高中物理第十三章光本章整合.ppt

-,*,-,本章整合,第十三章 光,专题一,专题二,专题三,专题一,“,视深,”,问题,1,.,视深是人眼看透明物质内部某物点时像点离界面的距离。在中学阶段,一般都是沿着界面的法线方向去观察,在计算时,由于入射,专题一,专题二,专题三,【例,1,】,垂直水面向下看,水里的物体看起来变浅了,这是光发生了折射的缘故。试证明在垂直入射时的折射率等于实际深度跟视深的比值。,点拨：,垂直入射时入射光跟折射光在一条直线上,好像不能用角度的正弦直接求解了,因为其入射角和折射角都是,0,但要证明命题,还必须由此入手。,专题一,专题二,专题三,证明,:,因为两条光线才能确定物体的位置,除了画一条垂直入射的光线,还要再画一条辅助光线,只是让该光线的入射角也很小罢了,如图所示。,从水中物体,P,1,发出的光经水面折射进入人的眼睛,光线反向延长线的交点,P,2,即眼睛看到的物体的位置,OP,1,表示实际深度,h,实,OP,2,表示看到的深度,h,视,以在,N,点折射的光线研究,由折射率公式,专题一,专题二,专题三,由于上式中的角度很小,由相应的近似关系,:,小于,5,时的正弦等于正切,专题一,专题二,专题三,专题二,折射率的测定方法,折射率的计算与测定是几何光学中的重要内容,其测定方法较多,有成像法、插针法、视深法、全反射法等。成像法利用了水面的反射成像和水的折射成像的原理,;,插针法利用了光的折射定律,即,专题一,专题二,专题三,【例,2,】,在一个圆形轻木塞的中心插上一根大头针,然后把它倒放在水面上,调节针插入的深度,使观察者不论在什么位置都刚好不能看到水面下的大头针,如图所示,测出大头针从木塞露出的长度,d,木塞的半径为,r,求水的折射率。,点拨：,画出符合题意的光路图是处理此类几何光学问题的关键。,专题一,专题二,专题三,解析：,产生全反射的条件有两条,:(1),光从光密介质射向光疏介质,;(2),入射角,1,大于或等于临界角,C,。,当光从某种物质射向真空,(,或空气,),时,其临界角,C,符合,专题一,专题二,专题三,专题一,专题二,专题三,专题三,光的反射、折射、全反射等综合问题分析,1,.,光路分析与计算。,(1),确定光是由光密介质进入光疏介质,还是由光疏介质进入光密,(2),画出光线发生折射、反射的光路图,(,全反射问题中关键要画出入射角等于临界角的,“,临界光路,”),。,(3),结合光的反射定律、折射定律、全反射理论及相关几何关系进行分析与计算。,2,.,光的折射与光速、频率、波长关系的综合分析。,先由折射光路判断光的折射率大小关系,进而得出光的频率关系,专题一,专题二,专题三,【例,3,】,如图所示,两平面平行玻璃砖的截面图,一束平行于,CD,边的单色光入射到,AC,界面上,a,、,b,是其中的两条平行光线。光线,a,在玻璃砖中的光路已给出。画出光线,b,从玻璃砖中首次出射的光路图,并标出出射光线与界面法线夹角的角度。,点拨：,根据光线,a,的偏折情况可以求出玻璃砖的折射率,也就能求出这种介质的临界角,进而判断,b,光线射到,CD,面上时是否发生全反射,然后再根据光的反射或折射定律作出光线,b,从玻璃砖中首次出射的光路图。,专题一,专题二,专题三,解析：,专题一,专题二,专题三,b,光线在,CD,面上的入射角由几何关系可知为,75,75,45,故,b,光线在,CD,面上发生全反射,射至,BD,面上的入射角可由几何关系求出为,30,30,45,故可从,BD,面射出,根据折射定律可求出出射光线与界面法线的夹角为,45,光路图如图所示。,答案：,见解析,