《光的反射与折射》课件

光的反射与折射欢迎来到光的反射与折射的世界！本课件将带您探索光的奇妙旅程，从简单的反射定律到复杂的偏振现象，再到光学技术在生活中的广泛应用让我们一起揭开光的奥秘，探索光学技术的未来发展课程目标理解光的反射与折射基本原理1掌握光的反射定律和折射定律，理解全反射现象及其应用掌握镜面成像的性质2了解平面镜、凸面镜和凹面镜的成像特点，及其在生活中的应用了解光的色散和偏振现象3理解光的色散原理，掌握光的偏振特性及其应用了解光学技术在生活中的应用4了解眼睛的构造和折射功能，掌握矫正视力的原理和方法，了解光学技术在医疗、通信、天文学和工业等领域的应用光的反射什么是光的反射？反射的种类当光线射到两种介质的界面上时，一部分光会返回到原来的光的反射分为两种正反射和漫反射正反射是指平行光线介质中，这种现象叫做光的反射光的反射是自然界中普遍射到光滑的物体表面上时，反射光线仍然平行；漫反射是指存在的现象，例如，我们能看到物体，就是因为物体反射的平行光线射到粗糙的物体表面上时，反射光线向各个方向发光进入了我们的眼睛散光的反射定律入射光线1射向反射面的光线反射光线2被反射面反射的光线法线3通过入射点垂直于反射面的直线反射定律4反射光线、入射光线和法线在同一平面内，反射光线和入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角正反射定义应用平行光线射到光滑的物体表面上时，反射光线仍然平行，这正反射在光学仪器中应用广泛，例如，平面镜、潜望镜等都种反射叫做正反射正反射的特点是反射光线方向非常集中是利用正反射原理制成的正反射还可以用于提高太阳能的，能量损失较小利用效率，例如，太阳能聚光器就是利用正反射将太阳光聚焦到一点，从而提高温度漫反射定义应用平行光线射到粗糙的物体表面上时，反射光线向各个方向发漫反射在生活中应用广泛，例如，我们能看到周围的物体，散，这种反射叫做漫反射漫反射的特点是反射光线方向不就是因为这些物体发生了漫反射漫反射还可以用于照明，集中，能量损失较大例如，灯罩就是利用漫反射将光线均匀地分布到各个方向反射的应用镜子潜望镜反光板利用光的反射成像利用光的反射观察水利用光的反射增强光面上的物体线亮度镜子的类型平面镜凸面镜表面是平面的镜子，成像为正表面向外凸出的镜子，成像为立、等大的虚像正立、缩小的虚像，视野范围大凹面镜表面向内凹陷的镜子，可以成正立、放大的虚像，也可以成倒立、缩小的实像，具有聚光作用平面镜成像特点像与物大小相等平面镜所成的像与物体的大小相同像与物到镜面的距离相等像到镜面的距离等于物体到镜面的距离像与物关于镜面对称像与物体关于镜面呈轴对称分布成虚像平面镜所成的像是虚像，无法用光屏承接凸面镜和凹面镜凸面镜凹面镜又称广角镜，主要用于扩大视野，如汽车后视镜、道路转弯具有聚光作用，可以成实像也可以成虚像，如太阳灶、探照处的反光镜等灯、医疗器械等光线在凸面镜中的折射凸面镜对光线具有发散作用，平行于主光轴的光线经凸面镜反射后，反射光线的反向延长线交于焦点凸面镜所成的像是正立、缩小的虚像，因此凸面镜常用于扩大视野，例如，汽车后视镜、道路转弯处的反光镜等凸面镜成像特点正立1凸面镜所成的像是正立的缩小2凸面镜所成的像是缩小的虚像3凸面镜所成的像是虚像，无法用光屏承接视野范围大4凸面镜的视野范围比平面镜大，可以观察到更大的范围光线在凹面镜中的折射凹面镜对光线具有会聚作用，平行于主光轴的光线经凹面镜反射后，反射光线会聚于焦点凹面镜可以成实像也可以成虚像，成像特点取决于物体的位置凹面镜成像特点物距大于两倍焦距物距等于两倍焦距物距大于焦距小于两倍物距小于焦距焦距成倒立、缩小、实像成倒立、等大、实像成正立、放大、虚像成倒立、放大、实像镜面成像的性质平面镜成正立、等大的虚像，像与物关于镜面对称凸面镜成正立、缩小的虚像，视野范围大凹面镜可以成正立、放大的虚像，也可以成倒立、缩小的实像，成像特点取决于物体的位置镜面成像应用日常使用交通工具科研领域梳妆打扮，观察自身汽车后视镜，扩大视天文望远镜，观察遥形象野范围，提高行车安远的天体全光的折射什么是光的折射？折射的原因当光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向会发生改变光在不同介质中的传播速度不同，当光从一种介质斜射入另，这种现象叫做光的折射光的折射是自然界中普遍存在的一种介质时，由于传播速度发生改变，导致传播方向发生改现象，例如，水中的物体看起来比实际位置浅，就是因为光变，从而产生折射现象的折射光的折射定律入射光线1射向折射面的光线折射光线2经过折射面折射的光线法线3通过入射点垂直于折射面的直线折射定律4折射光线、入射光线和法线在同一平面内，折射光线和入射光线分居法线两侧，折射角与入射角的正弦之比等于两种介质的折射率之比全反射定义条件当光从光密介质斜射入光疏介质时，折射角大于入射角，当发生全反射的条件有两个一是光必须从光密介质射入光疏入射角增大到一定程度时，折射角达到90度，折射光线消失介质；二是入射角必须大于或等于临界角，所有的光都反射回原来的介质中，这种现象叫做全反射全反射的应用光纤通信棱镜钻石利用光纤传输信息，具有传输速度快、利用全反射改变光线的传播方向，例如钻石具有很高的折射率，可以发生全反容量大、抗干扰能力强等优点，双筒望远镜中的棱镜射，从而呈现出耀眼的光芒光在不同介质中的传播真空空气水玻璃光在真空中传播速度最快光在空气中传播速度略小光在水中传播速度约为真光在玻璃中传播速度约为，约为3×10^8米/秒于真空，但差别不大空中的3/4真空中的2/3光的色散定义原因当一束复色光通过棱镜时，由于不同颜色的光在介质中的折光的折射率与光的频率有关，不同颜色的光频率不同，因此射率不同，导致不同颜色的光偏折的角度不同，从而将复色在介质中的折射率也不同，导致偏折的角度不同，从而产生光分解成单色光的现象叫做光的色散色散现象色散在生活中的应用彩虹油膜肥皂泡雨后天晴，空气中悬浮着大量的小水滴当油滴滴在水面上时，会形成一层薄薄吹肥皂泡时，阳光照射到肥皂泡上，发，阳光照射到这些小水滴上，发生折射的油膜，阳光照射到油膜上，发生干涉生干涉和衍射，形成彩色图案和反射，形成彩虹和衍射，形成彩色条纹色散在光学仪器中的应用分光镜光谱分析利用棱镜将复色光分解成单色光，用于分析物质的光谱成分通过分析星光的光谱，可以了解星球的成分、温度、运动状态等信息光的偏振定义产生光是一种电磁波，电磁波的振动方向是垂直于传播方向的光可以通过多种方式产生偏振，例如，反射、折射、散射、普通的光是各个方向振动的光波的混合，而偏振光是指光波双折射等的振动方向在一个固定方向上的光偏振光的特性方向性偏振光的振动方向在一个固定方向上选择性偏振光可以通过偏振片，但只有振动方向与偏振片透光轴方向一致的光才能通过干涉性两束振动方向相互垂直的偏振光不能发生干涉偏振光的应用偏光太阳镜3D电影液晶显示器减少眩光，保护眼睛利用偏振光技术实现立体视觉效果利用液晶的偏振特性控制光的透过率，实现图像显示偏振现象在生活中的应用消除水面反光观察应力分布在摄影时，可以使用偏振滤镜消除水面或玻璃的反光，使照利用偏振光可以观察透明物体的应力分布，用于工程检测和片更加清晰材料研究眼睛的构造角膜眼睛最外层透明的组织，具有折射光线的作用晶状体具有弹性，可以调节形状，使物体在视网膜上成像视网膜眼睛的感光组织，将光信号转化为神经信号，传递给大脑瞳孔虹膜中间的孔，可以调节大小，控制进入眼睛的光线量眼睛的折射功能光线进入眼睛晶状体调节视网膜成像大脑处理光线依次通过角膜、瞳孔晶状体调节形状，使光线视网膜将光信号转化为神大脑接收神经信号，形成、晶状体和玻璃体聚焦在视网膜上经信号视觉图像近视与远视近视远视晶状体太厚或眼球太长，导致远处物体成像在视网膜前方，晶状体太薄或眼球太短，导致近处物体成像在视网膜后方，看不清远处物体看不清近处物体散光与弱视散光弱视角膜或晶状体表面不规则，导致光线不能聚焦在一点，形成视力发育过程中，由于各种原因导致视力低下，矫正后视力模糊的图像仍低于正常水平矫正近视的眼镜原理选择佩戴凹透镜，使光线发散，将成像点向后移动，使图像落在根据近视程度选择合适的度数，并注意选择合适的镜框和镜视网膜上片材质智能眼镜的发展技术融合应用前景融合了光学、电子、计算机等多种技术，具有信息显示、增在医疗、教育、娱乐、工业等领域具有广阔的应用前景强现实、虚拟现实等功能激光技术的应用激光切割激光手术激光指示器利用高能量激光束切利用激光进行眼科、用于演示、教学等场割金属、塑料等材料皮肤科等手术，具有合，指示目标位置精度高、创伤小等优点光学在医疗中的应用内窥镜显微镜眼科检查利用光纤传输图像，用于观察细胞、细菌利用各种光学仪器进观察人体内部器官，等微小物体，进行疾行视力检查、眼底检进行诊断和治疗病诊断和研究查等光学在通信中的应用光纤通信应用领域利用光纤传输信息，具有传输速度快、容量大、抗干扰能力广泛应用于互联网、电话、电视等领域强等优点，是现代通信的主要方式光学在天文学中的应用天文望远镜空间探测用于观察遥远的天体，是天文学研利用光学仪器探测宇宙中的各种信究的重要工具息，例如，星光、电磁波等光学在工业中的应用光学检测激光测量利用光学仪器检测产品质量，提高利用激光测量距离、速度、角度等生产效率参数，精度高、速度快光学技术的未来发展发展趋势应用前景光学技术将向着智能化、集成化、微型化方向发展，与其他光学技术将在各个领域发挥更大的作用，例如，智能制造、技术融合，例如，人工智能、生物技术等智慧医疗、智慧城市等。