2025高中物理强基计划（培优特训）第11讲 光学 .pdf

高中物理强基计划-第11部分-光学

前面的课程中我们研究的主要是力学、电磁学现象。光学现象也是自然界中的常见现象。没有光，

人类无法观察世界，甚至无法生活。人们很早就对光学现象进行了研究，并会利用简单的光学原理。

例如：《墨经》中就记载了世界上第一个小孔成像实验，并识到光是沿直线传播的；汉代初期，人们

就利用平面镜的反射原理制成了潜望镜；晋代的《博物志》中记载了利用冰透镜取火的方法。但是，

对光学原理和光的本质的系统研究还是近几百年的事情。在这个模块中，我们将对光学原理进行初步

的讨论。

1、光的反射、折射

阳光能够照亮水中的鱼和水草，同时我们也能通过水面看到太阳的倒影，这

说明什么呢光从空气射到水面时，一部分进入水中，另一部分光返回空气中。

一般来说，光从第1种介质射到它与第2种介质的分界面时，一部分光会返回到

第1种介质，这个现象叫做光的反射；另一部分会进入第2种介质，这个现象叫

做光的折射。我们在初中已经学习过光沿直线传播和反射定律，下面我们先进行

一下复习。

1.光沿直线传播及光的反射定律

(1)光在同一种均匀介质中沿直线传播。光在真空中的传播速度最大，约为c=3X10m/so

(2)光从一种介质射到两种介质的分界面时会发生反射，反射光线与入射光线、法线处在同一平面

内，反射光线与入射光线分别位于法线的两侧；反射角等于入射角。这就是光的反射定律。

说明：如果介质分界面是曲面，则法线为过入射点的切面的垂线。对于球形(圆形)分界面

法线为过球心(圆心)与入射点的直线。

:法发

介质分界血

那么光的折射现象中有什

么规律呢？

2.折射率

荷兰数学家斯涅耳通过大量的实验数据分析发现，在光的折射现象中，入射角的正弦与折射角的正

弦之比是一个常数，这个常数仅由两种介质的性质决定。在实际应用中，我们遇到最多的情况是光

从空气射入某种介质，或从某种介质射入空气。而空气对光的传播影响很小，可以作为真空处理。

(1)折射率的定义

光从真空射入某种介质发生折射时，入射角G的正弦跟折射角。的正弦之比，叫做这种介质的

绝对折射率，简称折射率，用符号n表示。即应

sina

(2)折射率与光速的关系

研究表明，光在不同介质中的速度不同；某种介质的折射率，等于光在真空中的传播速度c与

光在这种介质中的传播速度v之比，即n=-0

几种介质的折射率

介质金刚石玻璃酒精水空气

折射率2.421.5-1.81.361.331.00028

3.光的折射定律

(1)折射光线与入射光线、法线处在同一平面内

(2)折射光线与入射光线分别位于法线的两侧

(3)入射角的正弦跟折射角的正弦成正比。光从折射率为m的介质射入到折射率为山的介质中，入

射角Q与折射角8满足：嘤=冬，即nsin。=常数。

sinfi,

例题说明：下面的题目考察平面镜成像

【例1】人在平面镜前看到站在自己身边的朋友在镜中的像时，虽然上下不颠倒，左右却互换了，今

将两块相互平行的平面反射镜如图放置，观察者A在图示右侧位置可看到站在图示左侧位置

的朋友B,则A看到的像必定是

A.上下不颠倒，左右不互换B.上下不颠倒，左右互换

C.上下颠倒，左右不互换D.上下颠倒，左右互换

【答案］A

【例2】如图所示，两平面镜间夹角”15。,0A=10cm,A点发出的垂直于L2的光