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1、初中物理实验,有关光学的实验,本讲座的光学实验均以几何光学为理论基础,几何光学的三个基本定律：光的直线传播定律光的反射定律光的折射定律,光的直线传播,光在同一种均匀物质里沿直线方向传播。,光的直线传播,光的直线传播的一个例证：针孔照相机,小孔成像的特点是:小孔成像是光的直线传播所形成的有趣现象。小孔所成的像是实际光束形成，可以使照相底片感光。小孔成像时，像的形状与物相似，与孔的形状无关。小孔减小时，像变得清晰，但亮度减小。,光的直线传播,光的直线传播的一个例证：针孔照相机,有关小孔成像的下列说法中,正确的是:A.小孔所成的像可以是彩色的.B.像的清晰度跟小孔的大小无关.C.将照相底片放在光屏处
2、可以拍摄到像.D.成像用的小孔必须是圆形的.,答案:A,C,光的直线传播,光的直线传播的一个实验：小孔成像,光的直线传播,光的直线传播的另一个例证：日食与月食 从光源发出的光,照射到不透明的物体上时,会在物体后面形成一个光线照射不到的黑暗区域,这就是物体的“影”,光的直线传播,光的直线传播的另一个例证：日食与月食 障碍物受扩展光源照射时，在屏上形成本影和半影.,扩展光源,障碍物,光的直线传播,光的直线传播的另一个例证：日食,日全食,日偏食,光的直线传播,光的直线传播的另一个例证：月食,月全食,月偏食,当月球整个都进入本影时，就会发生月全食；但如果只是一部份进入本影时，则只会发生月偏食。月全食和
3、月偏食都是本影月食。有时月球只进入半影，这就称为半影月食。在半影月食发生期间，月亮将略为转暗，但它边缘并不会被地球的影子所阻挡。,人是怎样观察到光线的直线传播 只有当光束进入人眼时，方能引起视觉效应，人眼所能看到的只是光束的顶点，而不是光线的本身。,P,光的直线传播,光的反射,反射定律：反射角等于入射角。,光的反射,平面镜成像特点,物体在平面镜里成的是正立的虚像，像和物体大小相等,像和物体以镜面为对称。,光的反射,利用作图法求平面镜成像的位置,S,O,S,光的反射,利用作图法求入射光线与反射光线的路径,S,S,光的反射,为了在镜看见自己的全身像，镜子至少应当有多高？,H,h,光的反射,平面镜前
4、有一个物，眼睛能不能看到其虚像？,A,光的反射,平面镜前有一个物，眼睛能不能看到其虚像？,B,光的反射,平面镜前有一个物，眼睛能不能看到其虚像？,C,光的反射,画出通过该平面镜所能看到物的范围。,光的反射,地面有一不透明物体，眼睛在0点，通过天花板上的平面镜，人眼能看到的右侧地面最大的范围。,0,光的反射,平面镜的反射,光的反射,潜望镜,光的反射,微小长度变化的测-光杠杆工作原理,光的反射,微小长度变化的测-光杠杆工作原理,光的反射,平面镜的反射,光线沿SO方向投射到一片和它垂直的平面镜上，一定逆着SO方向反射回来;若平面镜转动角，则光线沿OA方向反射,SOA=2。,微小长度变化的测量-光杠杆
5、工作原理,光的反射,关于线段的比例:,光的反射,光的反射,多面平面镜的反射,根据光的反射定律，可以证明光线经过夹角为90的两个平面镜的反射后，出射的光线与入射的光线之间的夹角为180。即出射光线与入射光线平行但方向相反.,光的反射,多面平面镜的反射,把三面平面镜相互垂直地组装在一起，就像箱子的一个角那样，这个装置称之为角反射器。1969年7月，阿波罗11号的宇宙航行员第一次登上了月球，在上边放置了一台重30千克的“角反射器列阵”，它由100个石英制的角反射器组成，排列成10行，每行10个。角反射器刚放好，各国立即向它发射激光。宇航员还没有离开月球，科学家就捕获到了反射光。根据激光来回的时间和光
6、速，就可以测得月亮与地球的距离。目前测月的误差已经减少到15厘米了。,图4-2-4,光的反射,多面平面镜的成像特点,两块90放置的平面镜，能成多少个像？,光的反射,多面平面镜的成像特点,光的反射,多面平面镜的成像特点,光的反射,多面平面镜的成像特点,推广至一般：两个平面镜相互之间夹角为，平面镜所成像的数目为n-1个，n由下式求得：（360/）=n+x,x为小于1的数 当=90 时，可得3个像。,思考题：当=60 时，可得几个像？,光的反射,多面平面镜的成像特点,将两面镜子竖立在桌面上,用这两面镜子来照一下自己。你会看到：两面镜子各照出你半个面孔，两面镜子的中线恰好在整个面孔的中间，再用右手摸一
7、下右耳，啊！真奇怪，在镜子里你竟看到自己正在摸左耳呢！,光的折射和固体折射率的测定,折射现象及其规律 光从一种物质进入另一种物质，它的传播方向通常会改变，这种现象叫做光的折射。,折射现象及其规律折射定律 nsini=nsini 其中，i:入射角,i:折射角,光的折射和固体折射率的测定,光从空气斜射入水或玻璃等透明物质，折射角小于入射角；光从水或玻璃等透明物质斜射入空气，折射角大于入射角。,i,i,n,n,n大于n,n大于n,空气,水,P1,P2,光的折射和固体折射率的测定,用插针法测定玻璃砖的折射率,用量角器分别测出i和i，并依照折射定律计算玻璃砖的折射率,光的折射和固体折射率的测定,用插针法
8、测定玻璃砖的折射率,光的折射和固体折射率的测定,用插针法测定玻璃砖的折射率,i,i,P1,P2,Q1,Q2,A,C,B,光的折射和固体折射率的测定,用插针法测定玻璃砖的折射率,O,光的折射和固体折射率的测定,用激光测定玻璃砖的折射率,光的折射和固体折射率的测定,用激光测定玻璃砖的折射率,O,P2,i,i,光的折射和固体折射率的测定,用针尖定出入射点与出射点在纸上的投影位置，用量角器分别测出i和i，并依照折射定律计算玻璃砖的折射率,O,D,用激光测定玻璃砖的折射率,P1,P2,光的折射和固体折射率的测定,用插针法测定玻璃砖的折射率-几个思考题,1.在纸上正确地画出玻璃砖的两个界面aa和bb后，不
9、慎将玻璃砖向aa方向移动了少许，折射率值是否发生改变？,a,a,b,b,a,a,b,b,2.在纸上将两个界面aa和bb画得比玻璃砖宽了少许，折射率值是否发生改变？,测得的折射角比真实的要大，由n=sini/sini,测得的折射率偏小,光的折射和固体折射率的测定,用插针法测定玻璃砖的折射率-几个思考题,三棱镜,玻璃圆柱体,透镜成像和透镜焦距的测定,两个侧面都磨成球面(或者一面是球面,另一面是平面)的透明体叫做透镜.,凸透镜,透镜成像和透镜焦距的测定,凸透镜的成象特点：利用作图法求透镜成像位置,F,F,凸透镜的成象特点：利用作图法求透镜成像位置,透镜成像和透镜焦距的测定,F,F,u,v,凸透镜的成
10、象特点：利用作图法求透镜成像位置,透镜成像和透镜焦距的测定,u,v,虚像,凸透镜的成象公式：,透镜成像和透镜焦距的测定,透镜成像和透镜焦距的测定,凸透镜的成象特点：利用公式求透镜成像位置,u:物距，对于实物体总是取正值。实物体是指镜前所放的物体或透镜镜前由其他透镜所成的一个实像。V:像距，实像是正值，虚像是负值。f:透镜焦距，凸透镜是正值，凹透镜是负值。,1/6+1/3=1/2,实物体,虚物体,透镜成像和透镜焦距的测定,凸透镜的成象特点：利用公式求透镜成像位置,F,F,u=6,v=?,f=2,1/v=1/2-1/6=1/3v=3,凸透镜的成象特点：利用公式求透镜成像位置,透镜成像和透镜焦距的测
11、定,F,F,u=3,v=?,1/v=1/2-1/3=1/6v=6,f=2,凸透镜的成象特点：利用公式求透镜成像位置,透镜成像和透镜焦距的测定,u,v,所以，虚像是负值。,f,凹透镜,透镜成像和透镜焦距的测定,凹透镜的成象特点：,透镜成像和透镜焦距的测定,F,凹透镜的成象特点：,透镜成像和透镜焦距的测定,F,自准直法测凸透镜焦距,位于凸透镜焦平面上物体发出的光，经透镜折射后成为平行光，若用一面反射镜将这平行光反射回去，再经过原透镜，则必然成像于原焦平面上，透 镜与物之间的距离即为透镜的距离。,透镜成像和透镜焦距的测定,用准直法测凸透镜焦距,位于凸透镜焦平面上物体发出的光线，经过透镜折射后，再用一
12、面反射镜将这光线反射回去，再经过原透镜，则必然成像于原焦平面上，用作图法可求得该像。,透镜成像和透镜焦距的测定,F,副光轴作图法,物距-像距法测量透镜焦距,透镜成像和透镜焦距的测定,光的折射,光学实验的几个技巧问题：光源：通常用平面图形（例如网格）做物，还需要用小灯照明，由于小灯发光的线度甚小，应在小灯和物之间加一块毛玻璃，毛玻璃起漫反射作用，使物得到均匀照明。像屏：实像是光束的会聚中心，眼睛可以看到实像，但光束直径较小，眼睛直接观察不容易，可利用毛玻璃的漫反射，在各个角度都能看到屏上的像。各光学元件共轴的调节：粗调：将各个元件的中心大致在一条直线上，通常与光具座 平行。细调：根据成像位置来调
13、节，在移动透镜的过程中，像的中 心位置保持不变,光的折射,光学实验的几个技巧问题：各光学元件共轴的调节：粗调：将各个元件的中心大致在一条直线上，通常与光具座平行。细调：根据成像位置来调节，在移动透镜的过程中，像的中心位置保持不变.,由透镜两次成法求凸透镜焦距,透镜成像和透镜焦距的测定,由透镜两次成像求凸透镜焦距,透镜成像和透镜焦距的测定,(L4f),物,小像,大像,d,L,由透镜两次成像求凸透镜焦距,L,透镜成像和透镜焦距的测定,1/6+1/3=1/21/3+1/6=1/2,由辅助透镜成像法求凹透镜焦距,透镜成像和透镜焦距的测定,由辅助透镜成像法求凹透镜焦距,A,C,C,透镜成像和透镜焦距的测定,
