光线的微分方程及几何光学基本实验定律的导出

本文从光的电磁理论出发,导出了光线的微分方程,并由此从理论上导出了几何光学的基本实验定律。     

费马原理，几何光学定律与光线在折射率渐变媒质中的传播

以费马原理为基础用初等数学方法导出几何光学三定律，进而讨论了光线在折射率渐变媒质中传播时所发生的现象。     

"虹"现象的几何光学解释

本运用几何光学定律和初等数学方法，对“虹”现象的成因做出简明的分析。     

几何光学实验定律的证明

学生在中学物理的学习过程中,用实验的方法对几何光学中的基本实验定律进行了验证．这里我们用物理学的理论知识对部分几何光学基本实验定律采用多种方法进行证明,旨在引导学生提高综合运用知识、多途径解决问题的能力．     

几何光学中的临界光线

当光线由一种状态变为另一种状态时,可能存在一个过渡的转折光线,这种光线称为临界光线.临界光线通常具有一定的隐蔽性,解题灵活性较大,审题时应力图还原问题的物理情景,找出临界光线的位置,起到事半功倍的解题效果.     

折射光线的作图法及其应用

在高中物理几何光学中采用几何作图法具有图象清晰、形象直观等特点 ,能够激发学生的学习兴趣 ,加深学生对基本概念和规律的理解 .然而对光在两介质界面所发生的折射现象 ,教材没有给出几何作图的方法 ,平时教师和学生只是估计画图 .若用折射定律作图 ,需查三角函数表 ,显得比较烦琐 .笔者在本文给出一种光在两种介质界面发生折射现象的尺规作图方法 ,能精确地作出折射光线 ,供教师在教学中参考 .一、光从空气到另一介质中的折射光线作图法设空气 (折射率为 1 )与某介质 (折射率为n)的界面为 MM′,来自空气中的一条入射光线 AO在界面 MM…     

几何光学中的临界问题剖析

随着教材改革的不断深入，教学大纲及考试大纲对几何光学一章的要求变动较大，近年来删除了历年作为本章中重点内容之一的“透镜”，使高考中光学所占分数比例也由12％降至8％，因而高中物理几何光学的侧重点也应有相应调整，几何光学在历年高考中多以选择题出现，但对折射定律、全反射的考查电有以计算题的形式出现的，下面给出常见几何光学题的解题过程与方法。     

用单位圆作图法确定折射光线的位置

我们知道光线从真空斜射入某种透明介质时,折射角小于入射角;根据光路的可逆性原理,当光线从某种透明介质斜射入真空时,折射角大于入射角。我们据此并结合光的折射定律可以画出折射光线的大致位置,那么如何简便地画出折射光线的准确位置呢?本文就介绍用单位圆作图法,确定折射光线的位置。     

光的折射定律建立的历史回顾

光的折射现象发现得很早 ,光的折射定律却几经沧桑 ,经过漫长的岁月才得以确立 .一、托勒密 :第一个用实验测定折射角与入射角关系的人古代的科学家已有关于光的折射的概念 ,甚至试图 1　托勒密研究折射实验图确定光的折射定律 .公元 2世纪 ,古希腊的托勒密 (Claudius Ptolemaeus,约 90— 16 8)研究了光的折射现象 ,写了《光学》一书 .书中记载 :他做了一个圆盘 ,围绕圆盘的中心有两个直线形标尺 A和 B,他把附有标尺 B的半个圆盘浸入水中 ,如图 1所示 .然后转动水平面上的标尺 A,使它看上去与水面下的标尺 B的延长线相重合 ,再将圆盘从水…     

几何光学中的临界问题

随着教材改革的不断深入，教学大纲及高考考试说明对几何光学一章的要求变动较大，近年来删除了历年作为本章中重点内容之一的“透镜”，使高考中光学所占分数比例由12％降至8％，因而高中物理几何光学的侧重点也应有相应调整。几何光学在历年高考中多以选择题出现，但对折射定律，全反射的考查也有以计算题的形式出现，兼顾对学生分析，推理能力的考查。下面给出常见几何光学题的解题过程与方法。     

几何光学中的"玻璃体问题"举隅

玻璃作为一种常见的物质,经常出现在几何光学习题中,且涉及题型种类较多.本文对在光学习题中出现的玻璃元件横截面的不同加以区分归类,并加以解析说明. 1 圆形(圆环)类 例1.如图1所示,一条光线投射到一个球体上,球体是由折射率为3~(1╱2)的玻璃材料制成,入射角为60°,射入球体的光线经过一次反射后,再经过一次折射从球体中透射出来.试证明这条光线的射出线与入射线平     

光线与光程线

中分析了光波场传播可以用波面和法线即光线处理的条件,简明光线的定义,还分析了波场相干涉时,为确定干涉点的相位关系而引入的用以计算光程的辅助线的使用及内涵,说明了光程线的画法和光程线与光线的不同,给出了画光程线的具体事例。     

几何光学成像的概念、计算和应用前景

几何光学是以光的直线传播定律,反射定律和折射定律三个实验定律为基础,用几何学方法来研究光的传播和光学仪器的成像规律。几何光学的基本定律有一定的适用范围,它们只是在空间障碍物的线度远大于光波波长时,才近似成立。折射率在光波传播中有很重要的作用。在迎接科技高速发展的21世纪之际,人们成功研制了负折射率材料,并观测到了负折射现象,发现了很多高科技应用。     

三锥体的光线跟踪动态仿真

在个人通信以及移动通信环境中,光线跟踪是预测无线电波传播特性的常用技术,光线跟踪算法是真实感图形生成中最好的方法并且也能用于光散射特性的计算。把光线抽象为射线,基于射线方程和三锥体表面方程计算射线与三锥体侧面的交点,如果光线与三锥体相交,离光线发射点最近的点,就是射线与三锥体的交点,得到交点,可以计算折射光线和反射光线。设计三锥体的光线跟踪算法,开发了三锥体的光线跟踪动态仿真程序。三锥体的光线跟踪的结果表明：仿真程序能够准确地模拟出光线在三锥体外面和内部的传播过程,设计的三锥体光线跟踪算法是正确的。     

几何光学实验教学的创新设计

利用激光笔和L形镜片等自制可清晰显示光路的几何光学专用激光源.本光源经济实用、演示效果良好,既可用于演示实验,也可用于学生分组实验和课外研究性学习.将激光源和自制的多功能“反射、折射和全反射”演示仪、光纤通信演示装置等器材用于光的折射、全反射等实验教学,取得了良好的效果.     

三棱镜在几何光学中的应用分析

光通过三棱镜可以发生反射、折射、全反射、色散等现象,利用三棱镜理解或考查几何光学的知识,是常见考点之一．下面结合例子进行分析．光的折射定律和折射率光从真空进入介质时,其入射光线与折射光线遵     

浅析棱镜对光线的作用

现行高中物理教材中几何光学部分删去了有关透镜及其成像的内容,考试大纲对透镜成像公式也未作要求,显然棱镜对光线作用及成像便成了考查光的折射内容的重点.在解决有关棱镜对光线作用问题时,除要利用光的折射方面的知识外,还需要利用平面几何及三角函数方面的相关知识,所以它是大家学习中的一个难点.     

几何光学的一组创新实验

实验1：光的折射现象的引入实验 在讲解光的折射现象时,我先做这样一个实验来激发学生的学习兴趣． 实验器材：高约20cm的长方形玻璃缸、白色小塑料块（或其他能沉于水的白色小物体）,玩具手枪（以小塑料球作为子弹,速度较快）,激光枪,水．     

几何光学实验条件浅谈

本文将通过平面镜也能成实像、凸透镜对光也会发散等不可思议的现象引入几何光学实验条件跟实验结果的关系,以激发起学生探究性学习的兴趣．     

几何光学实验条件浅谈

本文将通过平面镜也能成实像、凸透镜对光也会发散等不可思议的现象引入几何光学实验务件跟实验结果的关系,以激发起学生探究性学习的兴趣.