视深度问题及其应用

一、问题的提出在几何光学的学习中 ,我们经常会碰到例如下面的问题 .1 .一块 1 5 mm厚的玻璃板 ,放在铺有报纸的水平桌面上 ,当我们从玻璃板的正上方向下看时 ,报纸上的文字好像升高了 5 mm,该玻璃的折射率 n=　　　　 .2 .在水中同一深度有红、绿色两个点光源 ,在水面上分别从两个点光源的正上方看它们时 ,　　　　色光源较深 .以上两个问题 ,我们通过观察分析不难看出它们的共同点 ,即必须弄清物体在介质中的实际深度和眼睛看到的深度之间的关系 .我们把这一类问题称之为视深度问题 .下面 ,先来研究问题的原型 :题目　某水池实际深度为 h,垂直于水面往下看 ,水池底的视深度为多少 ?(设水的折射率为 n)分析　如图 1所示 ,设 S为水池底的一点图 1光源 ,在由点 S发出的光线中选取一条垂直于水面 MN的光线 ,由点 O垂直射出 ,由于观察者在 S正上方 ,所以另一条光线与光线 SO成极小角度从点 S射向水面点 A,由点A远离法线折射到空气中 ,因入射角极小 ,故折射角也极小 .进入人眼中的两条折射光线的反向延长线交于点 S′,该点即为我们看到的水池底光源 S的像 ,像点 S′到水面的距离 h′,...     

关于水中物体像的深度和水平位移的讨论

放在水中的物体,由于光的折射,看起来位置升高了．在图1中,物点M发出的光线MA、MB射入我们的眼睛之前,分别在水面上A、B处发生了折射．在我们看来,物体的位置是在折射光线A1A和B1B的反向延长线的交点M′处,我们看到的是一个由于折射而形成的虚像,它离水面的距离（视深）比物体离水面的距离（实深）要浅一些．从图1来看,像点M′也不在物点M的正上方,而是向人眼的方向发生了偏移．     

光的折射中考题选登

一、填空题 1.在岸上看水中的鱼,看到的鱼的位置比实际位置____(选填“深”或“浅”),这是由于光的____造成的.(2002年辽宁省中考题) 2.如图1所示,AO为入射光线,反射光线OB与折射光线OC之间的夹角为___。 (2O02年天津市中考题)     

为何水中的鱼看到岸上的树是斜弯曲的?

在高三物理“光的全反射”一节中,有一例题的插图如图1所示,水中的鱼看到岸边的树是斜向下弯曲的.为什么水中的鱼看到岸边的树是斜向下弯曲的而不是直立的.本文从水面对光线的折射成像的角度来分析探究这一现象的成因.图11水面折射成像规律图2光在两种不同介质中传播时发生折射     

用解析几何判定像位(高二、高三)

1.问题的提出初、高中物理课本的几何光学中均有类似图1的光路图,从图1中看A’点明显在A点的右上方.爱思考的学生常问A’点为什么在A点的右上方?2.问题的证明分析建立如图2所示的坐标系,利用解析几何知识求出两条折射光线所在直线的交点A’的横坐标x.若x=0,A’点在A点的正上方;若x<0,A’点在A点的左上方;若x>0,A’点在A点的右上方.证明令A(0,-h),则     

实深与视深

从水面上方向水池中望去．看到的水的深度比实际的浅．从水面上看水中的鱼的位置比鱼的实际位置靠近水面．水的实际深度叫实深;眼睛看到的深度叫视深,它们之间的的关系可由折射规律来说明．如图１所示,Ｏ是池底的一点,ＯＡ、ＯＢ是从Ｏ点射向冰面进入人眼的两条光线,由于光线在冰面处发生了折射,折射角大于入射角,眼睛看起来觉得光线好像是从Ｏ’发出的,因此ＡＯ’即为水的视深．隔着玻璃看下面的字,由于折射,字看起来升高了,也是这个缘故．总之,从空气看水、玻璃等透明体中的物体,视深小于实深,否则反之．23实深与视…     

水中物体的像总是在正上方吗?

现行高中物理第二册(必修本)P185图7-20(图1),给出硬币经水面折射后所成虚像的位置上移同时向观察者所在方向侧移.而在P189图7-23(图2)的小实验中,采用广口瓶、直尺测水的折射率,又使同学们觉得S1的像成在S2',而在讲解这类习题时,大多数教师也作出类似的光路图(图3),而且指出S'为S的像点,这就使学生感觉水中物体的像都成在正上方.部分学生也认为物S发出的光线中必有一条光线垂直水面射出,其它折射光线的反向延长线也必通过像点S',所以认为水中物体的像点在正上方,因而认为(图1)画错了,和老师进行争辩.     

物理《光的折射 》测试题（二）

一、选择题 1.如图1所示,MN是水和空气的界面,一条光线射到0点发生反射折射,则人射光线、反射光线、折射光线分别是() A .BO、OA、OC B.AO、OB、OC C.CO、OA、OB D.BO、OC、OA 2.在光同时发生的反射和折射现象中,如果使人射光线逐渐靠近线,下列说法正确的是() A.反射光线逐渐远离法线R反射光线逐渐靠近折射光线 C.折射光线逐渐靠近法线且折射光线逐渐远离法线3.某人介绍幻灯机、照相机、放大镜使用方法时,下面说法正确的是 A.应该把幻灯片放在幻灯机镜头的焦距内 B.用照相机拍照时,物体一定在相机镜头的焦距到二倍焦距间 C.…     

两种思维方法在光学中的应用

一、虚拟法例如图1所示,请用作图法求出入射光线MN经凸透镜后的折射光线PQ 解析MN是一条任意光线,我们只能作三条特殊光线的折射图,故PQ不好直接作出。但如果借助三条特殊光线成像,从物射出的光都要通过像点,根据这一思路,可虚拟一个不在焦点上的物体,就可轻松求出光线MN的折射光线PQ。     

一道光学竞赛题的解析

题目如图1所示为光从空气射入水中发生反射和折射时,入射光线、反射光线和折射光线的位置．在图中画出空气与水的分界面和法线,并标出入射光线的传播方向．分析这是一道有关光的反射和折射的综合题．图三中的三条光线,哪一条是入射光线,哪一条是反射光线,哪一条是折射光线,都有可能．因此,我们可对其各种可能情况进行讨论,看哪种情况符合光的反射定律和折射规律,符合的即是所求．①设AO是入射光线,OB是反射光线,OC是折射光线．作ZAOB的角平分钱NN’,NN’即为法线,如图2所示．从图中可看出,折射光线OC和人射光线AO分居…     

为何水中的鱼看到岸上的树是斜弯曲的?

在新版高中物理光学《光的折射》一节中,有一幅插图如图1所示,水中的鱼看到岸边的树是斜向下弯曲的。为什么水下鱼看到岸边的树是斜向下弯曲的而不是直立的。本文从水面对光线的折射成像的角度来分析探究这一现象的成因。     

相对论中的相对性问题

在新版高中物理光学《光的折射》一节中，有一幅插图如图1所示，水中的鱼看到岸边的树是斜向下弯曲的。为什么水下鱼看到岸边的树是斜向下弯曲的而不是直立的。本文从水面对光线的折射成像的角度来分析探究这一现象的成因。     

对初中一道全国物理竞赛题的思考

原题把一个凸透镜固定于薄壁玻璃筒中间,在凸透镜的焦点F处放一点光源S,然后注入水,使水面处于光源S和凸透镜之间,如图1所示.为使凸透镜折射后的光线是一束平行光线,则光源的位置应()     

巧解常见光学作图难点

在光学作图题中,有些问题不能直接利用光的有关定律解决.本文总结的一些方法很方便用于解决常见光学作图难点,学生也很容易理解和掌握.一、光发生反射和折射时,根据反射光线或折射光线可确定像.例1某发光点S发出的两条光线经平面镜反射后形成的光线如图1所示,请完成光路图并确定发光点的位置.     

筷子插入水中能观察到几种现象

插入水中的筷子 ,在水中的部分看起来向上发生了弯折 ,这是由于光的折射引起的 .如图 1所示 ,处在水中的筷子上的任一点 P射向空气中的光线经水面处发生了折射 ,由于人的视觉习惯 ,认为到达眼睛的光线是从折射光线　图 1的反向延长线上的点 P′射来的 ,点 P′在点 P的上方 .其实 ,这只是观察者从水面上方斜向下观察水中的筷子时所观察到的现象 .许多教科书在讲到光的折射内容时 ,都会提到这一现象 .那么 ,是否只有这一种现象呢 ?如果将筷子插入盛有水的一个薄壁圆柱形玻璃杯 (因壁薄 ,玻璃的折射可忽略不计 )中 ,通过改变观察者的位置、筷…     

比较矩形玻璃砖与玻璃球的光学特性

1　比较对光线的作用(1 )如图 1所示 ,一条入射光线ＡＯ以入射角ｉ射入矩形玻璃砖内 ,其折射光线与出射光线分别为ＯＯ′、图 1Ｏ′Ｂ .　　据折射定律可知 :ｎ =ｓｉｎｉｓｉｎｒ,ｎ =ｓｉｎｉ′ｓｉｎｒ′.据光路图可知 :ｒ与ｒ′为内错角 ,有ｒ =ｒ′,可得ｉ=ｉ′.所以 ,出射光线Ｏ′Ｂ平行于入射光线ＡＯ .显然 ,如果入射光线为一束平行光线 ,其出射光线也必为一束平行光线 ,且出射光线平行入射光线 .因此矩形玻璃砖不改变光的性质 .(2 )如图 2所示 ,平行光线 1、2射入玻璃球 .通过作图可知两条入射光线经过玻璃球两次折射后出射光线交…     

用发散光束顶点确定眼睛观察象的范围

大家知道,一个发光点可看成是一个发散光束的顶点,人眼看到实物发光点,也就是光束的顶点,如图1所示。若发光点发出的光束被凸透镜折射,光线进入人眼时,人眼感觉仍是直接沿刚进入瞳孔前的光线方向来判断光束发散顶点的位置的,此时人眼看到的是顶点P′点,因此人感觉发光点就在P′点,P′点是P点的实象,它是实际光线会聚点如图2。     

用作图法解光学选择题

借助图形能将物理情景物理过程物理状态以直观的、、方式呈现在我们面前能将抽象的概念和规律描述得形象具,体给我们分析和解答问题带来许多方便.现举例说明如何,应用作图法解光学选择题.例1正在游泳的人,潜入水中观看岸上的路灯,他看到的是路灯的虚像,虚像的位置比灯的实际位置应().A.高一些B.低一些C.一样高D.不知人在水中的深度,无法确定解析作图1M M是水面人:,',眼的位置在水面下某处路灯在岸,上A点处选取从A点斜射到水面.的两条光线AO AO它们在水面、',发生折射因为折射角小于入射;角折射光线以OC O C射入人,、'眼人眼感觉到光…     

对初中一道全国物理竞赛题的思考

原题:把一个凸透镜固定于薄壁玻璃筒中间,在凸透镜的焦点F处放一点光源S,然后注入水,使水面处于光源S和凸透镜之间(如图1所示),为使凸透镜折射后的光线是一束平行光,则光源的位置图1A.应适当升高.B.应适当降低.C.应不动.D.无法确定.原解题思路是这样的:假设没有水,焦点处点光源     

一道光学作图题的几种解法

本刊1995年1—2期,高中物理最新试题精选P74有一道典型的光学作图题。原题如下: 如图1所示,DE、FG为点光源发光通过凹透镜折射后的两条光线,CD为某一条入射光线。试用作图法求出点光源的位置,并且标明此透镜的两个焦点位置。