1、1第十三章第十三章光學(xué)光學(xué)一、光的直線傳播一、光的直線傳播1.光在同一種均勻介質(zhì)中是沿直線傳播的前提條件是在同一種介質(zhì)，而且是均勻介質(zhì)。否則，可能發(fā)生偏折。如光從空氣斜射入水中（不是同一種介質(zhì)）；“海市蜃樓”現(xiàn)象（介質(zhì)不均勻）。當(dāng)障礙物或孔的尺寸和波長可以相比或者比波長小時，將發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，光線將可能偏離原來的傳播方向。解光的直線傳播方面的計算題（包括日食、月食、本影、半影問題）關(guān)鍵是畫好示意圖，利用數(shù)學(xué)中的相似形等幾何知識計算。
2、例1.如圖所示，在A點有一個小球，緊靠小球的左方有一個點光源S。現(xiàn)將小球從A點正對著豎直墻平拋出去，打到豎直墻之前，小球在點光源照射下的影子在墻上的運動是A.勻速直線運動B.自由落體運動C.變加速直線運動D.勻減速直線運動解：小球拋出后做平拋運動，時間t后水平位移是vt，豎直位移是h=gt2，根據(jù)相似形知識可以由比例求得，因此影子在墻上的運動是勻ttvglx??2速運動。2.光速光在真空中的轉(zhuǎn)播速度為c=3.00108ms。⑴光在不同介
3、質(zhì)中的傳播速度是不同的。根據(jù)愛因斯坦的相對論光速不可能超過c。⑵近年來（19992001年）科學(xué)家們在極低的壓強（109Pa）和極低的溫度（109K）下，得到一種物質(zhì)的凝聚態(tài)，光在其中的速度降低到17ms，甚至停止運動。⑶也有報道稱在實驗中測得的光速達到1011ms，引起物理學(xué)界的爭論。lSAhxvt123)折射光路也是可逆的。2.各種色光性質(zhì)比較可見光中，紅光的折射率n最小，頻率ν最小，在同種介質(zhì)中（除真空外）傳播速度v最大，波長λ最
4、大，從同種介質(zhì)射向真空時發(fā)生全反射的臨界角C最大，以相同入射角在介質(zhì)間發(fā)生折射時的偏折角最?。ㄗ⒁鈪^(qū)分偏折角和折射角）。以上各種色光的性質(zhì)比較在定性分析時非常重要，一定要牢記。3.邊作圖邊計算有關(guān)光的折射和全反射，在解題時要把計算和作圖有機地結(jié)合起來，根據(jù)數(shù)據(jù)計算反射角、折射角，算一步畫一步，畫一步在根據(jù)需要算一步。作圖要依據(jù)計算結(jié)果，力求準(zhǔn)確。例4.直角三棱鏡的頂角α=15棱鏡材料的折射率n=1.5，一細束單色光如圖所示垂直于左側(cè)面射
5、入，試用作圖法求出該入射光第一次從棱鏡中射出的光線。解：由n=1.5知臨界角大于30小于45，邊畫邊算可知該光線在射到A、B、C、D各點時的入射角依次是75、60、45、30，因此在A、B、C均發(fā)生全反射，到D點入射角才第一次小于臨界角，所以才第一次有光線從棱鏡射出。4.光導(dǎo)纖維全反射的一個重要應(yīng)用就是用于光導(dǎo)纖維（簡稱光纖）。光纖有內(nèi)、外兩層材料，其中內(nèi)層是光密介質(zhì)，外層是光疏介質(zhì)。光在光纖中傳播時，每次射到內(nèi)、外兩層材料的界面，都要
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