微型专题　几何光学的原理及应用

[学科素养与目标要求]　

物理观念：1.知道光的直线传播规律.2.知道光的反射定律、折射定律和全反射的规律.3.知道光的可逆原理.

科学思维：1.会根据几何光学的基本原理画出光路图.2.会利用几何关系找出相应的角、边关系.

一、几何光学的基本原理及应用

几何光学就是以光线为工具，研究光的传播规律.解几何光学的题目，首先根据几何光学的基本原理画出光路图，然后利用几何关系找出相应的角、边关系.

几何光学研究的是光线传播的规律，主要包括五条基本规律.

1.光的直线传播规律：光在同一种均匀介质中沿直线传播

2.光的反射定律

(1)反射光线与入射光线、法线在同一平面内，反射光线、入射光线分居在法线两侧.

(2)反射角等于入射角.

3.光的折射定律

折射光线与入射光线、法线在同一平面内，折射光线、入射光线分居在法线两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成正比.公式：n12＝.其中θ1为入射光线与法线的夹角，θ2为折射光线与法线的夹角.

4.光的全反射规律

发生全反射的条件是：

(1)由光密介质射向光疏介质；

(2)入射角θ≥临界角C，其中sinC＝.

5.光的可逆原理

在反射、折射和直线传播中，光路都是可逆的.

例1　如图1所示，一棱镜的截面为直角三角形ABC，∠A＝30°，斜边AB＝a.棱镜材料的折射率为.在此截面所在的平面内，一条光线以45°的入射角从AC边的中点M射入棱镜.画出光路图，并求光线从棱镜射出的点的位置(不考虑光线沿原路返回的情况).