几何光学的基本模型和相关说明

几何光学的基本模型和相关说明
一、知识背景
教学目标:认识光的反射及折射现象,知道法线、入射角、反射角、折射角的含义。理解折射定律,会利用折射定律解释相关光现象和计算有关问题。理解折射率的概念,会测定玻璃的折射率。知道光疏介质和光密介质,认识光的全反射现象。知道全反射棱镜及其应用,初步了解光导纤维的工作原理,认识光纤技术对社会经济生活的重大影响。
学情分析:学生在初中已经学习过几何光学的一些概念,但是对光线、反射定律的理解并不深刻,对折射定律缺乏定量的认识,因而也没有折射率和全反射的概念。凸透镜成像规律的公式在中学阶段已经不再学习。
二、光的理想模型法国国庆日——光线
明确几何光学的核心内容是光学成像,它以一个概念(光线)和三个定律(直线传播、反射、折射)为基础。
牛顿用微粒解释光线,统治了两个世纪。然而,直线传播、反射、折射也可以用波动光学解释。在波动光学中,光线就是波线,即垂直于波面指向波的传播方向的直线。
三、光的反射定律、折射定律
重点是折射定律和折射率的测量。初中已经学习过反射定律,对于折射定律,初中定性介绍折射角随入射角变化。教学中应注意三条线在一个平面内应予强调;光疏介质、光密介质要明确,绝对折射率与相对折射率要明确。
中国之网四、折射率
世界遗产大会开幕教学建议:在初中对折射认识的基础上,介绍当光由空气射入水中时,入射角和折射角是可以改变的,注意强调其正弦值之比却是常数。对不同的介质,入射角的正弦跟折射角的正弦之比也是个常数。不同的介质具有不同的常数,说明这个常数反映着介质的光学特性。介质的折射率 n 跟光在其中的传播速度 v 有关—— n = c/v 。由于光在真空中的速度大于在介质中的速度,所以折射率始终大于1。
测定玻璃的折射率实验中,需注意玻璃砖的折射面必须画准确,尽可能将大头针竖直地插
在纸上,且各针之间距离要稍大一些,要透过玻璃砖观察大头针,而不是看玻璃砖上面的大头针的顶部。入射角应适当大一些,以减小测量角度的误差,实验中玻璃砖与白纸的位置都不能改变,更不能用手触摸玻璃砖光洁的光学面,玻璃砖应选用宽度较大的( 5cm 以上)。
五、其他几何光学中应注意的问题
全反射现象产生的条件与应用;
教科书中一条光线,也可以表示像的位置;
美国研究小组已经开发出一种负折射率的物质,并不意味着折射定律错误。
 
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本文发布于:2024-09-23 02:20:11,感谢您对本站的认可!

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