幾何光學(xué)是借用“幾何知識來研究光的傳播問題的.而光的傳播路線又是由光的基本傳播規(guī)律來確定.所以.對于幾何光學(xué)問題.只要能夠畫出光路圖.剩下的就只是“幾何問題了.而幾何光學(xué)中的光路通常有如下兩類: (1)“成像光路 --一般來說畫光路應(yīng)依據(jù)光的傳播規(guī)律.但對成像光路來說.特別是對薄透鏡的成像光路來說.則是依據(jù)三條特殊光線來完成的.這三條特殊光線通常是指:平行于主軸的光線經(jīng)透鏡后必過焦點,過焦點的光線經(jīng)透鏡后必平行于主軸,過光心的光線經(jīng)透鏡后傳播方向不變. (2)“視場光路 --即用光路來確定觀察范圍.這類光路一般要求畫出所謂的“邊緣光線 .而一般的“邊緣光線往往又要借助于物點與像點的一一對應(yīng)關(guān)系來幫助確定. 規(guī)律方法一. 用光的折射解釋自然現(xiàn)象現(xiàn)象一:星光閃爍與光折射由于重力的影響.包圍地球的大氣密度隨高度而變化,另外.由于氣候的變化.大氣層的各處又在時刻不斷地變化著.這種大氣的物理變化叫做大氣的抖動．由于大氣的抖動便引起了空氣折射率的不斷變化．我們觀望某一星星時.星光穿過大氣層進(jìn)入眼睛.于是看到了星光．之后由于大氣的抖動.使空氣折射率發(fā)生變化.星光傳播的路徑便發(fā)生了改變.這時星光到達(dá)另一地點.我們站在原來的地方就看不見它的光了.便形成一次閃爍．大氣的抖動是時刻不停的.并與氣候密切相關(guān)．一般大氣抖動明顯地大氣折射率而形成一次閃爍的時間間隔是1-4秒.所以.我們觀望星空時.看到的星光是閃爍的了現(xiàn)象二:藍(lán)天.紅日與光散射光在傳播過程中.遇到兩種均勻媒質(zhì)的分界面時.會產(chǎn)生反射和折射現(xiàn)象．但當(dāng)光在不均勻媒介質(zhì)中傳播時.情況就不同了．由于一部分光線不能直線前進(jìn).就會向四面八方散射開來.形成光的散射現(xiàn)象．地球周圍由空氣形成的大氣層.就是這樣一種不均勻媒質(zhì)．因此.我們看到的天空的顏色.實際上是經(jīng)大氣層散射的光線的顏色．科學(xué)家的研究表明.大氣對不同色光的散射作用不是“機(jī)會均等的.波長短的光受一的散射最厲害．當(dāng)太陽光受到大氣分子散射時.波長較短的藍(lán)光被散射得多一些．由于天空中布滿了被散射的藍(lán)光.地面上的人就看到天空呈現(xiàn)出蔚藍(lán)色．空氣越是純凈.干燥.這種蔚藍(lán)色就越深.越艷．如果天空十分純凈.沒有大氣和其他微粒的散射作用.我們將看不到這種璀璨的藍(lán)色．比如在2萬米以上的高空.空氣氣體分子特別稀薄.散射作用已完全消失.天空也會變得暗淡．同樣道理.旭日初升或日落西山時.直接從太陽射來的光所穿過的大氣層厚度.比正午時直接由太陽射擊來的光所穿過的大氣層厚度要厚得多．太陽光在大氣層中傳播的距離越長.被散射掉的短波長的藍(lán)光就越多.長波長的紅光的比例也顯著增多．最后到達(dá)地面的太陽光.它的紅色萬分也相對增加.因此.才會出現(xiàn)滿天紅霞和血紅夕陽．實際上.發(fā)光的太陽表面的顏色卻始終沒有變化．現(xiàn)象三:光在大氣中的折射光在到達(dá)密度不同的兩層大氣的分界面時.會發(fā)生光的折射．氣象學(xué)告訴我們.空氣的密度的大小主要受氣壓和氣溫兩個條件的影響．氣壓指得是單位面積空氣柱的重量．大氣層包圍在地球表面.因此在大氣層的低層氣壓較高.越向上氣壓越低．氣壓高則空氣密度大.氣壓低則空氣密度�。虼�.正常情況下.總是貼近地面的空氣密度最大.越向上空氣密度越�。疁囟葘諝饷芏鹊挠绊懞蜌鈮簞t剛好相反．氣溫越高.空氣的體積越膨脹.空氣的密度越小,溫度越低.空氣收縮.則空氣的密度變大．一般越接近地面溫度越高．根據(jù)實測所得.在大多數(shù)情況下.溫度的上下差別不是太大.而氣壓上下的差別卻很顯著.因此氣壓對空氣密度的垂直分布所產(chǎn)生的影響遠(yuǎn)比氣溫的影響大.這就使得空氣密度經(jīng)常是越向上越小的(當(dāng)然減小的情況并不是一成不變的)．由于地球上空氣的密度隨高度的變化.折射率隨密度減小而正比例地減小.因此光在大氣中傳播時.通過一層層密度不同的大氣.在各層的分界面處會發(fā)生折射.使光線不沿直線傳播而是變彎曲.這樣當(dāng)太陽和其他星體的光線進(jìn)入大氣以后.光線就會拐彎.這種現(xiàn)象稱天文折射.這使在地面觀測得的天體視位置S'比實際位置S高． [例9]假設(shè)地球表面不存在氣層.那么人們觀察到日出時刻與實際存在大氣層的情況相比( ) A.將提前 B.將延后 C.在某些地區(qū)將提前.在另一些地區(qū)將延后 D.不變分析:注意到大氣層不均勻的特性解答:由幾何光學(xué)知識可知.有大氣層時.由于地表大氣層不均勻.太陽光線經(jīng)大氣折射后向下彎曲.如圖所示.地球上觀察者看到日出的太陽要比實際位置高.也就是當(dāng)太陽還在地平線以下時就可以看到太陽的像,而沒有大氣層時.太陽光線沿直線傳播.當(dāng)太陽在地平線以下時是看不到太陽的.故有大氣層時可提前看到日出. 【查看更多】

題目列表(包括答案和解析)

發(fā)生下列有關(guān)光現(xiàn)象的各種說法中正確的是[　]

①雨后空中出現(xiàn)的虹和霓、日蝕現(xiàn)象，游樂園的“哈哈鏡”使人成像變形等光現(xiàn)象，僅用光的直線傳播、光的反射和光的折射等幾何光學(xué)知識就完全可以解釋清楚　�、谒嫔系挠湍こ尸F(xiàn)出彩色條紋、小孔成像、光的色散等光現(xiàn)象，僅用光的直線傳播、光的反射和光的折射等幾何光學(xué)知識就完全可以解釋清楚　　③僅僅從光的干涉和光的衍射現(xiàn)象無法說明光具有波粒二象�！　、懿此闪涟吆凸怆娦�(yīng)分別反映出光的波動性和光的粒子性

A．①②③　　　　　　　　　　 B．②③④

C．①③④　　　　　　　　　　 D．①②④

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發(fā)生下列有關(guān)光現(xiàn)象的各種說法中正確的是[　]

①雨后空中出現(xiàn)的虹和霓、日蝕現(xiàn)象，游樂園的“哈哈鏡”使人成像變形等光現(xiàn)象，僅用光的直線傳播、光的反射和光的折射等幾何光學(xué)知識就完全可以解釋清楚　�、谒嫔系挠湍こ尸F(xiàn)出彩色條紋、小孔成像、光的色散等光現(xiàn)象，僅用光的直線傳播、光的反射和光的折射等幾何光學(xué)知識就完全可以解釋清楚　�、蹆H僅從光的干涉和光的衍射現(xiàn)象無法說明光具有波粒二象粒　�、懿此闪涟吆凸怆娦�(yīng)分別反映出光的波動性和光的粒子性

A．①②③　　　　　　　　　　 B．②③④

C．①③④　　　　　　　　　　 D．①②④

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