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1、第第 12 章光的折射及其应用章光的折射及其应用12.112.1光的折射光的折射光的折射光的折射12.212.2全反射全反射全反射全反射12.312.3透镜成像透镜成像透镜成像透镜成像第第 12 章光的折射及其应用章光的折射及其应用一、折射定律一、折射定律一、折射定律一、折射定律一般来说，光从介质1射到它与介质2的分界面时，一部分光会返回介质1，这种现象叫作光的反射光的反射；另一部分光则会进入介质2，这种现象叫作光的折射光的折射。12.112.1光光 的的 折折 射射第第 12 章光的折射及其应用章光的折射及其应用当发生反射现象时，反射光线与入射光线、法线处在同一平面内，反射光线与入射光线分别
2、位于法线的两侧，反射角等于入射角。这就是光的反射定律反射定律。入射光线与法线间的夹角1 叫作入射角入射角，折射光线与法线间的夹角2 叫作折射角折射角。第第 12 章光的折射及其应用章光的折射及其应用折射光线与入射光线、法线处在同一平面内，折射光折射光线与入射光线、法线处在同一平面内，折射光线与入射光线分别位于法线的两侧，入射角的正弦与折线与入射光线分别位于法线的两侧，入射角的正弦与折射角的正弦成正比射角的正弦成正比。这就是折射定律折射定律。用公式表示为式中，n12 为比例常数，它的大小与入射角、折射角的大小无关，只与两种介质的性质有关。第第 12 章光的折射及其应用章光的折射及其应用二、折射率
3、二、折射率二、折射率二、折射率当光线从真空射入某种介质时（设入射角为1，折射角为2），这种介质的性质直接决定了比例常数n12 的大小，此时可以把n12 简单地记为n，叫作这种介质的折射率，式（1）则变为对于不同的介质，折射率n 是不同的。第第 12 章光的折射及其应用章光的折射及其应用几种介质的折射率第第 12 章光的折射及其应用章光的折射及其应用12.212.2全反射全反射全反射全反射一、全反射与临界角一、全反射与临界角不同介质的折射率不同，我们把折射率较小的介质称为光疏介质光疏介质，把折射率较大的介质称为光密介质光密介质。光疏介质与光密介质是相对的，例如水、水晶和金刚石三种物质相比较，水晶
4、相对于水来说是光密介质，相对于金刚石来说则是光疏介质。光由光疏介质射入光密介质时，折射角小于入射角；光由光密介质射入光疏介质时，折射角大于入射角。第第 12 章光的折射及其应用章光的折射及其应用当光线从光密介质射入光疏介质时，同时发生折射和反射。当入射角大于某一角度时，折射光线完全消失，只有反射光线，这一现象叫作全反射全反射。光线刚好发生全反射，即折射角等于90时对应的入射角叫作临界角临界角。光从某介质射入空气时，发生全反射的临界角C 与该介质折射率n 的关系是第第 12 章光的折射及其应用章光的折射及其应用二、全反射的实际应用二、全反射的实际应用全反射棱镜全反射棱镜如图所示，棱镜的横截面是等
5、腰直角三角形。当光线垂直射入玻璃时，在玻璃与空气的某些交界面上发生的全反射，改变了光的传播方向。与平面镜相比，棱镜的反射率高，几乎可达100%，且反射面无须涂敷任何反光物质，所以反射失真小。这种棱镜在照相机、望远镜、显微镜等光学仪器中获得了广泛的应用。第第 12 章光的折射及其应用章光的折射及其应用第第 12 章光的折射及其应用章光的折射及其应用光导纤维光导纤维我们常常听说的“光纤通信”就是利用了全反射的原理。这里所说的光纤，就是光导纤维的简称。实际应用的光导纤维是一种非常细的特制玻璃丝，直径只有几微米到100 微米，主要由纤芯、包层和涂覆层组成。第第 12 章光的折射及其应用章光的折射及其应
6、用光纤导光的原理是：光在光纤中传播时，通过纤芯、包层界面发生的光的全反射，使得光在光纤内沿着锯齿形路线传播。当载有信息的激光从光纤的一端输入后，通过光纤，可以将这些信息传至遥远的另一端，从而实现光纤通信。第第 12 章光的折射及其应用章光的折射及其应用12.312.3透透透透 镜镜镜镜 成成成成 像像像像一、透镜一、透镜中央厚、边缘薄，我们把它们称为凸透镜，中央薄、边缘厚，我们把它们称为凹透镜。第第 12 章光的折射及其应用章光的折射及其应用凸透镜对光线起会聚作用，因此我们把凸透镜叫作会会聚透镜聚透镜；而凹透镜对光线起发散作用，因此我们把凹透镜叫作发散透镜发散透镜。第第 12 章光的折射及其应
7、用章光的折射及其应用二、光轴光心焦点焦距二、光轴光心焦点焦距我们把通过透镜两球面球心C1、C2 的直线叫作透镜的主光轴主光轴，把主光轴与透镜的交点（透镜的中心）叫作光心光心。第第 12 章光的折射及其应用章光的折射及其应用如图所示，平行于主光轴的光线，经凸透镜后会聚于主光轴上的一点，这个点叫作焦点焦点，用F 表示。因为这是光线实际会聚的点，一般称之为实焦点实焦点。第第 12 章光的折射及其应用章光的折射及其应用如图所示，平行于主光轴的光线，经凹透镜后被发散，发散光线的反向延长线也交于主光轴上的一点，这个点也是焦点。因为它不是光线实际会聚的点，一般称之为虚焦点虚焦点。透镜焦点与光心之间的距离叫作
8、焦距焦距，用f 表示。第第 12 章光的折射及其应用章光的折射及其应用三、透镜成像作图法三、透镜成像作图法一个发光点向透镜发出无数条光线，经过透镜后的会聚点就是发光点的像像。第第 12 章光的折射及其应用章光的折射及其应用用几何法作图求发光点的像，一般可利用下面三条特殊光线。（1）经过光心的光线，通过透镜后不改变方向。第第 12 章光的折射及其应用章光的折射及其应用（2）平行于主光轴的光线，通过透镜折射后经过焦点。（3）经过焦点的光线，通过凸透镜折射后平行于主光轴。第第 12 章光的折射及其应用章光的折射及其应用一般情况下，只要找出物体上下两个端点的像，就可以确定整个物体的像，因为物体上其他各
9、点的像都在这两个像点之间。我们把物体到光心的距离叫作物距，用u 表示。把像到光心的距离叫作像距，用v 表示。物体在不同位置时，经凸透镜所成像的大小、性质是不同的。第第 12 章光的折射及其应用章光的折射及其应用如图所示为物体位于不同区域时凸透镜所成像的情况。由作图可知凸透镜成像的特点：实像总是与物体分居于透镜的两侧，且是倒立的；虚像总是与物体位于透镜的同侧，且是正立的。用于凸透镜成像作图的三条特殊光线，同样也适用于凹透镜成像。不论物体AB 放在凹透镜的焦点以内还是焦点以外，总是成正立的、缩小的虚像。下表列出了透镜成像的性质和应用。第第 12 章光的折射及其应用章光的折射及其应用a）u2 fb）f u2 f c）u=2 f d）u f第第 12 章光的折射及其应用章光的折射及其应用透镜成像的性质和应用第第 12 章光的折射及其应用章光的折射及其应用谢谢谢谢谢谢谢谢