光學(xué)輔導(dǎo)講義

光學(xué)輔導(dǎo)講義（1）一、光的傳播［知識要點(diǎn)］光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播。我們在研究光的行為時(shí)，通常用一條直線代表光，這樣的直線就叫做光線。光在真空中的傳播速度是0OX108m/s。［歷史回眸］在1983年，國際度量衡組織將一米定義為:在真空中1s內(nèi)傳播距離的/299792458如此我們就可以得到光速的定義值為99792458m/s光速的測量方法：齒輪法（斐1索849）、旋轉(zhuǎn)鏡法（傅科1851）以及旋轉(zhuǎn)棱鏡法（麥克爾1遜921）［難點(diǎn)分析］1、人眼的判斷（1）人看到東西是由于有光進(jìn)入了人的眼睛由于光能量包含在光束之中，所以只有進(jìn)入人眼的光束方能引起視覺。人眼所能看到的，即能成像于視網(wǎng)膜上的只是光束的頂點(diǎn)，而不是光束本身。光在通過混濁物質(zhì)時(shí)，我們似乎能夠看到光束，但實(shí)際上是由于光束經(jīng)過的地方那些混濁物散射了光束，人眼只是看到散射光束的那些散射中心2）判斷物的大?。ㄒ暯菃栴}）如1圖3）判斷物的遠(yuǎn)近（光線的反向延長線）[]例題1：如圖5所示，有一正方體形狀的不透光的房間，在其中的一面墻上開有一個(gè)圓形小孔在這面墻的對面有一個(gè)正方形的平面鏡房間里有一個(gè)人靠在與任斗平面鏡垂直的一側(cè)墻面上，當(dāng)有一束垂直于圓孔的平行光通過圓孔射到平面鏡言時(shí)，他能看到的是[]A.鏡面上有一個(gè)圓形的亮斑。C.A.鏡面上有一個(gè)圓形的亮斑。C.整個(gè)房間的各處都是亮的。B.整個(gè)正方形鏡子的形狀。D.感到整個(gè)房間是一片黑暗。圖22、影子（1）本影和半影光源發(fā)出的光照到不透明的物體上，光不能通過，在物體的背光面的后方形成了一個(gè)光照不到的黑暗區(qū)域，這就是物體的影。如圖3，是點(diǎn)光源照到一個(gè)不透明的球上，在球的后防形成一個(gè)黑暗區(qū)域，球在光屏上留下了一個(gè)清晰的影。圖3圖4J面光源的本彫和羊形圖3圖4J面光源的本彫和羊形如果用一個(gè)發(fā)光面比較大的面光源來代替點(diǎn)光源，就會(huì)產(chǎn)生所示的現(xiàn)象。發(fā)光面上的每一個(gè)發(fā)光點(diǎn)，都可以看作是一個(gè)點(diǎn)光源，它們各自都在物的背后形成一個(gè)影區(qū)。這些完全不會(huì)有光照射到的共同影稱為本影。本影的周圍還有一個(gè)能夠接受到部分光源發(fā)出的光的照射的較淡的半影影，。叫（2）日食和月食日食的發(fā)生可以用如圖5的光路圖說明：地球上處在月本球影區(qū)域里的人看到日全食；在月球半影區(qū)里的人看到日偏食；在月球的偽本影區(qū)里看到日環(huán)食。日食大多發(fā)生在農(nóng)歷初一，發(fā)生日食現(xiàn)象時(shí)，只有在地球上處于白天一面而且處于月球本影區(qū)的人才能看到日食。

月球&陽本影半影總本影月球&陽本影半影總本影當(dāng)?shù)厍蜻\(yùn)行到月球和太陽之間時(shí)，射向月球的太陽光被地球擋住了，光不能照射到月球上去，若整個(gè)月球全部進(jìn)入地球的本影區(qū)里就會(huì)發(fā)生月全食。若月球一部分進(jìn)入地球的本影區(qū)，另一部分可被陽光照到，就會(huì)發(fā)生月偏食。月食一般發(fā)生在農(nóng)歷十五或以后兩天內(nèi)。例題2：下列說法正確的是［］A.月亮是天然光源B.月球在太陽、地球之間時(shí)，一定發(fā)生日食C.光一定時(shí)沿直線傳播的D.影的出現(xiàn)是由于光沿直線傳播造成的例題3：排縱隊(duì)時(shí)，如果看到自己前面的一位同學(xué)擋住了所有的人，隊(duì)就排直了，如何解釋？3、小孔成像小孔成像也是由于光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播形成的。小孔所成物體的像，跟小孔的形狀無關(guān)。成像的大小跟物體、光屏到小孔的遠(yuǎn)近有關(guān)。成像的清晰程度跟物距、像距、孔徑有關(guān)其。中孔徑越小，物離孔較遠(yuǎn)，屏離孔較近時(shí)，像比較；清反晰之就比較模糊了。小孔成的實(shí)像跟透鏡、面鏡成的實(shí)像不同。①光學(xué)器件成的像，位置是確定的，小孔成的像跟光屏的位置有關(guān)。②光學(xué)器件的像即可以用光屏收也可以直接用眼睛觀看小孔成的像必須用光屏才能收到。用眼睛直接觀察一般只能看到一被照亮的小孔。例題4：在點(diǎn)燃的蠟燭與平面鏡之間放上一個(gè)帶小孔的屏，則［］A.在鏡子里有一個(gè)蠟燭的實(shí)像B.在鏡子里有一個(gè)蠟燭的虛像C.在鏡子里有一個(gè)小孔的實(shí)像D.在鏡子里有一個(gè)小孔的虛像二、光的反射［知識要點(diǎn)］反射：指光射到物體表面時(shí)，有一部分光被物體反射回去的現(xiàn)象反射定律（與之相關(guān)的平面鏡成像）鏡面反射：如果反射面平滑，能使平行的入射光沿同一方向反射出去（平面鏡）漫反射：反射面粗糙不平，即使入射光線平行，反射光線也不平行，而射向各個(gè)方向。例題5：黑板若發(fā)生“反光”會(huì)造成黑板上字跡看不清，這是因?yàn)榉垂獾暮诎澹蹠?huì)］發(fā)生A.漫反射現(xiàn)象，使光射向四面八方B.鏡面反射現(xiàn)象，使進(jìn)入人眼的光線太強(qiáng)C.滿反射現(xiàn)象，使進(jìn)入人眼的光線變?nèi)蹒R面反射現(xiàn)象，使字跡的光線只射向一個(gè)方向［難點(diǎn)分析］1、實(shí)像與虛像來自實(shí)物發(fā)光點(diǎn)的光束如，果不改變方向而直接進(jìn)入人眼則，該發(fā)光點(diǎn)作為光束的頂點(diǎn)能被直接看到，如圖6如果由于反射或折射改變了光線的方向，則光束進(jìn)入人眼時(shí)，人眼的感覺仍以直接沿剛剛進(jìn)入瞳孔的光線方向來判斷光束的頂點(diǎn)，如7圖、圖8。其中實(shí)像所在的點(diǎn)確有光線會(huì)聚，但光線并不在會(huì)聚點(diǎn)停止，他們相交后仍繼續(xù)沿原來的直線傳人眼所看到的只是實(shí)像（圖7）,而不能看到實(shí)物＞,虛像之處根本沒有光線通過實(shí)際存在的只是進(jìn)入人眼的轉(zhuǎn)向后的光只線是由于這些光線的反向延長線會(huì)聚于一點(diǎn)，故而人眼看到的是在圖中的P'。

圖7圖8圖圖7圖82、利用平面鏡改變光路光線傳播方向改變，是指改變傳播方向后的光線與原光線延長線的夾9角如圖如圖11所示，平面鏡跟水平方向的夾角為一束入射光線沿著跟水平方向垂直的方向射到平面鏡O點(diǎn)，現(xiàn)將平面鏡繩點(diǎn)且垂直于紙面的軸轉(zhuǎn)過時(shí)，反射光線跟入射光線之間夾角為_____如圖11所示，平面鏡跟水平方向的夾角為一束入射光線沿著跟水平方向垂直的方向射到平面鏡O點(diǎn)，現(xiàn)將平面鏡繩點(diǎn)且垂直于紙面的軸轉(zhuǎn)過時(shí)，反射光線跟入射光線之間夾角為_____①01=i@03=i+2a④0=i+3a4例題5：如圖10所示，入射光線與反射面夾角30°,使平面鏡繞入射點(diǎn)D沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)過0°,同時(shí)移動(dòng)光源，使入射光線也繞點(diǎn)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)0°,則反射光線將從原來位置轉(zhuǎn)過_3、偶鏡問題我們把兩個(gè)互成角度的平面鏡所組成的光學(xué)器件稱為偶鏡。（1）偶鏡中，反射光線與平面鏡之間的夾角規(guī)律如下：（如圖12）0=i+(n—1)an例題6：如圖13所示，兩平面鏡A和B成15°夾角交于□點(diǎn)，從C點(diǎn)處垂直于A鏡射出一條光線此光線在兩鏡間經(jīng)多次反射后不再與鏡面相遇。試問：有幾次反射？而最后一次反射發(fā)生在哪個(gè)鏡面上？（鏡面足夠長）[]A.5次,B鏡B.6次,B鏡C.5次,A鏡D.6次,B鏡

(2)偶鏡成像關(guān)于偶鏡成像的個(gè)數(shù)我們一般可以得到如下公式(如)圖360n=(其中a(其中a能整除360)例題7：如圖15中，AB、BC、CD為平面鏡,EF為擋光板,S為發(fā)光點(diǎn)。試從S點(diǎn)作一條光線經(jīng)過平面鏡反射后恰能通過如圖所示M點(diǎn)。如圖16所示，光滑桌面上放有兩個(gè)光滑固定的擋板M、ON,夾角60°。角平分線上有兩個(gè)相同的彈性小球P和Q,某同學(xué)給小球P—個(gè)速度經(jīng)過擋板的一次或多次反射后恰能擊中羽瑚的大小不計(jì)，也不考慮P球擊中0點(diǎn)時(shí)的情況，該同學(xué)要想實(shí)現(xiàn)上述想法，可選擇的小球運(yùn)動(dòng)路線有］A.2條B.4條C.6條D.8條例題8：兩個(gè)互相垂直的平面鏡組成了激光反射器圖17,如果入射光線的方向不變反射器繞O點(diǎn)向順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)了30°，那么經(jīng)過反射器兩次反射的光線將轉(zhuǎn)__過。_如圖18所示兩個(gè)平面鏡相互垂直放J點(diǎn)光源在平面鏡內(nèi)成三個(gè)像現(xiàn)讓點(diǎn)光源S在水平面內(nèi)沿圓周順時(shí)針運(yùn)動(dòng)，則可以觀察到的三個(gè)［像］A.全做順時(shí)針運(yùn)動(dòng)B.全都做逆時(shí)針運(yùn)動(dòng)C.一個(gè)順時(shí)針運(yùn)動(dòng)，另外兩個(gè)逆時(shí)針運(yùn)動(dòng).一個(gè)逆時(shí)針運(yùn)動(dòng)，另外兩個(gè)順時(shí)針運(yùn)動(dòng)以平面鏡MO和NO為兩個(gè)側(cè)面的一個(gè)黑盒子里有一個(gè)點(diǎn)光源黑盒子的另一佩N上開一個(gè)小孔P,如圖19所示。一位觀測者在盒外沿EN平行的方向走過，通過孔能幾次看至S所發(fā)出的光［］A.1次B.2次C.3次D.4次圖19圖19練習(xí)：1下列各項(xiàng)有關(guān)光的表述，哪項(xiàng)是正確的？光在均勻的介質(zhì)中以直線傳播。光是能量的一種形式。光束的邊緣在真空中是可見的。

A只有(1)B只有(3)C只有(1)和(2)D(1)、(2)和(3)2、圖1中，光線在鏡子2的反射角是多少？A40oB45oC50oD55o3、圖2中，光線在平面鏡的入射角是o。把鏡子轉(zhuǎn)動(dòng)3后，反射角會(huì)變成多少?4下列各項(xiàng)有關(guān)平面鏡成像的述，哪項(xiàng)是正確的？(1)像在鏡的后面形成(2)像為虛像。(3)像是倒置的。A只有(1)B只有(1)和(2)C只有(2)和(3)D(1)、(2)和(3)5、如圖35、形成的像6、一具潛望鏡由兩塊平面鏡組成。是正確的？下列各項(xiàng)有關(guān)該潛望鏡最終所成的像的哪項(xiàng)必然6、一具潛望鏡由兩塊平面鏡組成。是正確的？下列各項(xiàng)有關(guān)該潛望鏡最終所成的像的哪項(xiàng)必然(1)像是直立的。(2)像為虛像。(3)像比物體小。A只有(2)B只有(3)C只有(1)和(2)D(1)、(2)和(3)7、如圖4所示，一女孩面向墻壁站立，她的眼睛與地面1匿m現(xiàn)有一面小鏡，應(yīng)把小鏡掛在墻上哪個(gè)位置，女孩才可看到天花板的燈A地面上方1.50m的位置B地面上方1.63m的位置C地面上方1.75m的位置D地面上方1.83m的位置8、如圖5中，兩塊平面鏡成直角相對擺放。一物體放禎，光線經(jīng)兩塊鏡多次反射后便形成數(shù)個(gè)像。圖中哪個(gè)位置丕會(huì)有像形成A只有I2B只有I3C只有I2和I3D只有I3和I4

圖49、在黑暗的環(huán)境中攝影，通常都要使用閃光燈。圖49、在黑暗的環(huán)境中攝影，通常都要使用閃光燈。圖6(a)閃光燈所產(chǎn)生的是會(huì)聚光束平、行光束、還是發(fā)散光束？產(chǎn)生這種光束的好處