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棱镜 全反射讲稿知识回顾 折射定律:什么是绝对折射率？怎样表示？ 什么是相对折射率？又怎样表示？这节课我们来学习折射定律的应用——棱镜和全反射 一、棱镜1、应用1，应用三棱镜测折射率例1、角A 叫三棱镜的顶角。
出射光线与入射光线方向夹角θ为光线偏向角。
光路如图。
思考：1、光线偏向角大小与哪些因素有关？有什么定量关系？2、满足什么条件光线偏向角取最值？是最大值还是最小值？怎样表示？3、三棱镜对光线的折射率怎样测定更方便？2、应用2拓展：阿米西色散棱镜组，两侧三棱镜的折射率相等，且小于中间三棱镜的折射率。
平行白光从另一侧出射时，光束在入射方向两侧对称地散开。
3、应用3：光楔顶角α很小的三棱镜称作光楔。
计算以入射角i 从一侧入射的光线经过光楔之后的偏转角θ。
提示：1、由于光楔顶角很小，可以由平行玻璃砖将一个面旋转一小角度得到。
2、回忆平行玻璃砖对入射光线方向有什么影响？3、对平行玻璃砖做了变形后，光线偏向角又怎么求呢？ 解：对平行玻璃砖有1sin sin n i i =将玻璃砖出射面转过一个小角度α，形成光楔，出射面上的入射角变为i 1-α。
折射角也发生变化i 2=i+di 。
di 是入射角引入小改变量di 1=-α而使折射角引起的改变量，22'A i i =+1212''i i i i θ=-+-11'i i A θ=+-111'2i i i Aθθ==-当时有最小值，则222'A 2i i i ==此时，则12sinsin 2sin sinAi n A i θ+==对1sin sin n i i =两边求导有 11cos cos n i di idi =111cos cos cos cos n i di n i di i iα==-故12cos cos n i i i di i iα=+=-折射角 折射光线与原法线夹角为i 2+α，则折射光线相对于原来出射光线的夹角为i-(i 2+α).112cos cos )()(1)cos cos n i n i i i i i i iθαααα=-+=--+=-偏向角（1cos n i ===(1)cos iθα=-偏向角例：如果一个物点到光楔的距离为S ，从光楔的另一侧观察，看到该物点位于何处？（该光楔折射率为n,顶角为α）解：物点P 发出两邻近光线，射到光楔AB 两点，由于光楔很薄，AB 两点又靠得很近，所以忽略了AB 两点间光楔厚度差。
平面镜和棱镜的概念和性质【平面镜和棱镜的概念和性质】镜子是人们日常生活中常见的物体，它们具有很多种类和用途。
其中，平面镜和棱镜是两种常用的镜子。
本文将介绍平面镜和棱镜的概念和性质，帮助读者更好地理解它们的原理和应用。
一、平面镜的概念和性质平面镜是一种具有平整光滑面的镜子。
它的工作原理是根据光的反射定律，将来自光源的光线反射回原来的方向。
平面镜具有以下性质：1. 反射规律：平面镜上的入射光线与法线的夹角等于反射光线与法线的夹角，并且它们均处于同一平面上。
2. 形成虚像：通过平面镜反射的光线不会相交，因此观察者无法触摸到镜中的物体，只能看到形成的虚像。
3. 放大缩小：平面镜的反射作用不改变物体的实际大小，只是改变了物体的位置和方向。
4. 左右颠倒：平面镜的反射会使物体的左右位置颠倒，即左边的物体会在镜中呈现为右边，右边的物体会在镜中呈现为左边。
二、棱镜的概念和性质棱镜是一种由透明介质构成的三角形或多边形，其两侧都有反射光线的镜子。
棱镜的工作原理主要是通过折射和反射来改变光线的传播方向和路径。
棱镜具有以下性质：1. 折射规律：当光线从一种介质传播到另一种介质时，会发生折射现象。
棱镜的折射作用可以使光线发生偏离，并根据不同颜色的光发生不同程度的偏折。
2. 色散效应：由于不同频率的光在介质中的折射率不同，棱镜会使白光分解成不同颜色的光谱。
这就是我们常见的“七彩光”。
3. 反射效应：棱镜的两个斜面都覆盖有反射膜，光线可以经过内部多次反射而出射，从而产生细长的反射图像。
4. 反转倒立：棱镜的光路与平面镜不同，它可以使物体产生倒立和反转的效果。
三、平面镜和棱镜的应用1. 平面镜应用：平面镜广泛应用于家居、交通、医疗等领域。
例如，我们使用的化妆镜、梳妆镜和车辆的后视镜都是平面镜。
2. 棱镜应用：棱镜在物理学、光学和科学研究中起着重要作用。
例如，棱镜可用于光谱分析、光学仪器校准以及激光技术等领域。
总结：平面镜和棱镜都是光学中重要的元件，它们具有不同的工作原理和性质。
主讲：黄冈中学高级教师余楚东同步教学一、一周知识概述1、折射现象当光线从一种媒质射到另一种媒质时，在分界面上，光线的传播方向发生了改变；一部分光线进入第二种媒质，这种现象称为折射现象．发生折射的条件：（1）发生在两种媒质的分界面上；（2）在分界面上下媒质的导光特性不相同。
2、光的折射定律折射光线跟入射光线和法线在同一平面内，折射光线和入射光线分居在法线的两侧，入射角 i 的正弦跟折射角 r 的正弦成正比，或 = n ，如图所示，式中 n 为比例常数，其大小反映了媒质Ⅱ 对来自于媒质Ⅰ 的入射光折射的厉害程度。
这就是光的折射定律，也叫斯涅尔定律．识记时，要能正确理解入射角、反射角、折射角的概念，它们分别是入射光线、反射光线、折射光线与法线的夹角．抓住定律的核心，了解它反映的是入射光线、反射光线、折射光线和法线的空间关系．理解时，应注意以下几个方面：（1）折射现象发生在光线从一种媒质进入另一种媒质时，但传播方向的改变却不是一定发生，如入射角为零度时，传播方向不发生改变．（2）注意光线偏折的方向：如果光线从折射率（n）小的媒质射向折射率（n）大的媒质，折射光线向靠近法线的方向偏折，故常称近法线折射。
发生近法线折射时入射角大于折射角，并且随着入射角的增大（减小）折射角也会增大（减小）；如图所示．如果光线从折射率大的媒质射向折射率小的媒质，折射光线向远离法线方向偏折，故常称远法线折射，发生远法线折射时入射角小于折射角，并且随着入射角的增大（减小）折射角也会增大（减小）．如图所示．即光线的偏折情况与媒质的性质（参见折射率的讨论）有关．（3）折射光路是可逆的，如果让光线逆着原来的折射光线射到界面上，光线就会逆着原来的入射光线发生折射，定律中的公式就变为，式中 r 、i 分别为此时的入射角和折射角应用折射定律时，知道入射光线、折射光线、法线中的任意两条，根据折射定律，就可以确定另一条的空间位置，但在这里一般只是粗略定性地确定。
M 1
M 2
位于与两平面反射镜交棱相垂直平面内的光线，不论它的入射光线方向如何，经两个平面反射镜各反射一次后的出射光线相对于入射光线的偏转角总是等于两平面反射镜夹角的它的偏转方向，则与反射面按反射次序由M 相同；
为了使两反射面之间的夹角不变，可将两个反射面做在同一块玻璃上，以代替一般的双平面反射镜组，这就构成了另一类常用的光学元件——反主截面
工作棱
五角棱镜及五角棱镜的展开
反射棱镜展开后是一块平行平板。
1
αβγ===121'
AC h h du =−=ACD ：111/'/CD AC u du u ==。
光学系统中棱镜的用法-回复【光学系统中棱镜的用法】一、引言棱镜是光学系统中的重要元件，它具有折射光线的能力，可以改变光路的方向。
在不同的光学应用领域中，如望远镜、显微镜、激光器等，棱镜都发挥着重要的作用。
本文将详细介绍光学系统中棱镜的用法，包括棱镜的基本性质、类型和应用场景。
二、棱镜的基本性质1. 折射：棱镜的主要功能是通过折射改变光线的方向。
当光线从一种介质（如空气）进入另一种介质（如玻璃）时，由于光速的变化，光线会发生偏折。
这种现象称为折射。
2. 色散：不同颜色的光在棱镜中的折射角度是不同的，这就是色散现象。
因此，棱镜可以使白光分散为七种颜色的光，形成彩虹效应。
3. 全反射：当光线从高折射率介质射向低折射率介质时，如果入射角大于临界角，光线就会全部反射回去，这种现象称为全反射。
三、棱镜的类型根据形状和功能的不同，棱镜可以分为以下几种：1. 直角棱镜：直角棱镜有两个互相垂直的平面，主要用于改变光路的方向，但不会引起色散。
2. 平面角棱镜：平面角棱镜有三个互相垂直的平面，它可以将光线旋转90度，同时保持光线方向不变。
3. 五角棱镜：五角棱镜有五个面，其中两个面是互相平行的。
它可以将光线旋转90度，并且可以使图像上下颠倒或左右翻转。
4. 三棱镜：三棱镜有三个面，其中一个面是斜面，另外两个面是互相平行的。
它可以实现对光线的折射和色散。
四、棱镜的应用场景1. 望远镜和显微镜：在望远镜和显微镜中，棱镜被用来改变光路的方向，使得物镜能够捕获到更多的光线，从而提高成像的质量。
2. 激光器：在激光器中，棱镜被用来控制激光束的方向和大小，以及实现激光的频率转换。
3. 分光计：分光计是一种用于测量光波长的仪器，其中最重要的部分就是棱镜。
通过棱镜的色散效应，分光计可以将复合光分解为单色光，并测量其波长。
4. 彩虹制造器：利用棱镜的色散效应，我们可以制造出美丽的彩虹效果。
例如，在一些舞台灯光设备中，就常常使用棱镜来制造炫目的色彩效果。
小学物理教案：认识简单光学器件和光的成像一、认识简单光学器件1. 光学器件的定义和分类光学器件是指利用光的传播规律和特性来进行光的处理和控制的装置。
根据其功能和应用，光学器件可分为透镜、棱镜、反射镜、衍射光栅等多种类型。
2. 透镜的作用和分类透镜是一种能够对通过它的光线进行折射和聚焦的观察仪器。
按照形状和功能，透镜可分为凸透镜和凹透镜。
凸透镜可以将平行光线汇聚到一个点上，称为焦点；而凹透镜则使平行光线发散。
3. 棱镜的作用和分类棱镜是由至少两个平面构成的物体，它能够将白色光按照颜色分解成不同波长的光谱。
根据形状，棱镜可分为三棱镜、四棱锥棱镜等多种类型。
4. 反射镜的作用和分类反射镜是由金属或涂有反射膜（如银膜）的平面构成，它能够将入射光线反射出去。
根据形状和功能，反射镜可分为平面镜、凹面镜和凸面镜。
二、光的成像原理与过程1. 光的传播方式光在真空中以直线传播，在介质中则会发生折射现象。
当光由一种介质传入另一种介质时，由于两个介质的折射率不同，光线会发生偏折。
2. 理想透镜成像原理理想透镜成像原理主要依据物体到透镜的距离和物体高度与像距和像高之间的比例关系。
对于凸透镜而言，物体放在焦点之外时，成像是虚实交替的；而当物体放在焦点之内时，成像总是虚像。
3. 凹透镜成像原理凹透镜的成像原理与凸透镜相似，但有所不同。
当物体放在凹透镜追焦点之外时，得到一个正立且缩小的实像；当物体放在凹透镜追焦点至焦点之间时，则得到一个放大且倒立的实像。
4. 其他光学器件的成像特点除了透镜外，其他光学器件也具有成像能力。
例如，棱镜会发生色散现象，将白光分解成七种颜色；而反射镜能够反射光线，并根据其形状产生不同的成像效果。
三、小学物理教案实施建议1. 实验前的准备工作为了让学生更好地理解和体验光的传播和成像原理，可以事先准备一些简单、易找到的物品，如透明玻璃球、手电筒、彩色纸等。
2. 实验内容与步骤（1）实验目标：通过观察和操作，让学生了解透镜、棱镜和反射镜的作用以及光的传播和成像原理。
第三章 棱镜和棱镜和反射镜反射镜棱镜是光学系统中最常用的光学元件之一，它是由平面围成的光学单元，如图 3.1.1 (a)和 (b) 所示。
按照它们的应用领域可分为两大类。
1) 在光谱仪器类中，棱镜的作用是使光发生色散，也就是说把不同波长的光分散开。
这类棱镜通常称为光谱棱镜；2) 在绝大多数光学仪器中，特别是在成像仪器中所使用的棱镜主要利用光的反射来使光束平移、偏折或改变方向，或者使像的正倒发生改变，如图3.1.1 (b) 所示。
很显然，成像仪器中的棱镜和光谱仪器中的棱镜作用是不同的，前者需要尽量减少或消除光的色散而后者则充分利用棱镜的色散特性。
表面为平面的反射镜除了不具备使光色散的能力之外，它和棱镜的作用基本相同，用作使光束位移、偏折和改变方向，以及改变图像的正倒关系。
为了使入射到反射镜的光尽可能多地反射，必须在其基底材料 (抛光的玻璃或金属表面) 上镀以铝膜或银膜，反射率可达到90％或更高。
然而随着时间的推移，铝层和银层将会逐渐老化，反射率也要随之降低。
而反射棱镜则不同，大多数棱镜的反射面将使光发生全反射，理论上的反射率为100％。
这就不存在反射面的老化问题。
有的棱镜的反射面不符合全反射的条件，同样也需要镀反射膜，这样的膜层也会存在老化问题。
当然，棱镜也有缺点，由于光束在棱镜中要传播一定的长度，对棱镜材料的均匀性和光吸收要求很严格．否则会引起光程差，降低以像质量，引起光能损失等。
另外，与反射镜相比，棱镜的体积较大，重量较重，相应地，成本也会增加。
因此在应用时，要根据实际情况，权衡利弊，合理地选择棱镜和反射镜。
通常，当要求反射的光束口径较大时，最好选择反射镜。
反射光束的口径较小时，最好选择棱镜，因为大尺寸、高质量的棱镜材料很难挑选，即使找到了，成本也很高。
当然，这只是一般的情况，在进行光学设计时，要根据具体情况具体分析。
比如有时出于调控和稳定性考虑，虽然体积大些，也要选择棱镜。
3.1 色散棱镜图3.1.l (a) 是一个典型的色散棱镜。
§3.4反射棱镜
•特点：
Ø用于改变光的传播方向
Ø能量消耗减少，保证相对位置的稳定可靠
采用全反射或镀膜
Ø反射棱镜中，反射面的成像性质和平面镜相同，成理想像Ø由于在入射、出射面有两次折射，对成像质量有一定影响二分类
•基本依据：反射定律
•对具有单一主截面的系统
设物的坐标为oxyz,为右手坐标系，oz光轴方向，ox在主截面内的方向，oy垂直于主截面的方向
①o’z’光轴方向按反射定律定出
②垂直于主截面的o’y’视屋脊面个数而定，没有或偶数个，则同向，奇数个，方向
③主截面内o’x’视反射系统的反射次数而定，奇数次反射成镜像，偶数次反射物象一致。
具体定时，先将光轴方向定出，然后按是镜像还是相似像按左右手定出
•对具有两相互垂直的主截面系统
先求出一个主截面内的，然后再求出另一主截面内的，但要注意，此时坐标所代表的方向（垂直、平行主截面），已发生变化，要按变化了的求之
•棱镜外形尺寸计算
Ø确定入射面通光孔径D，则L定，也即等效玻璃板厚度
•平面镜棱镜系统和共轴球面系统的组合
Ø如果系统中有棱镜，则相当于除了平面镜外，在系统中另外加入了一块平行玻璃板Ø必须考虑平行玻璃板产生的像面位移
Ø各透镜组之间的间隔应等于共轴球面系统的原有间隔加上棱镜所引起的像平面位移。
三角棱镜反射原理一、介绍三角棱镜反射原理是光学中一种重要的现象，它涉及到光的折射和反射。
三角棱镜是由三个平面镜组成的，形成一个三角形。
当光线射入三角棱镜时，根据折射和反射的原理，光线会发生偏折和反射，从而产生一系列有趣的现象和应用。
二、三角棱镜的结构和原理三角棱镜由三个平面镜组成，镜面之间的夹角为60度。
当光线进入三角棱镜时，会发生折射和反射的现象。
具体原理如下：2.1 折射当光线从一种介质（如空气）进入另一种介质（如玻璃）时，由于两种介质的光速不同，光线会产生折射现象。
根据斯涅尔定律，光线在折射过程中会发生偏折，而偏折角度与两种介质的折射率有关。
在三角棱镜中，光线从空气进入玻璃，在两者的交界面上会发生折射。
折射角度可以用折射率来计算。
2.2 反射当光线碰到一个光滑的表面时，会发生反射。
根据反射定律，入射角等于反射角。
在三角棱镜中，光线从空气射入玻璃，然后经过玻璃的反射，最后再次从玻璃射入空气。
这个过程中，光线会发生二次反射，而且反射角度与入射角度相等。
三、三角棱镜的应用三角棱镜的反射原理在实际生活中有多种应用。
以下是一些常见的应用场景：3.1 光学仪器三角棱镜被广泛应用于各种光学仪器中，如光谱仪、衍射仪等。
利用三角棱镜的反射原理，可以将入射光线进行分散和聚焦，从而观察到不同波长的光谱分布。
3.2 珠宝设计三角棱镜的反射和折射现象使得宝石在光线照射下产生闪耀的效果。
珠宝设计师常常利用这个原理来展现宝石的美。
3.3 摄影在摄影中，三角棱镜可以用来产生一种特殊的效果，称为“逆光”。
通过将三角棱镜放在镜头前方，光线会经过多次反射和折射，产生一种模糊和虚化的效果，增加照片的艺术感。
3.4 光导纤维光导纤维利用三角棱镜的折射和反射原理传输光信号。
光线在纤维中来回发生反射，从而实现光信号的传输和控制。
四、总结三角棱镜反射原理涉及到光的折射和反射，是光学中的重要现象。
它在各个领域都有广泛的应用，如光学仪器、珠宝设计、摄影和光导纤维等。
