全国中学生物理竞赛——光学.ppt

二、知识要点 12、…… 由由几何关系可知： 由图2可得： 综上可得： 二、知识要点 （1）19世纪60年代，美国物理学家麦克斯韦发展了电磁理论，指出光是一种电磁波，使波动说发展到了相当完美的地步。 1、光的波动性 （2）光的干涉，光的波动性。双缝干涉、薄膜干涉 光学 一、竞赛要求 1、几何光学光的直进、反射、折射、全反射光的色散、折射率和光速的关系平面镜成像、球面镜成像公式及作图法薄透镜成像公式及作图法眼睛、放大镜、显微镜、望远镜?2、波动光学光的干涉和衍射（定性）光谱和光谱分析、电磁波谱?3、光的本性光的学说的历史发展光电效应、爱因斯坦方程光的波粒二象性 二、知识要点 1、光沿直线传播 （1）光在均匀介质中是直线传播，光在真空中的传播速度为：c=3×108m/s，在其他媒质中的传播速度都小于c。 （2）影：光射到不透明的物体，在背光面的后方形成一个光线照不到的黑暗区域，就是物体的影。在这黑暗区域中完全照不到的区域叫做本影，只有一部分光照射不到的区域叫半影。 日 月 二、知识要点 2、光的反射 （1）光的反射定律。 （2）在光的干涉定律中，光路是可逆的。 3、平面镜成像，球面镜成像 （1）平面镜只改变光的传播方向，不改变光的汇聚或发散程度。 （2）平面镜成像特点：像和物关于镜面对称，因此，对应于“实物”，平面镜使之成一个等大小的正立的虚像；对应于“虚物”，平面镜使之成为一个等大小的正立实像。 二、知识要点 3、球面镜成像 （1）反射面是球面的一部分，这种镜面叫球面镜，反射面如果是凹面的，叫做凹面镜，简称凹镜；反射面是凸面的叫做凸面镜，简称凸镜。 （2）球面的球心叫做曲率中心，镜面的中心叫镜的顶点，顶点与曲率中心的连线称为主光轴。 （3）凹镜对光线有汇聚作用，凸镜对光线有发散作用，凹镜的焦点为实焦点，凸镜的焦点为虚焦点。 （4）由反射定律可以证明，对近轴光线，球面镜焦距： ， 是球面的半径。其中凹镜焦距为正,凸镜焦距为负。 二、知识要点 3、球面镜成像 （5）球面镜成像作图中常用的三条特殊光线为： ① 跟主轴平行的入射光线，其反射光线通过焦点。 ② 通过焦点的入射光线，其反射光线与主轴平行。 ③ 通过曲率中心的入射光线，其反射光线和入射光线重合但方向相反。 二、知识要点 3、球面镜成像 （6）球明镜成像公式： （符号法则为：实物u为正值，虚物u为负值；实像v为正值，虚像v为负值；凹镜的焦距为f正值，凸镜的焦距f为负值。） 说明1：像的长度放大率： 说明2：上面所得到的成像公式只适用于近轴光线成像。 二、知识要点 3、球面镜成像例题分析 （1）一凹面镜所成的像，像高为物高的1/3，且已知物像间距离为1m。求凹面镜的曲率半径。 解：由于成缩小像，对于凹面镜只有两种可能，一种是实物成实像，则物像同侧， 在根据成像公式： 解得： 二、知识要点 3、球面镜成像例题分析 （1）一凹面镜所成的像，像高为物高的1/3，且已知物像间距离为1m。求凹面镜的曲率半径。 另一种情况是虚物成实像，则物象异侧， 在根据成像公式： 解得： 讨论：例题中如果没有指明是凹镜，则对于凸镜成缩小像也有两种情况。 二、知识要点 3、球面镜成像例题分析 （2）一个点状物放在离凹面镜镜前0.05m处，凹球面镜的曲率半径为0.20m，试确定像的位置和性质。 解：由球面镜成像公式及符号法则得： （成虚像） 二、知识要点 3、球面镜成像例题分析 （3）在离球面镜10cm远处放一个1cm高的物体，若它所成的像在镜后6cm处，则这个镜是______，镜面曲率半径r=______cm，像高为_____。 解：由球面镜成像公式及符号法则得： 二、知识要点 3、球面镜成像例题分析 （4）两个焦距都是f的凸面镜共主轴相对放置，如图所示，a为平行于主光轴的光线，问两镜之间的距离L满足什么条件时，光线a可形成循环光路？画出光路图。 解：距离为L=f，2f，3f 二、知识要点 3、球面镜成像例题分析 （5）一凸镜和一平面镜相距28cm，相对而立，在它们的中点放一电光源S，利用遮光板使光线先由凸镜反射，再经平面镜反射，所成的像在平面镜38cm处，求凸镜的曲率半径。 解：由成像公式，u=14cm，v=10cm 二、知识要点 4、双平面镜成像个数的讨论 两个平面镜之间的物点经两平面镜成像的个数不但取决于θ角的大小