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[理化] 初中物理角镜成像基础知识

初中物理角镜成像基础知识

给小孩买了三本初中物理参考书:机械工业出版社出版
  2008年第2版:中学生数理化系列
《不可不做的实验》第2版 初中物理
《不可不知的素材》第2版 初中物理
《不可不读的题》第2版 初中物理

在《不可不做的实验》第2版 初中物理的P98页有一个“探究两面组合平面镜 成像的奥秘”的实验很有趣。


组合平面镜由两个以上的平面镜组成的光学系统叫做组合平面镜,射向组合平面镜的光线往往要在平面
镜之间发生多次反射,因而会出现生成复像的现象。


一、两面互相垂直的平面镜(交于 O 点)镜间放一点光源 S,S 发出的光线经过两个平
面镜反射后形成了 S 1、 S2 、 S3 三个虚像。
用几何的方法不难证明:这三个虚像都位于以 O 为圆心、OS 为半径的圆
上,而且 S 和  S1 、S 和  S2 、  S 1和  S3 、  S2 和  S3 之间都以平面镜(或它们的延长线)保持着
对称关系。

二、两面平面镜 AO 和 BO 成 60º角放置
①以 O 为圆心、OS 为半径作圆;②过S 做 AO 和 BO 的垂线与圆交于  S 1和  S2 ;③过  S1 和  S 2作 BO
和 AO 的垂线与圆交于 S3 和  S4 ;④过  S 3和  S4 作 AO 和 BO 的垂线与圆交于 S5 ,  S 1~ S 5便是 S在成 60º角放置两平面镜中的 5 个像。

三、两平面镜不同夹角,镜间放一点光源 S成像的个数
两平面镜不同夹角=120度,镜间放一点光源 S成像的个数=2个
两平面镜不同夹角=90度,镜间放一点光源 S成像的个数=3个
两平面镜不同夹角=60度,镜间放一点光源 S成像的个数=5个
两平面镜不同夹角=45度,镜间放一点光源 S成像的个数=7个
两平面镜不同夹角=30度,镜间放一点光源 S成像的个数=11个

四、实验结论:两平面镜间的夹角越小,物体在它们之间成像的个数越多

[ 本帖最后由 lily503 于 2012-2-22 07:02 编辑 ].

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光的直线传播的基础知识

一、光的直线传播的基础知识

1、光源:能够自行发光的物体叫光源。
光源按成因可分为自然光源和人造光源。按发光原理可分为热光源和冷光源。
人造光源有:手电筒、火把、油灯、蜡烛、白炽灯、日光灯、霓虹灯等;
自然光源有:太阳、萤火虫、水母等;
热光源有:太阳、火把、电灯等;
冷光源有:萤火虫、水母等.
光源能够发光是指自身能够发光.有些物体本身不发光,但能够反射太阳光或是其它光源射出的光,如月亮,月亮不是光源,月亮本身不发光,只是反射太阳的光.宇宙中的行星和月亮类似,只能反射太阳光,它们都不是光源.

2、 光在同一种均匀介质中沿直线传播。
注1:影子、日食、月食、小孔成像、三点一线瞄准、激光准直等都说明光的直线传播。
注2:在非均匀介质中, 光线会因折射发生弯曲,不是光的直线传播现象。
不是光的直线传播现象:如在海边或沙漠地区有时出现的海市蜃楼幻景, 就是因为光线通过当地密度不均匀的大气产生折射而形成的。太阳光穿过大气层射向地面的过程中发生弯曲,不是光的直线传播现象。因为大气层是不均匀介质,靠近地球表面的大气密度较大,越往高越稀薄。
早晨,我们刚能看到太阳升起在地平线上时,实际太阳的位置还在地平线以下,如果太阳光沿直线传播,我们此时还不能看到太阳,我们能看到太阳的原因是地球表层的大气层是不均匀的,距地面越近,空气越稠密,太阳光在不均匀的大气层中传播时,光线发生了弯曲,所以我们才看到了在地平线以下的太阳.

3、光线:表示光的传播路线(或路径)和方向的带箭头的直线
4、光速:光每秒传播的距离叫光速。 光在真空中的传播速度最大, 约为 3 × 10 ^8m/s , 光在空气中的速度可认为是3 × 10 ^8m/s ,光在水中的传播速度是真空中的3/4, 光在玻璃中的速度是真空中的2/3.
        所有运动的物体以光速最快。光比声音传播的快,所以先看到闪电后听到雷声。
5、影子:是被不透明物体挡住的光线达不到的区域。影子是光的直线传播现象。
(1)点光源的影:点光源与物体距离远近,影响影子大小长短。
点光源和物体连线与地面的夹角越大,形成的影子越短、越小
点光源和物体连线与地面的夹角越小,形成的影子越长、越大
  一个人在太阳下的影子早晚长,中午短。
一个人沿马路行走,经过一盏路灯,路灯照射人的影子先变短,再变长。
(2)面光源的本影和半影:
     本影:完全不会有光照射的影叫本影
半影:本影周围还有一个能受到部分光源发出的光照射较淡的影,叫半影。
6、日食和月食:是光沿直线传播所造成的现象。
日食:当月球运行到太阳和地球之间,月球的影子投射到地球表面上,在该区域就发生了日食。地球在本影为日全食,地球在半影为日偏食,地球在伪本影为日环食。
月食:当月球运行到地球背后,进入地球的本影里就发生了月食。月球全在本影为月全食,月球部分在本影为月偏食。
7、小孔成像:是由光在同一种均匀介质中沿直线传播而形成的。
(1)物体成像在光屏上是倒立的实像。像的形状与物体相同。
(2)小孔成像的大小:与物体、光屏到小孔的远近有关。物体离小孔越近,光屏离小孔越远,所成的像就越大。
(3)小孔成像的清晰度:跟孔径、物距、像距的大小有关。孔径较小、物离孔较远、屏离孔较近时,光屏上的像比较清晰。
(4)小孔成像对小孔的要求是孔足够小。

8、小孔成像与透镜、面镜成像的比较
   透镜、面镜成像,位置是确定的,小孔成像跟光屏的位置无关。
   透镜、面镜成像既可以用光屏收到也可以直接用眼睛观看,小孔成像必须用光屏才能收到。用眼睛只能看到原来的物体以及被照亮的小孔。

[ 本帖最后由 lily503 于 2012-2-20 11:47 编辑 ].

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(几何)光学的基础知识

一光的直线传播的基础知识(见2楼)
二光的反射的基础知识(待整理)
三光的折射的基础知识(待整理)
四凸透镜凹透镜的基础知识(待整理)
五光的色散的基础知识(待整理)
六看不见的光的基础知识(待整理)
七光学实验的基础知识(待整理)
八光学小制作的基础知识(待整理)
九(几何)光学常见解题方法与技巧(待整理).

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顶一下.

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学校预初有一门选修课《生活中的物理》

[ 本帖最后由 lily503 于 2012-2-22 07:06 编辑 ].

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两平面镜不同夹角=120度,镜间放一点光源 P成像的个数=2个
两平面镜不同夹角=45度,镜间放一点光源 P成像的个数=7个


[ 本帖最后由 lily503 于 2012-2-20 11:48 编辑 ].

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题1



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题2


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[ 本帖最后由 lily503 于 2012-2-21 13:11 编辑 ].

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[ 本帖最后由 lily503 于 2012-2-22 10:17 编辑 ].

附件

p8.JPG (44.92 KB)

2012-2-21 10:58

p8.JPG

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由#7楼题1的结论可知:



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由#7楼题1的结论类似


[ 本帖最后由 lily503 于 2012-2-21 14:09 编辑 ].

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回复 1楼lily503 的帖子

两平面组合镜(角镜)的夹角=θ,镜间有点光源S
令K=π/θ=180/θ, 由实像与虚像的对称性,扣减一个实像光源S,当K>1的正整数度时,点光源S成像个数=2K-1
θ=90度,K=2,点光源S成像个数=2K-1=3个
θ=60度,K=3,点光源S成像个数=2K-1=5个
θ=45度,K=4,点光源S成像个数=2K-1=7个
θ=30度,K=6,点光源S成像个数=2K-1=11个

[ 本帖最后由 lily503 于 2012-2-21 23:01 编辑 ].

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呵呵

引用:
原帖由 lily503 于 2012-2-21 15:59 发表 \"\"
两平面组合镜(角镜)的夹角=θ,镜间有点光源S
令K=π/θ=180/θ, 由实像与虚像的对称性,扣减一个实像光源S,当K>1的正整数度时,点光源S成像个数=2K-1
θ=90度,K=2,点光源S成像个数=2K-1=3个
θ=60度,K=3, ...
像的个数n=360°/θ -1
可以直接搞定的.

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像的个数n=360°/θ -1
证明过程见附件
几何光学.pdf (973.96 KB) .

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