焦距最小。远点和近点晶状体弯曲程度最小（最扁）时，能够看到的最远点，称为远点。正常眼睛的远点为无穷远。晶状体弯曲程度最大（最凸）时，能够看到的最近点，称为近点。正常眼睛的近点离眼睛约为10厘米。明视距离在合适照明下，正常眼睛看距离25厘米远处的物体，最不易疲劳，因此称25厘米的距离为明视距离。对比：正常眼,平行光会聚在视网膜上，近视眼视网膜距晶状体较远,晶状体较凸,平行光会聚在视网膜前。关于近视眼产生原因：先天或用眼不当形成矫正方法：戴凹透镜先发散后会聚在视网膜对比：正常眼,平行光会聚在视网膜上远视眼视网膜距晶状体较远晶状体较扁,平行光会聚在视网膜后矫正方法：戴凸透镜先会聚后发散在视网膜上关于远视眼形成原因：先天或外伤所形成1、下列说法正确的是A、人的眼睛像一架幻灯机B、人的眼睛有调节功能，像是一个焦距可调的照相机C、物体在视网膜上形成的像是倒立、缩小的实像，而物体经透镜生成的放大虚像在视网膜上形成缩小的虚像。D、物体经透镜折射成虚像，在视网上形成实像。B、D2、下列说法正确的是：A、眼睛能够看见物体的实像也能够看到该物体的虚像B、近视眼的晶状体较正常眼睛凸。C、近视眼配戴一定度数的凹透镜后，其明视距离为25厘米D、远视眼配戴一定度数的凸透镜后，其明视距离为25厘米A、B、C、D3、下列说法正确的是A、晶状体越扁,其焦距越小,越能看清近处物体B、晶状体越凸,其焦距越小,越能看清较近处物体C、用放大镜看报,其透镜越靠近报纸,看到的字越大D、用放大镜看报,报纸离其透镜的距离必须小于镜的焦距B、D