《光的折射上课用》课件

光的折射光在两种不同介质的交界面上发生方向改变的现象称为光的折射例如，光从空气中进入水中，或者从水中进入空气中都会发生折射课程导入引言学习目标光现象是自然界中常见的现象，与我们的日常生活息息相关了解光的传播特性、折射现象、全反射现象等基本概念光现象是物理学重要的研究领域之一，在科技和社会发展中发挥掌握折射定律、全反射条件等相关知识着重要作用光的传播特性光沿直线传播是光最基本的传播特性之一光沿直线传播的现象在生活中随处可见，例如手电筒的光线形成一条直线，阳光透过树叶形成光斑等等光在均匀介质中沿直线传播，但当光从一种介质进入另一种介质时，会发生折射现象，即光线会改变传播方向折射的定义光线方向变化光线从一种介质进入另一种介质时，传播方向发生改变，称之为光的折射光速变化光在不同介质中传播速度不同，导致光线折射折射角折射光线与法线的夹角称为折射角，折射角的大小取决于入射角和两种介质的折射率折射定律入射角光线入射到界面上的方向与法线的夹角1折射角2光线折射后方向与法线的夹角折射定律3入射角的正弦与折射角的正弦之比是一个常数，这个常数叫做折射率折射定律描述了光线在两种不同介质分界面上的折射现象光线从光密介质进入光疏介质时，折射角大于入射角光线从光疏介质进入光密介质时，折射角小于入射角折射率的概念折射率的定义折射率的影响因素折射率的应用折射率是衡量光在不同介质中传播速度的指折射率受介质的性质和光的波长影响，温度折射率在光学仪器设计、材料鉴定、化学分标，它表示光在真空中传播速度与在该介质和压力的变化也会导致折射率的变化析等领域具有广泛的应用中传播速度的比值不同介质中光线的折射光线从一种介质进入另一种介质时，传播方向会发生改变，这就是光的折射现象当光线从空气进入水中时，折射角小于入射角这表明光线在水中传播速度比在空气中慢光线从水进入空气时，折射角大于入射角这表明光线在空气中传播速度比在水中快光线在不同介质中传播速度不同，这就是光的折射现象产生的原因斜射和垂直射的特点光线垂直入射光线斜射入射

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2.12光线垂直入射时，光线不会改光线斜射入射时，光线会改变变方向，继续直线传播方向，发生折射现象折射角大小光速变化

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4.34折射角的大小取决于入射角的光线从一种介质进入另一种介大小和两种介质的折射率质时，光速会发生变化，因此光线会改变方向全反射现象当光线从光密介质进入光疏介质时，入射角大于临界角，光线会发生全反射光线不会进入光疏介质，而是全部被反射回光密介质全反射现象在生活中有很多应用，例如光纤通信、光学显微镜、光学仪器等全反射的条件入射角介质类型入射角必须大于临界角，临界角光线必须是从光密介质射向光疏是指光线从光密介质进入光疏介介质，例如从水射向空气，或者质时，折射角为90度的入射角从玻璃射向空气光线方向光线必须从光密介质射向光疏介质的界面全反射的应用光纤通信医疗诊断棱镜反射镜光纤利用光的全反射原理，将内窥镜利用光束的全反射，在棱镜可以利用光的全反射原理反射镜利用光的全反射原理，光束限制在光纤内部传播，实人体内部进行诊断和治疗，无，改变光线传播方向，用于望将光线反射回原方向，应用于现长距离、高速的信息传输需手术，方便安全远镜等光学仪器激光器、照明系统等平面镜成像规律等大1物体与像的大小相等等距2物体与像到镜面的距离相等虚像3像不能在屏幕上呈现左右相反4物体与像的左右位置相反球面镜的概念定义分类球面镜是球面的一部分，球面镜球面镜可以分为凸面镜和凹面镜的中心称为球心，球心到球面镜，凸面镜的反射面是球面的外表的距离称为曲率半径，球心到球面，凹面镜的反射面是球面的内面镜中心的连线称为主轴，主轴表面与球面镜的交点称为顶点应用球面镜在生活中有着广泛的应用，例如汽车的倒车镜、放大镜、望远镜等球面镜的成像公式公式推导利用几何光学原理推导出球面镜的成像公式，连接物点、像点、焦点，可以得到相似三角形，进而得到公式公式形式公式形式为1/u+1/v=1/f，其中u为物距，v为像距，f为焦距公式应用球面镜的成像公式可以用来计算像距、物距、焦距等，可以用于分析球面镜的成像特点和应用凸透镜的成像物体在倍焦距外物体在倍焦距和倍焦距之间物体在倍焦距内2121倒立、缩小的实像倒立、放大的实像正立、放大的虚像凹透镜的成像凹透镜也称为发散透镜，它使平行光线发散凹透镜成像时，总是形成缩小的虚像，位于物体和透镜之间凹透镜成像的特点是虚像、缩小、正立透镜组合成像组合方式1多个透镜可以组合起来，形成更复杂的成像系统，例如望远镜、显微镜等成像特点2透镜组合成像的最终成像结果取决于每个透镜的焦距和位置，以及物体的位置应用场景3透镜组合成像在光学仪器中得到广泛应用，例如望远镜、显微镜、照相机等光学仪器的原理望远镜显微镜望远镜利用透镜或反射镜汇聚光线，将远处的显微镜使用透镜组合，将微小的物体放大，以物体放大便观察其细节照相机投影仪照相机通过透镜将光线聚焦到感光元件上，捕投影仪使用透镜将图像放大并投影到屏幕上，捉图像信息用于演示或展示人眼的构造人眼是一个精密的感光器官，能够接收光线并将其转化为视觉信息人眼主要由眼球和附属结构组成，眼球是主要的感光部分，附属结构包括眼睑、睫毛、泪器等眼球是一个近似球形的器官，主要由角膜、巩膜、虹膜、晶状体、玻璃体、视网膜等结构组成人眼的调节机制人眼能够清晰地看到不同距离的物体，这得益于晶状体的调节作用睫状肌收缩1晶状体变凸睫状肌舒张2晶状体变平调节范围3近点到远点当看近处物体时，睫状肌收缩，使晶状体变凸，折射光线更强，将光线聚焦到视网膜上反之，看远处物体时，睫状肌舒张，使晶状体变平，折射光线变弱，同样将光线聚焦到视网膜上近视和远视的成因近视远视

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2.12眼球前后径过长，平行光线进眼球前后径过短，平行光线进入眼球后聚焦在视网膜前，导入眼球后聚焦在视网膜后，导致视物模糊致视物模糊其他因素

3.3遗传、过度用眼、长时间近距离阅读等都会导致近视或远视近视和远视的矫正近视矫正远视矫正

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2.12近视眼需要佩戴凹透镜，将平远视眼需要佩戴凸透镜，将平行光线发散，使焦点落在视网行光线会聚，使焦点落在视网膜上膜上选择合适的眼镜定期检查视力

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4.34眼镜度数应根据视力检查结果定期检查视力，以便及时调整和医生建议选择眼镜度数，保护视力色散现象的产生白光分解彩虹白光通过棱镜后，不同颜色的光线会发生不同程度的偏折，最终形阳光照射到雨滴，发生折射和反射，不同颜色的光线以不同的角度成彩色光谱折射出来，形成彩虹色散现象的应用彩虹太阳光照射到空气中的水滴，会发生折射和反射光谱仪利用色散现象，可以分析物质成分，广泛应用于科学研究和工业生产光纤通信光纤通信利用光在不同光纤中传输速度不同，实现信息传输光的干涉和衍射光的干涉和衍射是光波动性的重要表现形式干涉1两束或多束相干光波叠加，振幅增强或减弱的现象衍射2光波绕过障碍物或小孔传播的现象惠更斯原理3解释光波的传播和衍射干涉和衍射现象可以用于测量光的波长、制造全息照片等光的偏振现象横波性质偏振光光是一种横波，其振动方向垂直偏振光是指振动方向被限制在一于传播方向自然光包含所有振个特定平面内的光波只有经过动方向的光波特殊处理后，自然光才能变为偏振光偏振片应用偏振片是一种可以将自然光转变偏振光在生活中有着广泛的应用为偏振光的装置，它只允许特定，例如偏光镜、液晶显示器、三方向振动的光波通过维电影等偏振现象的应用偏振光片电影医学诊断3D偏振光片可以用来消除反射光3D电影利用偏振光技术，通偏振光技术在医学诊断中也有，提高视觉清晰度例如，太过两个不同的偏振光片，将左广泛应用，例如，可以用来检阳镜、相机镜头和LCD显示右眼看到的图像分离，营造出测皮肤癌、白内障等疾病器都使用偏振光片立体视觉效果光的量子性质光的波粒二象性光子的概念

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2.12光既具有波动性，也具有粒子光是由一个个叫做光子的能量性，被称为光的波粒二象性包组成的，光子是光的最小单位光子的能量光的量子化

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4.34光子的能量与光的频率成正比光的能量是量子化的，只能以，能量越高，频率越高光子为单位进行吸收和发射光电效应的发现赫兹的实验11887年，赫兹在研究电磁波时，意外发现了光电效应现象，观察到金属在紫外线的照射下会发射电子，成为光电效应的开端爱因斯坦的解释21905年，爱因斯坦提出了光量子理论，解释了光电效应，并由此获得了1921年的诺贝尔物理学奖实验验证3米立肯的实验最终证实了爱因斯坦的光电效应方程，确立了光量子理论的正确性，推动了量子力学的发展光电效应的应用光电管光电倍增管光电管是基于光电效应原理的电子器件光电倍增管是一种灵敏度极高的光电探测光电管可以将光信号转换为电信号，广泛器它利用光电效应和电子倍增原理，可应用于自动控制、光学测量、安全报警等以将微弱的光信号放大，应用于科学研究领域、医学诊断、夜视仪等领域小结和复习光的折射应用光的干涉和衍射光的色散光电效应光折射在生活中应用广泛，例光波的干涉和衍射现象证实了白光通过棱镜发生色散，形成光电效应证明了光的量子性质如照相机、望远镜等光学仪器光的波动性，并应用于光学仪七色光谱，揭示了光的复合性，并应用于光电器件和光伏发器和光通信电。