0竞赛课件24：几何光学问题集成.ppt.PPT

光的传播; 历史上曾有人利用地球位于其公转轨道的不同位置处从地球上测得的木星的卫星周期，首次求出了光的传播速度．现已知离木星最近的一个卫星——木卫I的周期T0=42.5小时，在地球公转轨道上各处从地球上测得的木卫I所有周期值中，最大的比T0多15秒，最小的比T0少15秒．假定地球、木星的轨道是同一平面内的圆轨道，木卫I绕木星的运动轨道也是该平面内的圆轨道；地球的轨道半径RE=1.5×108km，木星的轨道半径RJ=7.8×108km，木卫I的轨道半径RI=4.2×105km． 1．试分析论证：测得木卫I周期最大值和最小值时，相对木星而言，地球位于其公转轨道的何处附近以及地球、木星和木卫I的运动对测量周期的影响． 2．利用这些数据并作合理近似求光的传播速度c． ;S;※ 反射光具之平面镜; MN是竖直放置的长L=0.5 m的平面镜，观察者在A处观察，有一小球从某处自由下落，小球下落的轨迹与平面镜相距d=0.25 m，观察者能在镜中看到小球像的时间Δt=0.2 s，已知观察者的眼睛到镜面的距离s=0.5 m，求小球从静止开始下落经多长时间，观察者才能从镜中看到小球的像？ ; 如图所示，一个点光源S通过平面镜成像，若光源位置保持不动，而让平面镜以速度v沿OS方向向点光源移动，已知镜面与OS方向之间夹角为30°，求像运动的速度（对平面镜）的大小和方向． ; 如图所示，内表面只反射而不吸收光的圆筒内有一半径为R的黑球，距球心为2R处有一点光源S，球心O和光源S皆在圆筒轴线上．若使点光源向右半边发出的光最后全被黑球吸收，则筒的内半径r最大为多少？ ;※ 反射光具之球面镜;O;v＞u　　放大　正立　　虚像;O2; 如图所示凹面镜，S为一点光源，试求作从S发出的一条光线，经凹面镜反射后，恰经过B点． ;O;折射光线作图法;M;视深问题;H;树顶反射所成像与水库底折射的像重合，光路如图。;第一次折射从光疏介质到光密介质,视深大于实际深度:;O; 某有线制导导弹发射时,在导弹发射基地和导弹间连一根细如蛛丝的特制光纤,它双向传输信号,能达到有线制导作用.光纤由纤芯和包层组成,其剖面如图,其中纤芯的折射率n1=2 ，包层的折射率n2= ，光纤长度 km,已知光从折射率为n1的介质射入折射率为n2的介质时,入射角θ1、折射角θ2间满足关系n1sin θ1= n2sin θ2 ⑴试通过计算说明从光纤一端入射的光信号是否会通过包层“泄漏”出去； ⑵若导弹飞行过程中，将有关参数转变为光信号，利用光纤发回发射基地经瞬间处理后转化为指令光信号返回导弹，求信号往返需要的最长时间。;⑴在内芯传播,入射在内、外两层交界面的光线入射角至少达临界角:;※ 折射光具之透镜;返回;▲ 透镜成像公式;透镜成像作图法;F;问题2-共轭法测凸透镜焦距;讨论:;问题3-像的观察范围; 在凸透镜L1的主轴上N处有一点光源经L1成像在屏上,当在光源与L1间加上凸透镜L2时,要把光源从N移到M方能再次在屏上成像.两透镜共主轴,O1O2=10 cm，O1M=30 cm，MN=12 cm，求L2的焦距f2，并作光路图。; 有两凸透镜L1 和L2焦距各为20cm和30 cm，两镜相距10 cm。在镜L1前100 cm处放一长4.5 cm的物体，求最后所成像的位置、大小与性质.;L;R;走进竞赛板块; 光总沿着光程为极值的路径传播——在均匀介质里沿直线传播，因为给定两点间直线路径最短；在不均匀的介质中，光沿着所有可能的光程中有最小、最大或稳定的光程的路径传播，即遵从费马原理. ;光在反射中遵守费马原理;n1;依据费马原理求解:;依据惠更斯原理求解:; 光源形成的单心光束的顶点 ;近轴光球面反射成像公式;S;小试身手题1;　　　　　 小路灯L发出的光束在离灯R0＝100 m处会聚成小光斑A．在光传播的路径上放两个正方形平面镜，如图．两镜面的交线到灯的距离r＝70 m，并且垂直穿过光束轴．两面镜互相垂直，其中一个平面镜与光束轴交成角α＝30°，则现在光束将会聚在离灯__________m处． ;与; 不经反射，入射光能射到感光面上，入射光与轴所成最大角如图 ;底;y;　　　　　 假定你站在水平的大沙漠上．在远处，你会看见好似水面的东西，当你靠近“水面”时，