光学分几何光学和光的本性两部分前者讨论光传播的规律及其应(精)课件.pptVIP

光学分几何光学和光的本性两部分。前者讨论光传播的规律及其应用，主要运用几何作图的方法。后者重在探究“光是什么？”。

几何光学——以光的直线传播为基础运用几何学研究光的传播光的直线传播、光的反射定律、光的折射定律是光传播的基本规律，平面镜成像、棱镜色散偏移等光现象是这些基本规律的应用，高考试题多是从光线的传播方向，通过做光路图、计算等方式来考查学生对基本规律的理解和应用。注意近几年高考经常出现光学与运动学结合的试题。因此在这部分复习中应使学生掌握三个规律——光的直线传播、反射定律、折射定律;三个概念——折射率、全反射临界角和光的色散;两个作图法——反射、折射光路图和成像作图;两个仪器——平面镜、棱镜；一个思想——光路可逆思想。

一.光的直线规律在同种均匀介质中光总是沿着直线传播。应该注意到，在真空中，光沿直线传播的速率均为C=3×10m/s，在其它介质中，光8的沿直线传播的速率＜C，且不同的色光在同一种介质中沿直线传播的速率不同，频率越高，速率越小。

例1.一九二三年美国物理学家迈克耳逊用旋转棱镜法较准确的测出了光速，其过程大致如下，选择两个距离已经精确测量过的山峰（距离为L），在第一个山峰上装一个强光源S，由它发出的光经过狭缝射在八面镜的镜面1上，被反射到放在第二个山峰的凹面镜B上，再由凹面镜B反射回第一个山峰，如果八面镜静止不动，反射回来的光就在八面镜的另外一个面3上再次反射，经过望远镜，进入观测者的眼中。(如图所示)如果八面镜在电动机带动下从静止开始由慢到快转动，当八面镜的转速为ω时，就可以在望远镜里重新看到光源的像，则光速等于(B)A：4Ｌω／πC：16Ｌω／πB：8Ｌω／πD：32ω／π

例2.（2005年高考理综北京卷19.12.3s后又听到雷声。已知空气中的声速约为330m/s~340m/s，光速为3×10m/s，于是他用12.3除以83很快估算出闪电发生位置到他的距离为4.1km。根据你所学的物理知识可以判断BA.这种估算方法是错误的，不可采用B.这种估算方法可以比较准确地估算出闪电发生位置与观察考间的距离C.这种估算方法没有考虑光的传播时间，结果误差很大D.即使声速增大2倍以上，本题的估算结果依然正确

例3.如图所示，在高为3.2m处有一点光源S，在紧靠着光源S处有一小球A以初速υ作平抛运动.若在落地0点预先放置一竖直屏幕，不计空气阻力，小球A在屏幕上的影子P作什么运动?经过0.4s影子的速度是多?(g取10m/s)2解：画出运动示意图如图示：小球运动的总时间v0水平总位移X=vTxC0SP经t秒小球运动到B,Ayx=v0ty=1/2gt2BDPD=X×y/x=0.8v×1/2gt2／vt=0.4gt00所以，小球做匀速运动,速度为4m/sX

二、光的反射1.光的反射定律反射光线跟入射光线和法线在同一平面内，反射光线和入射光线分居于法线两侧，反射角等于入射角。注意：a.在光的反射现象中，光路是可逆的，b.不论镜面反射还是漫反射都遵循反射定律

例1：（2006年全国卷Ⅰ23.）(16分)天空有近似等高的浓云层。为了测量云层的高度，在水平地面上与观测者的距离为d=3.0km处进行一次爆炸，观测者听到由空气直接传来的爆炸声和由云层反射来的爆炸声时间上相差Δt＝6.0s。试估云层下表面的高度。已知空气中的声速v=1/3km/s。

2．平面镜对光线的控制作用（1）平面镜对光线有反射作用，反射光与入射光遵循反射定律．（2）一束平行光的情况：入射光方向不变，平面镜转动α角，反射光转动2α角．（3）一束发散光的情况：经平面镜反射后，仍是发散光，且发散程度不变．

例2：卡文迪许扭秤是用来测定万有引力恒量的重要仪器，为了观察悬挂的石英丝发生的微小扭转形变，卡文迪许采用了光放大的原理．下图中悬挂在石英丝下端的T形架的竖直杆上装一块小平面镜M，M可将由光源S射来的光线反射到弧形的刻度尺上（圆弧的圆心即在M处）．已知尺距M为2m，若反射光斑在尺在移动2cm，则平面镜M转过的角度是___0_._0_05rad．S石英丝平面镜M刻度尺

例3.如图所示，在圆筒中心放一个平面镜，光源S向圆筒中心发射光束，经平面镜反射在筒壁上呈现光斑S′.如果圆筒的半径是R，则当平面镜绕中心轴线以角速度ω匀速转动时，光斑将（BD）(A)以角速度ω绕中心轴线作圆周运动；(B)以角速度2ω绕中心轴线作圆周运动；(C)以线速度ωR绕中心轴线作圆周运动；(D)以周期T＝π/ω绕中心轴线作圆周运动.

3．平面镜的成像特点平面镜成等大、正立的虚像，像与物关于镜面对称．平面镜成像的作图法：先根据平面镜成像有对称性的特点，确定像的位置，再补画入射线和反射线．实