
初2物理光学总结 反射 镜面成像等 看详细描述....
凸透镜成像 物体放在焦点之外,在凸透镜另一侧成倒立的实像,实像有缩小、等大、放大三种。
物距越小,像距越大,实像越大。
物体放在焦点之内,在凸透镜同一侧成正立放大的虚像。
物距越大,像距越小,虚像越小。
在光学中,由实际光线汇聚成的像,称为实像,能用光屏承接;反之,则称为虚像,只能由眼睛感觉。
有经验的物理老师,在讲述实像和虚像的区别时,往往会提到这样一种区分方法:“实像都是倒立的,而虚像都是正立的。
”所谓“正立”和“倒立”,当然是相对于原物体而言。
平面镜、凸面镜和凹透镜所成的三种虚像,都是正立的;而凹面镜和凸透镜所成的实像,以及中所成的实像,无一例外都是倒立的。
当然,凹面镜和凸透镜也可以成虚像,而它们所成的两种虚像,同样是正立的状态。
那么人类的眼睛所成的像,是实像还是虚像呢
我们知道,人眼的结构相当于一个凸透镜,那么外界物体在视网膜上所成的像,一定是实像。
根据上面的经验规律,视网膜上的物像似乎应该是倒立的。
可是我们平常看见的任何物体,明明是正立的啊
这个与“经验规律”发生冲突的问题,实际上涉及到的调整作用以及生活经验的影响。
当物体与凸透镜的距离大于透镜的焦距时,物体成倒立的像,当物体从较远处向透镜靠近时,像逐渐变大,像到透镜的距离也逐渐变大;当物体与透镜的距离小于焦距时,物体成放大的像,这个像不是实际折射光线的会聚点,而是它们的反向延长线的交点,用光屏接收不到,是虚像。
可与平面镜所成的虚像对比(不能用光屏接收到,只能用眼睛看到)。
当物体与透镜的距离大于焦距时,物体成倒立的像,这个像是蜡烛射向凸透镜的光经过凸透镜会聚而成的,是实际光线的会聚点,能用光屏承接,是实像。
当物体与透镜的距离小于焦距时,物体成正立的虚像。
与凸透镜的区别 一.结构不同 凸透镜是由两面磨成球面的透明镜体组成 凹面镜是由两面都是磨成凹球面透明镜体组成 二.对光线的作用不同 凸透镜主要对光线起会聚作用 凹面镜主要对光线起发散作用 三.成像性质不同 凸透镜是折射成像 凹面镜是折射成像凸透镜是折射成像 成的像可以是 正、倒;虚、实;放、缩。
起聚光作用 凹面镜是折射成像只能成缩小的正立像。
起散光作用透镜(包括凸透镜)是使光线透过,使用光线折后成像的仪器,光线遵守。
面镜(包括凸面镜)不是使光线透过,而是反射回去成像的仪器,光线遵守。
凸透镜可以成倒立放大、等大、缩小的实像或正立放大的虚像。
可把平行光会聚于焦点,也可把焦点发出的光线折射成平行光。
凸面镜只能成正立缩小的虚像,主要用扩大视野。
(1)二倍焦距以外,倒立缩小实像; 一倍焦距到二倍焦距,倒立放大实像; 一倍焦距以内,正立放大虚像; 成实像物和像在凸透镜异侧,成虚像在凸透镜同侧。
(2) 巧记方法 一倍焦距分虚实 两倍焦距分大小 虚正物像同 实倒物像异 物远实象小 放大焦点内 (3)表格 物体到透镜的距离u 像的大小 像的正倒 像的虚实 像到透镜的距离v 应用实例 u是物距 v是像距 f是焦距 u>2f, 缩小 倒立 实像 2f>v>f 照相机 u=2f, 等大 倒立 实像 v=2f 2f>u>f 放大 倒立 实像 v>2f 放映机,幻灯机,投影机 u=f 不成像 平行光源:探照灯 u 蜡烛,凸透镜,光屏应尽量保持在同一条直线上。 (3)凸透镜成像还满足1\\\/v+1\\\/u=1\\\/f 利用透镜的特殊光线作透镜成像光路: (1)、物体处于2倍焦距以外 (2)、物体处于2倍焦距和1倍焦距之间 (3)、物体处于焦点以内 (4)、凹透镜成像光路 实验研究凸透镜的成像规律是:当物距在一倍焦距以内时,得到正立、放大的虚像;在一倍焦距到二倍焦距之间时得到倒立、放大的实像;在二倍焦距以外时,得到倒立、缩小的实像。 该实验就是为了研究证实这个规律。 实验中,有下面这个表: 物 距 u 像的性质 像的位置 正立或倒立 放大或缩小虚像或实像 与物同侧与异侧像距v u>2f 倒立缩小 实像异侧 f f2f u=f不成像 u 其实,透镜成像满足透镜成像公式: 1\\\/u(物距)+1\\\/v(像距)=1\\\/f(透镜焦距) 照相机运用的就是凸透镜的成像规律 镜头就是一个凸透镜,要照的景物就是物体,胶片就是屏幕 照射在物体上的光经过漫反射通过凸透镜将物体的像成在最后的胶片上 胶片上涂有一层对光敏感的物质,它在曝光后发生化学变化,物体的像就被记录在胶卷上 至于物距、像距的关系与凸透镜的成像规律完全一样 物体靠近时,像越来越远,越来越大,最后再同侧成虚像。 物距增大,像距减小,像变小;物距减小,像距增大,像变大。 平面镜的成像 要是平面镜成像,都一定是利用了光的反射 太阳或者灯的光照射到人的身上,被反射到镜面上(注意:这里是漫反射,不是镜面反射,不属于平面镜成像)。 平面镜又将光反射到人的眼睛里,因此我们看到了自己在平面镜中的虚像。 (这才是平面镜对光的反射)。 照镜子就是这样的原理。 可以说,只要利用到平面镜,就一定是反射。 我们用Φ代表可分辨的物的最小结构,而u代表物距,v代表屏幕与小孔的距离(像距),φ代表小孔的直径。 其成像的公式就是: φ\\\/Φ=(u+v)\\\/v (1) 整理(1)式后可以得到: Φ\\\/φ-1=u\\\/v (2) 由(2)式可以看出, 当u、φ一定,v趋向无限大的时候,φ\\\/Φ趋向于1,所以只有当像距无限大的时候,像才会达到最大的分辨率。 v越小,则分辨率越低,当为v接近为零的时候,像就无法成像了,这也就成了一个世俗所说光斑了。 光学包括两大部分内容:几何光学和物理光学.几何光学(又称光线光学)是以光的直线传播性质为基础,研究光在煤质中的传播规律及其应用的学科;物理光学是研究光的本性、光和物质的相互作用规律的学科. 一、重要概念和规律 (一)、几何光学基本概念和规律 1、基本规律 光源发光的物体.分两大类:点光源和扩展光源.点光源是一种理想模型,扩展光源可看成无数点光源的集合.光线——表示光传播方向的几何线.光束通过一定面积的一束光线.它是温过一定截面光线的集合.光速——光传播的速度。 光在真空中速度最大。 恒为C=3×108m\\\/s。 丹麦天文学家罗默第一次利用天体间的大距离测出了光速。 法国人裴索第一次在地面上用旋转齿轮法测出了光这。 实像——光源发出的光线经光学器件后,由实际光线形成的.虚像——光源发出的光线经光学器件后,由发实际光线的延长线形成的。 本影——光直线传播时,物体后完全照射不到光的暗区.半影——光直线传播时,物体后有部分光可以照射到的半明半暗区域. 2.基本规律 (1)光的直线传播规律 先在同一种均匀介质中沿直线传播。 小孔成像、影的形成、日食、月食等都是光沿直线传播的例证。 (2)光的独立传播规律 光在传播时虽屡屡相交,但互不扰乱,保持各自的规律继续传播。 (3)光的反射定律 反射线、人射线、法线共面;反射线与人射线分布于法线两侧;反射角等于入射角。 (4)光的折射定律 折射线、人射线、法织共面,折射线和入射线分居法线两侧;对确定的两种介质,入射 角(i)的正弦和折射角(r)的正弦之比是一个常数. 介质的折射串 n=sini\\\/sinr=c\\\/v。 全反射条件①光从光密介质射向光疏介质;②入射角大于临界角A,sinA=1\\\/n。 (5)光路可逆原理 光线逆着反射线或折射线方向入射,将沿着原来的入射线方向反射或折射. 3.常用光学器件及其光学特性 (1)平面镜点光源发出的同心发散光束,经平面镜反射后,得到的也是同心发散光束.能在镜后形成等大的、正立的虚出,像与物对镜面对称。 (2)球面镜 凹面镜有会聚光的作用,凸面镜有发散光的作用. (3)棱镜光密煤质的棱镜放在光疏煤质的环境中,入射到棱镜侧面的光经棱镜后向底面偏折。 隔着棱镜看到物体的像向项角偏移。 棱镜的色散作用复色光通过三棱镜被分解成单色光的现象。 (4)透镜在光疏介质的环境中放置有光密介质的透镜时,凸透镜对光线有会聚作用,凹透镜对光线有发散作用.透镜成像作图利用三条特殊光线。 成像规律1\\\/u+1\\\/v=1\\\/f。 线放大率m=像长\\\/物长=|v|\\\/u。 说明①成像公式的符号法则——凸透镜焦距f取正,凹透镜焦距f取负;实像像距v取正,虚像像距v取负。 ②线放大率与焦距和物距有关. (5)平行透明板光线经平行透明板时发生平行移动(侧移).侧移的大小与入射角、透明板厚度、折射率有关。 4.简单光学仪器的成像原理和眼睛 (1)放大镜 是凸透镜成像在。 u(2)照相机 是凸透镜成像在u>2f时的应用.得到的是倒立缩小施实像。 (3)幻灯机 是凸透镜成像在 f<u<2f时的应用。 得到的是倒立放大的实像. (4)显微镜由短焦距的凸透镜作物镜,长焦距的透镜作目镜所组成。 物体位于物镜焦点外很靠近焦点处,经物镜成实像于目镜焦点内很靠近焦点处。 再经物镜在同侧形成一放大虚像(通常位于明视距离处)。 (5)望远镜由长焦距的凸透镜作物镜,辕焦距的〕透镜作目镜所组成。 极远处至物镜的光可看成平行光,经物镜成中间像(倒立、缩小、实像)于物镜焦点外很靠近焦点处,恰位于目镜焦点内,再经目镜成虚像于极远处(或明视距离处)。 (6)眼睛等效于一变焦距照相机,正常人明视距约25厘米。 明视距离小子25厘米的近视眼患者需配戴凹透镜做镜片的眼镜;明视距离大于25厘米的远视25者需配戴凸透镜做镜片的眼镜。 (二)物理光学——人类对光本性的认识发展过程 (1)微粒说(牛顿) 基本观点 认为光像一群弹性小球的微粒。 实验基础光的直线传播、光的反射现象。 困难问题无法解释两种媒质界面同时发生的反射、折射现象以及光的独立传播规律等。 (2)波动说(惠更斯) 基本观点 认为光是某种振动激起的波(机械波)。 实验基础 光的干涉和衍射现象。 ①个的干涉现象——杨氏双缝干涉实验 条件 两束光频率相同、相差恒定。 装置 (略)。 现象出现中央明条,两边等距分布的明暗相间条纹。 解释屏上某处到双孔(双缝)的路程差是波长的整数倍(半个波长的偶数倍)时,两波同相叠加,振动加强,产生明条;两波反相叠加,振动相消,产生暗条。 应用检查平面、测量厚度、增强光学镜头透射光强度(增透膜). ②光的衍射现象——单缝衍射(或圆孔衍射) 条件 缝宽(或孔径)可与波长相比拟。 装置 (略)。 现象 出现中央最亮最宽的明条,两边不等距发表的明暗条纹(或明暗乡间的圆环)。 困难问题 难以解释光的直进、寻找不到传播介质。 (3)电磁说(麦克斯韦) 基本观点 认为光是一种电磁波。 实验基础赫兹实验(证明电磁波具有跟光同样的性质和波速)。 各种电磁波的产生机理无线电波 自由电子的运动;红外线、可见光、紫外线原子外层电子受激发;x射线 原子内层电子受激发;γ射线原子核受激发。 可见光的光谱发射光谱——连续光谱、明线光谱;吸收光谱(特征光谱。 困难问题 无法解释光电效应现象。 (4)光子说(爱因斯坦) 基本观点 认为光由一份一份不连续的光子组成每份光子的能量E=hν。 实验基础光电效应现象。 装置(略)。 现象①入射光照到光电子发射几乎是瞬时的;②入射光频率必须大于光阴极金属的极限频率ν。 ; ③当ν>v。 时,光电流强度与入射光强度成正比;④光电子的最大初动能与入射光强无关,只随着人射光灯中的增大而增大。 解释①光子能量可以被电子全部吸收.不需能量积累过程;②表面电子克服金属原子核引力逸出至少需做功(逸出功)hν。 ;③入射光强。 单位时间内入射光子多,产生光电子多;④入射光子能量只与其频率有关,入射至金属表,除用于逸出功外。 其余转化为光电子初动能。 困难问题无法解释光的波动性。 (5)光的波粒二象性基本观点认为光是一种具有电磁本性的物质,既有波动性。 又有粒子性。 大量光子的运动规律显示波动性,个别光子的行为显示粒子性。 实验基础微弱光线的干涉,X射线衍射. 二、重要研究方法 1.作图锋几何光学离不开光路图。 利用作图法可以直观地反映光线的传播,方便地确定像的位置、大小、倒正、虚实以及成像区域或观察范围等.把它与公式法结合起来,可以互相补充、互相验证。 2.光路追踪法用作图法研究光的传播和成像问题时,抓住物点上发出的某条光线为研究对象。 不断追踪下去的方法.尤其适合于研究组合光具成多重保的情况。 3.光路可逆法 在几何光学中,一所有的光路都是可逆的,利用光路可逆原理在作图和计算上往在都会带来方便。 远一点是圆形,属于太阳的实象,这种现象又称小孔成像近一点是方形,就是这个孔的影子……补:楼上的第一个观点是错误的,地面的光斑只能是实象 根据双缝干涉条纹间距公式:Δx=Lλ\\\/d,可以知道λ=dΔx\\\/L=3.8*0.1*10^-5\\\/6=0.633*10^-6m=633nm又因为把装置放入水中后,波长会发生改变,又因为 折射率n=c\\\/v=λ真空\\\/λ介质,所以水中光波波长变为: λ介质=λ真空\\\/n=633\\\/(4\\\/3)=474.75nm再次利用条纹间距公式:Δx=Lλ介质\\\/d=6×474.75×10^-9\\\/0.1×10^-3=0.028485m=2.8485cm物理的学习心得体会要写些什么内容
物理光学问题
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