1、光的干涉本章內(nèi)容Contentschapter 19光的反射光的反射平面鏡、球面鏡成像平面鏡、球面鏡成像薄透鏡成像薄透鏡成像光的折射光的折射簡單光學(xué)儀器簡單光學(xué)儀器光的本性光的本性光源：可以自行發(fā)光的物體叫做光源點光源、平行光光源：可以自行發(fā)光的物體叫做光源點光源、平行光光線：沿光的傳播方向作一條線，并標上箭頭，表示光的傳光線：沿光的傳播方向作一條線，并標上箭頭，表示光的傳播方向，這樣的線叫做光線播方向，這樣的線叫做光線介質(zhì)：光可以在其中傳播的物質(zhì)叫做光介質(zhì)，簡稱介質(zhì)介質(zhì)：光可以在其中傳播的物質(zhì)叫做光介質(zhì)，簡稱介質(zhì)光速：在真空中傳播速度光速：在真空中傳播速度c=3.00108m/s. 在其它介

2、質(zhì)在其它介質(zhì)中光的傳播速度為中光的傳播速度為v=c/n，式中，式中n為介質(zhì)的為介質(zhì)的 折射率，故折射率，故v0 正立正立0 倒立倒立1 1 1 放大放大大小不變大小不變減少減少PPCrsOnn符號規(guī)那么：符號規(guī)那么：snns nnrnfs nnnrfs nnff 焦距焦距物空間物空間 n s f像空間像空間 n s fr y yPPCrsOnn0 snsn1 snnsrss211 ss 011 ss1 1 sfsfsffs 以像作物以像作物最終性質(zhì)最終性質(zhì)=123 有一種高腳酒杯，如下圖。杯內(nèi)底面為一凸起有一種高腳酒杯，如下圖。杯內(nèi)底面為一凸起的球面，球心在頂點的球面，球心在頂點O下方玻璃中的

3、下方玻璃中的C點，球面的點，球面的半徑半徑R1.50cm，O到杯口平面的間隔為到杯口平面的間隔為8.0cm。在。在杯腳底中心處杯腳底中心處P點緊貼一張畫片，點緊貼一張畫片，P點距點距O點點6.3cm。這種酒杯未斟酒時，假設(shè)在杯口處向杯底方向觀看，這種酒杯未斟酒時，假設(shè)在杯口處向杯底方向觀看，看不出畫片上的景物，但假設(shè)斟了酒，再在杯口處看不出畫片上的景物，但假設(shè)斟了酒，再在杯口處向杯底方向觀看，將看到畫片上的景物。知玻璃的向杯底方向觀看，將看到畫片上的景物。知玻璃的折射率折射率n11.56，酒的折射率，酒的折射率n21.34。試經(jīng)過分。試經(jīng)過分析計算與論證解釋這一景象。析計算與論證解釋這一景象。

4、21屆預(yù)賽屆預(yù)賽 2004解：把酒杯放平，分析成像問題。解：把酒杯放平，分析成像問題。 1未斟酒時，杯底凸球面的兩側(cè)介質(zhì)的折射率分別為未斟酒時，杯底凸球面的兩側(cè)介質(zhì)的折射率分別為n1和和n01。在圖中，。在圖中，P為畫片中心，由為畫片中心，由P發(fā)出經(jīng)過球心發(fā)出經(jīng)過球心C的光線的光線PO經(jīng)過頂點不變方向進入空氣中；由經(jīng)過頂點不變方向進入空氣中；由P發(fā)出的與發(fā)出的與PO成成 角角的另一光線的另一光線PA在在A處折射。設(shè)處折射。設(shè)A處入射角為處入射角為i，折射角為，折射角為r，半徑半徑CA與與PO的夾角為的夾角為 ，由折射定律和幾何關(guān)系可得，由折射定律和幾何關(guān)系可得n1sinin0sinr 1 i+

5、 2 在在PAC中，由正弦定理，有中，由正弦定理，有sinsinRPCi思索近軸光線成像，思索近軸光線成像，、i、r 都是小角度，那么有都是小角度，那么有10nrinRiPC45 由由245式、式、n0、nl、R的數(shù)值及的數(shù)值及 可得可得 1.31i 6 r 1.56i 7 由由6、7式有式有 r 8由上式及上圖可知，折射線將與由上式及上圖可知，折射線將與PO延伸線相交于延伸線相交于P，P 即為即為P點的實像畫面將成實像于點的實像畫面將成實像于P 處。處。4.8PCPOCOcm在在CAP 中，由正弦定理有中，由正弦定理有sinsinRCPr又有又有 r + (10)思索到是近軸光線，由思索到是

6、近軸光線，由9、l0式可得式可得rCPRrq(11) 又有又有OPCPR12 由以上各式并代入數(shù)據(jù)，可得由以上各式并代入數(shù)據(jù)，可得7.9OP cm 13 由此可見，未斟酒時，畫片上景物所成實像在杯口距由此可見，未斟酒時，畫片上景物所成實像在杯口距O點點7.9 cm處。知處。知O到杯口到杯口平面的間隔為平面的間隔為8.0cm，當(dāng)人眼在杯口處向杯底方向觀看時，該實像離人眼太近，當(dāng)人眼在杯口處向杯底方向觀看時，該實像離人眼太近，所以看不出畫片上的景物。所以看不出畫片上的景物。92斟酒后，杯底凸球面兩側(cè)介質(zhì)分別為玻璃和酒，折射斟酒后，杯底凸球面兩側(cè)介質(zhì)分別為玻璃和酒，折射率分別為率分別為n1和和n2，

7、如圖，如圖2所示，思索到近軸光線有所示，思索到近軸光線有12nrin14 代入代入n1和和n2的值，可得的值，可得 r1.16i 15與與6式比較，可知式比較，可知 r 16由上式及圖由上式及圖2可知，折射線將與可知，折射線將與OP延伸線相交于延伸線相交于P，P 即為即為P點的點的虛像。畫面將成虛像于虛像。畫面將成虛像于P 處。計算可得處。計算可得rCPRrq 17又有又有OPCPR18 由以上各式并代入數(shù)據(jù)得由以上各式并代入數(shù)據(jù)得13OP cm 19由此可見，斟酒后畫片上景物成虛像于由此可見，斟酒后畫片上景物成虛像于P處，距處，距O點點13cm即距杯即距杯口口21 cm。雖然該虛像還要因酒液

8、平外表的折射而向杯口處拉近一定。雖然該虛像還要因酒液平外表的折射而向杯口處拉近一定間隔，但依然離杯口處足夠遠，所以人眼在杯口處向杯底方向觀看時，間隔，但依然離杯口處足夠遠，所以人眼在杯口處向杯底方向觀看時，可以看到畫片上景物的虛像。可以看到畫片上景物的虛像。rnnsnsn122211 5 .156.1113 .656.12 scm94. 72 srnnsnsn122211 5 . 156. 134. 134. 13 . 656. 12 scm27.132 sn1n2用光線來處置光的傳播用光線來處置光的傳播 0 幾何光學(xué)三定律幾何光學(xué)三定律n 光的直線傳播定律光的直線傳播定律 光在均勻媒質(zhì)中沿直線傳播光在均勻媒質(zhì)中沿直線傳播或者說，幾何光學(xué)是動搖光學(xué)的近似實際或者說，幾何光學(xué)是動搖光學(xué)的近似實際反過來說，光在非均勻介質(zhì)中的傳播途徑是曲線反過來說，光在非均勻介質(zhì)中的傳播途徑是曲線 i1= i1 反射關(guān)系反射關(guān)系 折射關(guān)系斯涅爾定律折射關(guān)系斯涅爾定律2211sinsininin n1n2i1i1i2 光路的可逆性：當(dāng)光線沿反射光線方向入射時，反射光線一定沿入射光線方光路的可逆性：當(dāng)光線沿反射光線方向入射時，反射光線一定