光的折射與透鏡成像 思考問題 放大鏡是如何製造出來的? 為什麼水中的筷子看起來似乎斷了? 近視與遠視之間的差別? 虹與霓的差別?
光的折射 反射與折射伴隨發生 光從一種介質進入另一介質時,在兩介質的交界面上,通常除了反射之外,尚有部分光線進入第二介質,但行進方向會發生偏折,稱為折射,如右圖所示。
折射的產生 折射產生的原因 因光在兩介質中傳播的速率不同所引起的。 光在各種介質中的傳播速率 介質種類 光速(公里/秒) 空氣 300000 水 225000 玻璃 200000
折射定律 光由光速快的介質進入光速慢的介質時,其折射線偏向法線,即入射角大於折射角。
光由光速慢的介質進入光速快的介質時,其折射線偏離法線,即入射角小於折射角。
日常生活中折射的例子 筷子看起來斷了 插入水中的筷子,從水面上看起來,水中的一段向上彎,好像折成兩截,這是由於光線折射的結果。 快介質 慢介質 光線從竹筷發出,從慢介質進入快介質,導致光偏離法線
水底看起來較淺 從水面上看水中的魚,其離水面的位置要比實際深度淺一些。 把水倒入玻璃杯內,從杯底看起來好像浮了上來。 問題: 試著利用光的折射定律,畫出為何水中的魚會看起來較實際地淺? 水面 我很可愛吧!
海市蜃樓 由於太陽光的曝曬,路面很熱,因此靠近路面的空氣層溫度較其上層為高。當光行經熱空氣層(密度較小)的速率較冷空氣層(密度較大)快,因此從遠處物體所發出的光線,不是沿直線進入我們的眼睛,而是如下圖中所示的曲線,使我們以為是從路面下的倒影所發出的。 在沙漠中行走的旅人,常可看到同樣的幻景,稱為海市蜃樓。
透鏡的成像原理 透鏡的種類 凸透鏡和凹透鏡兩大類
光線經透鏡的折射現象 光經過凹透鏡之後有 折向原先行進方向 光經過凹透鏡之後有 偏離原先行進方向 光經凸透鏡的兩次折射現象 光經凹透鏡的兩次折射現象 光經過凹透鏡之後有 折向原先行進方向 光經過凹透鏡之後有 偏離原先行進方向
平行光線經透鏡的折射現象 焦點 虛焦點 OF距離稱為焦距 光經過凸透鏡之後有 聚光的效果 光經過凹透鏡之後有 散光的效果
凸透鏡成像做圖 成像原則:物體發出無限多條光線,其中三條 光線有規則。 (a)射向鏡心的光線:通過凸透鏡後,不偏折。 光線有規則。 (a)射向鏡心的光線:通過凸透鏡後,不偏折。 (b)平行主軸的光線:通過凸透鏡後,折向對面(鏡後) 焦點。 (c)射向鏡前焦點的光線:通過凸透鏡後,平行主軸。 參考網站:http://www.cmacck.edu.hk/engsc/java/lightlink/java/clens/ 焦點 形成的像 物體 可省略 (2) (1)
凹透鏡成像做圖 成像原則:物體發出無限多條光線,其中三條 光線有規則: (a)射向鏡心的光線:通過凹透鏡後,不偏折。 成像原則:物體發出無限多條光線,其中三條 光線有規則: (a)射向鏡心的光線:通過凹透鏡後,不偏折。 (b)平行主軸的光線:通過凹透鏡折射後,其延長線通 過鏡前焦點。 (c)射向鏡後焦點的光線:通過凹透鏡後,平行主軸。 (1) 虛焦點 物體 形成的像 (2) 參考網站:http://www.cmacck.edu.hk/engsc/java/lightlink/java/dlens/
凸凹透鏡成像總結果 電影 放大鏡
眼睛與眼鏡 眼睛的結構 眼睛的結構就像一個小巧的照像機。 遠視的形成 近視的形成 猶如透鏡 猶如成像位置
遠視的形成與矯正 遠視:因眼珠之曲度過小或與網膜間之距離太短,近處物體成像在網膜後方。 矯正方式 須配戴凸透鏡的眼鏡以補救。如下圖所示。 成像位置 未在網膜上
近視的形成與矯正 近視:因眼珠之曲度過大或與網膜間之距離太長,遠處物體成像在網膜前方。 矯正方式 須配戴凹透鏡的眼鏡以補救。如下圖所示。 成像位置 未在網膜上
相關網站 http://content.edu.tw/junior/phy_chem/pd_kc/f1/chap4/chap4-3.htm http://content.edu.tw/junior/phy_chem/tp_ct/light/light.html http://pei.cjjh.tc.edu.tw/chem_14.htm http://www.phy.ntnu.edu.tw/demolab/java/Rainbow/ http://residence.educities.edu.tw/listeve/Htm/physics/phys-qa-optics.htm http://home.phy.ntnu.edu.tw/~bandy78/teach1.htm http://www.teachme.com.tw/product/middle/phychem/p10403/main.htm http://www.ck.tp.edu.tw/~ck890605/discuss/discuss-a.htm http://www.phy.ntnu.edu.tw/class/demolab/Notes/optics/lens.html