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第十九讲几何光学【知识要点】一、光的直线传播二、光的反射2.面镜平面镜成象的特点:三、光的折射(二)全反射(三)光的色散四、透镜(二)透镜成像的作图(三)透镜成像的特点(2)当u=2f时,成等大、倒立的实像。(4)当u=f时,不成像(四)透镜成像公式(五)测量凸透镜的焦距【典型例题】分析:利用物像对称性作出开始时光源S的像S',如图所示。解答:利用过光心的光线方向不变这一特殊光线,可以确定光心的位置。直线SS’与O’O’’的交点是光心。根据像的虚、实(S’与S在镜的同侧是虚像,在异侧是实像),像的放大或缩小判断透镜是凸透镜还是凹透镜(成实像或放大的虚像是凸透镜,成缩小的虚像是凹透镜)。再利用透镜成像作图另两条特殊光线(平行于主轴的光线经透镜折射后过焦点;通过焦点的光线经透镜折射后平行于主轴)确定焦点的位置。以下是三个小题解答图。例6、在焦距为10cm的凸透镜主轴上、距光心20cm处有一物点S,在透镜另一侧得到S的像点S’。试分析下面各种情况的成像问题。(1)把透镜下半部遮住。(2)把透镜沿主轴切开,使一块在原主轴上方0.2cm,另一块在原主轴下方0.2cm。(3)把透镜中央截去宽度为0.4cm的部分,再将余下的两部分粘合成一个透镜。(4)把透镜沿主轴切开,使下半部分沿主轴右移5cm。(2)由于一个透镜只有一根主轴、一个光心,因此每半个透镜都有一根主轴、一个光心。这两个半块透镜实际上相当等于两个透镜,它们的主轴、光心、焦点与原透镜相同,所不同的只是相对于原主轴分别上、下移开0.2cm。由于u、f不变,据成像公式可知,像的性质及像距不变。的光轴上。用特殊光线作光路图,如图所示。(3)从表面上看重新粘合的透镜是一个透镜,从光学角度看它相当于两个透镜。余下这两部分的主轴、光心和焦点相对它自身的位置仍不变,不受切去部分的影响。粘合后,它们的主轴、光心等离开原主轴(4)对切后成为两个透镜,其中不动部分的透镜,成像情况与(1)相同,移开部分的透镜,主轴不变,只是光心右移,但焦距f不变。由于u变大,据成像公式可知,像距v变小,像仍在主轴上,如图所示。解:因为u=OE=12cm,f=-6cm,根据透镜公式【反馈练习】4、如图所示,ABCD是透明玻璃砖,AB面和CD面平行,它们分别是玻璃和空气的界面,设为界面Ⅰ和界面Ⅱ,光线从界面Ⅰ射入玻璃砖,再从界面Ⅱ射出,回到空气中,如果改变光到达界面Ⅰ的入射角,则A、只要入射角足够大,光线在界面Ⅰ上可能发生全反射现象。B、只要入射角足够大,光线在界面Ⅱ上可能发生全反射现象。C、不能入射角多大,光线在界面Ⅰ上都不可能发生全反射现象。D、不管入射角多大,光线在界面Ⅱ上都不可能发生全反射现象。5、一条单色光线由空气入射到某介质时,入射角为60°,折射光线与反射光线垂直,那么该介质的折射率为6、点光源S通过带有圆孔的挡板N,照射到屏M上,形成直径为d的亮圆,如果在挡板靠近光屏一侧放上一块厚玻璃时,如图所示,这时点光源通过圆孔和玻璃,在屏上形成直径为D的亮圆,直径D和d和关系是A、d>DB、d=DC、d<DD、无法判定、7、红光与紫光相比A、在真空中传播时,紫光的速度比较大B、在玻璃中传播时,红光的速度比较大C、玻璃对红光的折射率较紫光的大D、从玻璃到空气的界面上,红光的临界角较紫光为大光束,已知入射光束的直径是出射光束直径的3倍,如图13-8所示,则两透*9、已知介质对某单色光的临界角为θ,则*10、物与屏固定,在两者连线的中点处放一个凸透镜,这时屏上恰出现一个清晰的像,若将凸透镜向屏方向移动少许,则像屏上将A.出现一个缩小的实像B.出现一个放大的实像C.出现一个缩小的虚像D.不再出现清晰的像【课后练习】2.如图所示,AB是竖直的旗杆、CD为池塘,试作图画出人眼E能通过塘水看到旗杆杆顶的位置范围。3.如图A为观察者的眼睛,BC为障碍物,D为平面镜,三者位置保持不变,画图标明A通过透镜面看到BC后面的区域。(用斜线表示)4、水的折射率等于4/3,玻璃的折射率等于1.5,那么光在水中的传播速度比在玻璃中的传播速度________,光在水中的传播速度与在玻璃中传播速度之此等于________。(1)在本题的图上画出所需的光路。(2)为了测出玻璃的折射率,需要测量的是______,在图上标出它们。(3)计算折射率的公式是n=______。6、如图所示,ABC为等腰三棱镜,顶角A的角度为α,一条单色光线从AB边射入,进入三棱镜内的光线与底边BC平行,三棱镜的出射光线与入射光线的偏向角为β,求该三棱镜的折射率n,如α=60°,β=30°,那么n为多大?*7、某一照相机拍摄远景时,它的毛玻璃和镜头相距10cm,那么拍摄近物时,应该将暗箱拉长还是缩短?___________,假定暗箱拉到最长时,毛玻璃和镜头相距12cm,则这个照相