光学
知识点总结
光的直线传播：影，日食、月食
影：影是光源发出并与投影物体表面相切的光线在背光面的后方围成的区域 本影：光源在投影物体后形成的光线完全不能到达的区域 半影：光源在投影物体后形成的只有部分光线照射的区域 对日食和月食的认识：
日食：人位于月球的本影内，能看到日全食，位于月球的半影内，能看到日偏食，位于月球的伪本影内，能看到日环食（画图，能更清晰地理解）
月食：当地球的本影部分将月球反光面遮住，能看到月偏食，若全部将月球反光面遮住，能看到月全食。——1.不存在月环食，因为月球和地球的距离近，地球的本影区很长，月球永远都到达不了地球的伪本影。2.当月球全部在地球的半影区域时不会发生月偏食，只是月亮的亮度减弱，因为光线能照到月球的整个半球面，只是，部分光线能照到而已。
光的反射：反射定律，平面镜成像
反射定律：三线共面，入射光线和反射光线分居发现两侧，反射角=入射角
平面镜成像：平面镜只改变光线的传播方向，不改变光线的性质（平行、发散、汇聚）。 入射光线保持不变，平面镜过入射点以垂直入射光为轴，转过?角，则反射光线将转过2?，这就是平面镜的“放大”作用。 平面镜成像的作图方法
1、 反射定律法：从物点做任意两条入射光线射向平面镜，由反射定律做出其反射光线，反射
光线的反向延长线的焦点为（虚）像点。
2、 对称法：先根据平面镜成像的对称性，做出虚像点，再补上入射光线和反射光线。
光的折射和全反射：折射定律，折射率，光密介质和光疏介质，全反射条件，色散
折射定律：三线共面，入射光线和反射光线分居发现两侧，入射角的正弦跟折射角的正弦成正比
光疏介质和光密介质：它们都是相对而言的。
全反射：当入射角增大到某一角度，使折射角达到90度，折射光线完全消失，只剩下反射光 临界角：折射角为90度的时候的入射角叫临界角，入射角>=临界角时，全反射发生。
例题1（确定平面镜成像的观察范围）
要看到物体在平面镜中完整的像，则需借助边界光线，边界光线的公共部分就为完整像的观察范围
另一类问题是眼在确定的位置能看到物或像的哪些部分，对这类问题，应用光路的可逆性，把眼看做“发光体”，眼所“发的光”通过镜“照亮”的区域，即眼所能看到的区域。
1.MN为挂在墙面上的平面镜，地板S处 的人眼通过平面镜所能观察到天花板的 范围，做图表示
1
用心 爱心 专心
例2：（折射率与光速及波长的关系）
光从真空进入介质时，频率不变，速度减小，由v??f知，波长将变短，又由
sinic??n??0（?0，?分别为光在真空中和介质中的波长）知，某种介质的折sinrv?射率越大，光在其中的传播速度越小，波长将越短。
2.两束不同频率的单色光a,b从空气平行射入水中，发生了如图所示的折射现象（???） 下面结论正确的是
A. 光束b的频率比光束a低
B. 在水中的传播速度，光束a比光束b小
C. 水对光束a的折射率比水对光束b的折射率小
D. 若光束从水中射向空气，则光束b的临界角比光束a的临界角大
练习
1．某人手持边长为6cm的正方形平面镜测量身后一棵树的高度。测量时保持镜面与地面垂直，镜子与眼睛的距离为0.4m。在某位置时，他在镜中恰好能够看到整棵树的像；然后他向树走了6.0 m，发现用这个镜子长度的5/6就能看到整棵树的像，这棵树的高度约为（） A．5.5m B．5.0m C．4.5m D．4.0m
2.某物体左右两侧各有一竖直放置的平面镜，两平面镜相互平行，物体距离左镜4m，右镜8m，如图所示，物体在左镜所成的像中从右向左数的第三个像与物体的距离是
A．24m B．32m C．40m D．48m
3.频率不同的两束单色光1和2 以相同的入射角从同一点射入一厚玻璃板后，其光路如图所示，下列说法正确的是
A． 单色光1的波长小于单色光2的波长
B． 在玻璃中单色光1的传播速度大于单色光2 的传播速度
C． 单色光1通过玻璃板所需的时间小于单色光2通过玻璃板所需的时间
D． 单色光1从玻璃到空气的全反射临界角大于单色光2从玻璃到空气的全反射临界角
2
用心 爱心 专心
4. 使用照相机拍摄清晰满意的照片，必须选择合适的曝光量。曝光量P可以表示为：
dk()2tP=f，式中k为常数，d为照相机镜头“通光孔径”的直径，f为照相机镜头的焦距，t
d为曝光时间，将f的倒数d称为照相机的光圈数。一摄影爱好者在某次拍摄时，选择的光圈
f1数是8，曝光时间是30s。 若他想把曝光时间减少一半，但不改变曝光量，那么光圈数应选
择（ ）。
A．4 B．5.6 C．8 D．11
5.如图所示，空气中在一折射率为2的玻璃柱体，其横截面是圆心角为90°、半径为R的扇形OAB，一束平行光平行于横截面，以45°入射角照射到OA上，OB不透光，若只考虑首次入射到圆弧AB上的光，则AB上有光透出部分的弧长为
A ?R B ?R C ?R D
??1614135?R 12
6．如图所示，一段横截面为正方形的玻璃棒，中间部分弯成四分之一圆弧形状，一细束单色光由MN端面的中点垂直射入，恰好能在弧面EF上发生全反射，然后垂直PQ端面射出。
①求该玻璃棒的折射率。
②若将入射光向N端平移，当第一次射到弧面EF上时______（填“能”“不能”或“无法确定能否”）发生全反射。
7.一玻璃砖横截面如图所示，其中ABC为直角三角形（AC边末画出），AB为直角边?ABC=45度；ADC为一圆弧，其圆心在BC边的中点。此玻璃的折射率为1.5。P为一贴近玻璃砖放置的、与AB垂直的光屏。若一束宽度与AB边长度相等的平行光从AB边垂直射入玻璃砖，则
用心 爱心 专心
3
A. 从BC边折射出光束宽度与BC边长度相等的平行光
B. 屏上有一亮区，其宽度大于AB边的长度 C. 屏上有一亮区，其宽度等于AC边的长度
D. 当屏向远离玻璃砖的方向平行移动时，屏上亮区先逐渐变小然后逐渐变大
8．如图所示，空气中有一横截面为半圆环的均匀透明柱体，其内圆半径为r，外圆半径为R，R＝2r。现有一束单色光垂直于水平端面A射入透明柱体，只经过两次全反射就垂直于水平端面B射出。设透明柱体的折射率为n，光在透明柱体内传播的时间为t，若真空中的光速为c，则
A n可能为3 B n可能为2 C
22rt可能为c
4.8rD t可能为c
9．一束单色光由左侧射入装着清水的薄壁圆柱,图为过轴线的截面图，调整入射角α，光线恰好在和空气的交界面上发生全反射，已知水的折射率为4/3，求α的值。
?
10．一棱镜的截面为直角三角形ABC，∠A=30度，斜边AB＝a。棱镜材料的折射率为n=2。在此截面所在的平面内，一条光线以45度的入射角从AC边的中点M射入棱镜，求射出的点的位置（不考虑光线沿原来路返回的情况）。
用心 爱心 专心 4