光学基础知识及习题.doc

第二章 光现象 1、光源：能够自行发光的物体叫光源 【下面哪些是光源：太阳、火焰、闪电、萤火虫、 点燃的蜡烛、发光的电灯、激光束、月亮 锃光瓦亮的书桌】 2、光在均匀介质中是沿直线传播的 大气层是不均匀的，当光从大气层外射到地面时，光线发了了弯折（海市蜃楼、早晨看到太阳时，太阳还在地平线以下、星星的闪烁等） 3、光速 光在不同物质中传播的速度一般不同，真空中最快 光在真空中的传播速度：V = 3×m/s，在空气中的速度接近于这个速度，认为V，水中的速度约为3/4V，玻璃中为约2/3V 4、光直线传播的应用 可解释许多光学现象：激光准直，影子的形成，月食、日食的形成、小孔成像等 5、光线 光线：表示光传播方向的直线，即沿光的传播路线画一直线，并在直线上画上箭头表示光的传播方向（光线是假想的，实际并不存在） 6、光的反射 【入射角、反射角、法线】光从一种介质射向另一种介质的交界面时，一部分光返回原来介质中，使光的传播方向发生了改变，这种现象称为光的反射 7、光的反射定律 反射光线与入射光线、法线在同一平面上；反射光线和入射光线分居在法线的两侧；反射角等于入射角 可归纳为：“三线共面，两线分居，两角相等” 理解：由入射光线决定反射光线，叙述时要“反”字当头 发生反射的条件：两种介质的交界处；发生处：入射点；结果：返回原介质中 反射角随入射角的增大而增大，减小而减小，当入射角为零时，反射角也变为零度 8、两种反射现象 镜面反射：平行光线经界面反射后沿某一方向平行射出，只能在某一方向接收到反射光线（反射面是光滑平面）【黑板发亮看不清字】 漫反射：平行光经界面反射后向各个不同的方向反射出去，即在各个不同的方向都能接收到反射光线（反射面是粗糙平面或曲面） 注意：无论是镜面反射，还是漫反射都遵循光的反射定律 9、在光的反射中光路可逆 10、平面镜对光的作用 （1）成像 （2）改变光的传播方向 11、平面镜成像的特点 （1）成的是正立等大的虚像 （2）像和物的连线与镜面垂直，像和物到镜的距离相等 理解：平面镜所成的像与物是以镜面为轴的对称图形，即平面镜是物像连线的中垂线。 12、实像与虚像的区别 实像是实际光线会聚而成的，可以用屏接到，当然也能用眼看到。 虚像不是由实际光线会聚成的，而是实际光线反向延长线相交而成的，只能用眼看到，不能用屏接收。 13、平面镜的应用 （1）水中的倒影 （2）平面镜成像 （3）潜望镜 第三章 透镜及其应用 1、光的折射 光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向一般会发生变化，这种现象叫光的折射 理解：光的折射与光的反射一样都是发生在两种介质的交界处，只是反射光返回原介质中，而折射光则进入到另一种介质中，由于光在在两种不同的物质里传播速度不同，故在两种介质的交界处传播方向发生变化，这就是光的折射。 注意：在两种介质的交界处，发生折射的同时必发生反射， 折射中光速必定改变，而反射中光速不变 2、光的折射规律 光从空气斜射入水或其他介质中时，折射光线与入射光线、法线在同一平面上，折射光线和入射光线分居法线两侧；折射角小于入射角；入射角增大时，折射角也随着增大；当光线垂直射向介质表面时，传播方向不变，在折射中光路可逆。 理解：折射规律分三点：（1）三线共面 （2）两线分居（3）两角关系分三种情况：①入射光线垂直界面入射时，折射角等于入射角等于0°；②光从空气斜射入水等介质中时，折射角小于入射角；③光从水等介质斜射入空气中时，折射角大于入射角 3、在光的折射中光路也是可逆的 4、透镜及分类 透镜：透明物质制成（一般是玻璃），至少有一个表面是球面的一部分，且透镜厚度远比其 球面半径小的多。 分类： 凸透镜： 边缘薄， 中央厚 凹透镜： 边缘厚， 中央薄 5、主光轴、光心、焦点、焦距 主光轴：通过两个球心的直线 光心：主光轴上有个特殊的点，通过它的光线传播方向不变。焦点：凸透镜能使跟主轴平行的光线会聚在主光轴上的一点，这点叫透镜的焦点，用“F”表示 虚焦点：跟主光轴平行的光线经凹透镜后变得发散，发散光线的反向延长线相交在主光轴上一点，这一点不是实际光线的会聚点，所以叫虚焦点。 焦距：焦点到光心的距离叫焦距，用“f”表示。 每个透镜都有两个焦点、焦距和一个光心。 6、透镜对光的作用 凸透镜：对光起会聚作用 凹透镜：对光起发散作用 7、凸透镜成像规律 物 距( u ) 成像大小 虚实 像物位置 像 距( v ) 应 用 u 2f 缩小 实像 透镜两侧 f v 2f 照相