光的折射.doc

1、知识结构：

2、光的折射： 光从一种介质射入另一种介质时，传播方向一般会发生变化，这种现象叫做光的折射。在这个定义中，我们要注意以下几点： 光能射入某种介质，则这种介质一定是透明的。否则光只会被反射。 在两种介质的交界面上，光一定会发生反射，若介质透明，则还能发生折射。 光的传播方向一般会发生变化，但特殊情况下，光垂直入射时，传播方向将不变化，也就是说，折射不一定都“折”。

3、与光的反射、折射现象相联系的光学器件及应用：

平面镜（穿衣镜）面镜凸镜（观后镜）球面镜光学器件 凹镜（太阳灶）凸透镜（照像机、幻灯机、放大镜）透镜凹透镜（近视镜）

4、光的折射现象： 首先我们要定义一些概念。有了反射现象的研究经验，可知法线是这些概念的核心。而入射角、折射角仍指光线与法线的夹角。（如图6—1）i为入射角，r为折射角。 光的折射的实验结论： （1）光从空气射入水或其他介质中时（前提），折射光线与入射光线、法线在同一平面上； （2）折射光线和入射光线分居法线两侧；

（3）折射角小于入射角；

（4）入射角增大时，折射角也随之增大； （5）光线垂直入射时，传播方向不变。 我们略作分析：第（1）、（2）条与反射定律相同，也是为了大致定出折射光线的空间位置。但需要指出的是，反射光线与入射光线在介质交界面的同侧，而折射光线与入射光线在介质交界面的异侧；反射、入射光线在同种介质中，而折射、入射光线在不同种介质中。 在反射定律中，我们依靠反射角等于入射角的等式最终确定了反射光线的方向。事实上，对于折射角和入射角，我们也可以列出一个等式，来确定折射光线的最终位置，但由于现在的数学知识不够，我们只能定性地说明角度的关系，因而对角度的描述略微复杂一些。首先，当光由空气射入别的较密的介质时，光线将向法线偏折，所以折射角小于入射角。另外，入射光线远离法线，折射光线也会远离光线，但角度关系仍是r折i。实际上，反射时，入射光线远离法线，反射光线也远离光线，但r反=i

第（5）条为折射的特例，光垂直入射时，方向不改变，此时r折=i=0。（请见6—2图） 光线垂直折射面入射时，入射、反射、折射光线与法线“四线合一”，此时ir反r折0。

图6—2

书上详细介绍了光由空气射入其他较密介质时的折射情况，实际上这也包括光由较稀疏的空气射入较稠密空气的情况。由此我们可以解释热源（如火炉、暖气）后的物体影像为何会扭曲，这是因为光在不均匀的介质中会发生折射，这样我们由于“光沿直线传播”的错觉，以为发光点的位置移动，感觉物体在不断地扭曲。 若光是由较密的介质射入较疏的介质时呢？根据光路可逆的可逆性。作图如6—3

①由疏到密

②由密到疏

③光路可逆

图6—3 在实际的运用中，入射角和折射角究竟谁大，是非常容易出错的问题。可以不去记它，而记为“疏大密小”，即指在较疏的介质中，光线与法线的夹角较大，而在较密的介质中，光线与法线的夹角较小。

5、关于实像与虚像的区别： 物点发出的光线经反射或折射后能够会聚到一点，这一点就是物点的实像。实像是实际光线会聚而成，不仅可以用眼睛直接观察，也可以在屏幕上显映出来。 如果物点发出的光线经反射或折射后发散，发散光线的反向延长相交于一点，看起来光线好像从这一点发出，而实际上不存在这样一个发光点，这点就是物点的虚像。虚像只能用眼睛观察，不能用屏幕显映。 跟物体相比较，实像是倒立的，虚像是正立的。 6、凸透镜成像的规律及应用： u——物距、v ——像距、f ——焦距。 像的位置 像、物异侧fv2f 像、物异侧v2f 像、物同侧 像的大小 缩小 放大 放大 像的性质 倒立实像 倒立实像 正立虚像 应用举例 照像机 幻灯机 放大镜 物体位置 u2f fu2f uf

凸透镜成像的作图：

7、凸透镜成像的动态情景：

当物体从二倍焦距以外的地方逐渐向凸透镜移近过程中，像逐渐变大，像距v也逐渐变大。但是，只要物体未到达二倍焦距点时，像的大小比物体要小；像的位置总在镜的另一侧一倍焦距至二倍焦距之间。 当物体到达二倍焦距之内逐渐向一倍焦距点移动过程中，像变大，像距v也变大。像的大小总比物体要大，像的位置总在镜的另一侧二倍焦距以外。 可见，二倍焦距点是凸透镜成缩小实像与放大实像的分界点。即物体在二倍焦距以外时所成实像小于物体；物体在二倍焦距以内时所成实像要大于物体。 当物体在一倍焦距以内时，只能在与物体同侧的地方得到正立放大的虚像。 因此，焦点F是凸透镜成实像与虚像的分界点。