一、透镜
透镜由两个折射曲面组成,折射曲面一般是球面或平面。其中,边缘薄、中间厚的叫凸透镜;边缘厚、中间薄的叫凹透镜。有实验表明,在透镜的中部有一个特殊点,当光线透过该点时,传播方向不发生改变。这个点叫作光心,以O表示。通过光心O的任意直线叫作透镜的光轴。通过透镜两个球面的球心C1和C2的光轴,叫作主光轴,简称主轴。透镜的厚度通常比它的球面半径小得多,这种透镜叫作薄透镜,这里只研究薄透镜。
透镜二、透镜成像规律
1.凸透镜成像规律
(1)物距u2f,像缩小,倒立,成实像,与物异侧,像距为2fvf,应用实例照相机。
(2)物距u=2f,像等大,倒立,成实像,与物异侧,像距为v=2f,应用实例测焦距。
(3)物距2fuf,像放大,倒立,成实像,与物异侧,像距为v2f,应用实例幻灯机。
(4)物距u=f,不成像,获得平行光。
(5)物距uf,像放大,正立,成虚像,与物同侧,应用实例放大镜。
凸透镜成像规律2.凹透镜成像规律
(1)实物:物距任意,像缩小,正立,成虚像,物像同侧。
(2)虚物:物距
u
>2f,像缩小,倒立,成虚像,物像异侧。物距
u
=2f,像等大,倒立,成虚像,物像异侧。物距f<
u
<2f,像放大,倒立,成虚像,物像异侧。物距
u
=f,成像于无穷远。物距
u
<f,像放大,正立,成实像,物像同侧。
凹透镜成像规律三、透镜成像公式
透镜成像中,物距u、像距v和焦距f三者之间的关系可用公式1/u+1/v=1/f表示。
四、透镜的应用
照相机、幻灯机、投影仪、放大镜、眼睛和眼镜、显微镜和开普勒望远镜都是透镜应用的实例。
五、视角与明视距离
1.观察物体时,从物体两端(上、下或左、右)引出的光线在人眼光心处所成的夹角。物体对眼睛所成的视角越大,它在视网膜上所成的像就越大。显微镜和望远镜的实质是扩大了人们眼睛的视角。
2.明视距离在距眼睛25cm处的物体在视网膜上所成的像最清楚,因此把25cm的距离叫作正常眼睛的明视距离。而近视眼的明视距离小于25cm,远视眼的明视距离大于25cm。
六、全反射
全反射是折射光线与反射光线重合1.全反射现象
光从光密介质入射到光疏介质的分界面上时,光全部反射回光密介质的现象。
2.光密介质与光疏介质的比较
1.光密介质:折射率大,光速小。
2.光疏介质:折射率小,光速大。
3.相对性:若n甲>n乙,则甲是光密介质,若n甲<n乙,则甲是光疏介质。
3.临界角
折射角等于90°时的入射角叫作临界角。用公式表示为:sinC=1/n。
4.发生全反射的条件
1.光由光密介质射向光疏介质;
2.入射角≥临界角。
5.全反射现象的理解
1.光线射向两种介质的界面上,会同时发生光的反射和折射。
2.若光从光密介质射入光疏介质,折射角大于入射角。
3当折射角等于90°时,实际上就已经没有折射光线了,这时的入射角为临界角C,当入射角θ1≥临界角C时,折射光线消失,发生全反射现象。
光纤的的全反射七、光导纤维
实际用的光导纤维是非常细的特制玻璃丝,直径在几微米到一百微米之间,在内芯和外套的界面上发生全反射。