为了减少表面反射光的增透膜原理

为了减少表面反射光．最简单的途径是在玻璃表面上镀一层低折射率的薄膜．

一般来说，要使用多层薄膜时，必须根据设计者需求，藉用高低折射率薄膜堆栈技术，做为各类型光学薄膜设计之用，才能达到事先预期后评估的光学特性。

探究光的反射定律实验报告

2014-2015学年第一学期八年级物理分组实验 探究光的反射规律的实验报告 班级姓名 实验目的：探究光的反射规律 试验器材：平面镜1个。激光笔1个，带刻度光盘的光屏1个，水槽一个，支架1对，夹子1个。 实验步骤： 1、按要求组装器材。 2、用激光笔射出一束激光，用笔记下入射光线和反射光线的位置，并在刻度光盘上读出入射角和反射角的度数，记录在表格中。 3、重复实验两次。 4、将光屏向前或向后折，观察反射光线。 5、整理器材。 实验记录： 次数入射角i 反射角r 1 2 3 实验结论： 1、在反射现象中，在同一平面内； 2、居法线两侧； 3、——————————————。

2014-2015学年第一学期八年级物理分组实验 探究平面镜成像特点的实验报告 班级姓名 【实验目的】探究平面镜成像特点 【实验器材】两支完全一样的蜡烛、一块玻璃板、一个光屏、火柴、刻度尺 【实验步骤】 1、将玻璃板垂直置于桌面，在玻璃板的一侧立一支点燃的蜡烛，透过玻璃板观察其另一侧面的蜡烛的像。 2、将光屏放在像的位置，不透过玻璃板，直接观察光屏上有无像。 3、将相同的未点燃的蜡烛放在像的位置，观察像与蜡烛的大小关系。 4、移到蜡烛的位置，观察其像的大小有无变化。 5、量出蜡烛和像到玻璃板的距离。 【实验数据】 像与物的大小关系物体与玻璃 的距离（cm） 像与玻璃的 距离(cm) 物像连线与 镜面的关系 实像或虚像 位置1 位置2 位置3 【实验结论】 平面镜成像特点： 1.像和物大小, 2.像到镜面的距离和物到镜面的距离 3.像和物的连线与镜面 4.平面镜所成像是像

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实验研究光的反射定律

光的反射定律 【目的和要求】 实验研究光的反射定律。 【仪器和器材】 学生光源，小平面镜，量角器，橡皮泥，白纸。 【实验方法】 一、入射角和反射角的关系 1．如图2．2－1所示，将量角器放在白纸上，将长方形小平面镜的长边放在量角器的直边上，同半圆的直径重合，在平面镜的背面用橡皮泥支撑着，使平面镜立在量角器上。 2．合上学生光源开关，让一束光射到平面镜上。调节光源的位置，使这束光从量角器的上方射向平面镜，并恰好射到量角器的圆心处。这时的法线是量角器的90°线。在法线的另一侧，可以看到反射光线，入射光线、反射光线和法线在同一平面上。 观察入射角与反射角是否相等。 3．转动光源，让光线的入射角依次为60°、45°、30°，观察每一次的反射角的度数， 将实验结果填入表2．2－l中。

根据上面的实验总结出光的反射定律。 4．使光束沿量角器90°线射向镜面。观察这时反射光束在哪里？入射角和反射角各等 于多少度？ 二、转动平面镜对反射光线方向的影响 1．以量角器的圆心为中心，转动平面镜，但不转动量角器和光源。这时入射角和反射角都在改变，记下镜面转10°、20°、40°、60°时，反射光线转过的角度以及相应的入 射角和反射角填入表2．2－2中。 2．分析上面的实验结果并回答：当平面镜转过一定的角度时，反射光线转过的角度是平面镜转过角度的多少倍？反射角与入射角是否相等？ 【注意事项】 当反射光线比较弱时，可将平面镜反射面向前倾斜一些，这时可以看到较明亮的反射 光线。 【参考资料】 自制学生光源。在小盒内用一个25伏的直丝灯泡作光源（由2节5号电池供电），它发出的光通过盛满清水的青霉素药瓶（作为柱状透镜）聚焦，调节小灯泡的位置可以得到平行光。再用一个狭缝就可以得到一束光线。 【思考题】 若向平面镜中观看，还可以看到入射光线在平面镜中成的虚像，这条虚光线与镜面所成的角与光线的入射角有什么关系？这条虚光线与反射光线在一条直线上吗？为什么？ 平面镜成像

探究光的反射现象规律实验教案.(优选)

海 子 街 中 学 物 理 教 师 集 体 备 课 实 验 教 案 实验课题：探究光的反射现象规律参与教师：刘娇叶晓燕顾云

探究光的反射现象规律 实验指导 用探究的方法研究光的反射定律，知道反射定律内容，体验和感受我们是如何看见不发光的物体的，用光的反射规律解释一些简单的现象！ 教学目标 知识与技能： 1.了解光在一些物体表面可以发生反射. 2.认识光反射的规律，了解法线、入射角和反射角的含义. 3.理解反射现象中光路的可逆性. 过程与方法; 1.通过实验，观察光的反射现象. 2.体验和感悟我们是如何看不见不发光的物体的. 情感态度和价值观：在探究“光反射时的规律”过程中培养学生的科学态度. 实验设计 一、实验目的 探究光的反射定律，认识光的反射规律，用光的反射解释一些简单的现象。 二、实验原理 探究规律，理解反射光线、入射光线和法线在同一平面内，发射光线、入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角。 三、实验器材 画有角度的可折叠的白色硬纸板、一面镜子、两个光源、一张白纸、大头针（或牙签）、铅笔、直尺等。 四、实验步骤 我们选择对光反射能力强的平面镜做反射面，用白色硬纸板和白纸显示光束传播的路径. （1）按图甲所示，先使E、F成为同一平面，使入射光线沿纸板射向镜面上的O点，让学生观察从镜面反射的光线的方向. （2）改变入射光线的方向，让学生观察反射光线的方向怎样改变. （3）按图乙那样，把纸片F向前折或向后折，让学生观察能看到反射光线吗？

（4）.反射角和入射角的关系让学生两人一组做实验研究，可采取如丙图所示的实验装置. 表格 次数入射角i 反射角r 1 30°30° 2 60°60° 3 45°45° 五、误差分析 描光线的径迹时，因为纸竖直放置，没有依靠，画的线的歪斜，影响到角度的测量，误差会大一些，量角器读数有误差。 实验结论 反射光线与入射光线、法线在同一平面上；反射光线和入射光线分居在法线的两侧；反射角等于入射角。 可归纳为：“三线共面，两线分居，两角相等”。 最新文件---------------- 仅供参考--------------------已改成-----------word文本--------------------- 方便更改

增透膜的原理及应用

增透膜的原理及应用 陕西省安塞县安塞高级中学物理教研组贺军 摘要：在光学元件中，由于元件表面的反射作用而使光能损失，为了减少元件表面的反射损失，常在光学元件表面镀层透明介质薄膜,这种薄膜就叫增透膜。本文分别从能量守恒的角度对增透膜增加透射的原理给予定性分析；根据菲涅尔公式和折射定律对增透膜增加透射的原理给予定量解释；利用电动力学的电磁理论对增透膜增加透射的原理给予理论解释。同时对增透膜的研究和应用现状作一介绍。 关键词：增透膜；干涉；增透膜材料；镀膜技术 1前言 在日常生活中，人们对光学增透膜的理解，存在着一些模糊的观念。这些模糊的观念不仅在高中生中有，而且在大学生中也是存在的。例如，有不少人认为入射光从增透膜的上、下表面反射后形成两列反射光，因为光是以波的形式传播的，这两列反射光干涉相消，使整个反射光减弱或消失，从而使透射光增强，透射率增大。然而他们无法理解：反射回来的两列光不管是干涉相消还是干涉相长，反射光肯定是没有透射过去，因增加了一个反射面，反射回来的光应该是多了，透射过去的光应该是少了，这样的话，应当说增透膜不仅不能增透，而且要进一步减弱光的透射，怎么是增强透射呢？也有人对增透膜的属性和技术含量不甚了解，对它进行清洁时造成许多不必要的损坏。随着人类科学技术的飞速发展，增透膜的应用越来越广泛。因此，本文利用光学及其他物理学知识对增透膜原理给以全面深入的解释，同时对增透膜的研究和应用现状作一介绍。让人们对增透膜有一个全面深入的了解，进而排除在应用时的无知感和迷惑感。 2增透原理 2．1 定性分析 光学仪器中，光学元件表面的反射，不仅影响光学元件的通光能量；而且这些反射光还会在仪器中形成杂散光，影响光学仪器的成像质量。为了解决这些问题，通常在光学元件的表面镀上一定厚度的单层或多层膜，目的是为了减小元件表面的反射光，这样的膜叫光学增透膜（或减反膜）。 这里我们首先从能量守恒的角度对光学增透膜的增透原理给予分析。一般情况下，当光入射在给定的材料的光学元件的表面时，所产生的反射光与透射光能量确定，在不考虑吸收、散射等其他因素时，反射光与透射光的总能量等于入射光的能量。即满足能量守恒定律。当光学元件表面镀膜后，在不考虑膜的吸收及散射等其他因素时，反射光和透射光与入射光仍满足能量守恒定律。而所镀膜的作用是使反射光与透射光的能量重新分配。对增透膜而言，分配的结果使反射光的能量减小，透射光的能量增大。由此可见，增透膜的作用使得光学元件表面反射光与透射光的能量重新分配，分配的结果是透射光能量增大，反射光能量减小。光就有这样的特性：通过改变反射区的光强可以改变透射区的光强。 2．2 定量描述光从一种介质反射到另一种介质时，在两种介质的交界面上将发生反射和折射，把 反射光强度与入射光强度的比值叫做反射率。用表示，，和分别表示反射光和入射光的振幅。 设入射的光强度为1，则反射光的强度为，在不考虑吸收及散射情况下，折射光的强度为（1-ρ）。根据菲涅尔公式和折射定律可知：当入射角很小时，光从折射率n1的介质射向折射率n2介质，反射率 （1） 例如光线由很小的入射角从空气射入折射率为 1.8的介质时，则反射率为

专训2：探究光的反射定律(3)

专训2：探究光的反射定律 探究光的反射定律的实验中： (1)纸板的作用：对光起漫反射作用，显示光线位置； (2)光线位置的确定：在纸板的光线上描两点，再连接并标上方向； (3)纸板和镜面的放置：纸板与镜面垂直； (4)“三线共面”的判断方法：将一纸板后折，观察其上是否有光线； (5)多次改变入射角的大小进行实验的目的：保证结论的普遍性； (6)验证光路可逆的方法：让入射光线逆着原来的反射光线入射。 实验设计 1．【2016·天水】如图所示，在探究“光的反射定律”实验中，小红同学将一块平面镜放在水平桌面上，再把一块纸板垂直放置在平面镜上。 (第1题图) (1)实验时让光贴着纸板入射是为了。 (2)如果纸板没有与平面镜垂直放置，当光贴着纸板沿入射时，(填“能”或“不能”)在纸板上看到反射光。 (3)为了便于测量和研究，需要把光路记录在纸板上，你的方法是：。 (4)为了得到反射角与入射角大小关系的普遍规律，应当。 2．为了验证光的反射定律，海若同学准备了一块平面镜、一块画有法线的平整硬纸板、直尺、量角器及铅笔。 (第2题图) (1)这个实验还需要的一个重要器材是：。

(2)海若按如图甲所示方式开始实验，纸板上显示出了两条光线，她想把这两条光线的传播路径保留在纸板上以便研究，请你为她设计一个简便的方法：。 (3)改变入射角，继续保留光的传播路径，最后纸板上留下了很多条光路，无法区分哪条反射光线与哪条入射光线对应，为了避免这一问题出现，可采取的做法是。 (4)如果纸板与平面镜不垂直，入射光沿纸板照射后将会出现的现象是：。 (5)海若将一缺角的纸板按如图乙所示方式放置，让光沿直线入射，接着她以为轴旋转缺角纸板，发现无论缺角纸板旋转到哪个角度，反射光都只出现在入射光所在的纸板上，在缺角纸板上没有显示出反射光。这一现象说明了： 。 3．【2016·聊城】为了“探究光反射时的规律”，实验小组的同学选用了平面镜、纸板、激光器和几种不同颜色的笔，依据教材设计了如图所示的实验。 实验次数∠i∠r 1 70°70° 2 45°45° 3 30°30° (1)实验中还需要的器材是。 (2)实验中为了使光线能在纸板上显示出来，方便实验研究，你该采取的操作是。 A．向纸板喷烟或雾 B．使光束垂直纸板射到O点 C．使光束贴着纸板射到O点 (3)改变光束入射的角度，多做几次，换用不同颜色的笔记录每次光的径迹。取下纸板，测量两侧的∠i和∠r，将数据记录在上表中，根据数据得出的结论是； (4)若将一束光贴着纸板沿方向射到O点，光将沿图中的方向射出，因为在

实验《探究光的反射定律》

实验《探究光的反射定律》 1（09绵阳）右图是探究“光反射时的规律”的实验装置图。把平面镜放在水平桌面上，再把一张可以沿ON向前或向后折的纸板竖直地立在平面镜上，纸板上的ON垂直于镜面。一束红光贴着纸板沿EO射到f）点，光将沿OF方向射出，如果把纸板ON的右半边向后折，反射光线将_存在__（选填“存在”或“不存在”）；如果一束蓝光沿原FO 方向射到0点，它反射后沿_ OE__方向射出。 2（09义乌）课堂上，老师用一套科学器材进行“研究光的反射定律”的实验演示，得出了正确的结论。 （1）根据光的反射定律，如果入射角为20o，则反射角的大小是20°（2）课后，某同学利用同一套实验器材，选择入射角分别为15o、30o、45o的三条光线进行实验，结果得到了不同的数据，如图所示。经检查，三次试验中各角度的测量值都是准确的，但总结的规律却与反射定律相违背。你认为其中的原因应该是将反射光线与反射面（或镜面）的夹角作为反射角（填“反射角判断错误可得分”；只表达出“反射角测量错误”的不得分）

3（09潍坊）(4分)小明同学用如图所示的装置，研究光的反射规律，其中有一个可折转的光屏，光屏在实验中的作用是：(写出两条) ①显示光的传播路径； ②探究入射光线、反射光线、法线是否共面。 3 (09安徽)如图，探究光的反射规律时，在平面镜的上方垂直放置一块光屏，光屏由可以绕ON折转的E、F两块板组成。让一束光贴着光屏左侧的E板沿AO方向射到O点，在右侧F板上能看到反射光线OB。实验时从光屏前不同的方向都能看到光的传播路径，这是因为光在光屏上发生了(填“镜面”或“漫”)反射。若将F板向后折转一定的角度，则在F板上(填“能”或“不能”)看到反射光，此时反射光线和入射光线(填“在”或“不在”)同一平面内。 答案镜面不能在

减反射膜原理

减反射膜原理 减反射膜又称增透膜、AR膜、AR片、减反射膜、AR滤光片，它的主要功能是减少或消除透镜、棱镜、平面镜等光学表面的反射光，从而增加这些元件的透光量，减少或消除系统的杂散光。最简单的增透膜是单层膜，它是镀在光学零件光学表面上的一层折射率较低的薄膜。如果膜层的光学厚度是某一波长的四分之一，相邻两束光的光程差恰好为π,即振动方向相反，叠加的结果使光学表面对该波长的反射光减少。适当选择膜层折射率，这时光学表面的反射光可以完全消除。一般情况下，采用单层增透膜很难达到理想的增透效果,为了在单波长实现零反射,或在较宽的光谱区达到好的增透效果，往往采用双层、三层甚至更多层数的减反射膜。减反射膜是应用最广、产量最大的一种光学薄膜，因此，它至今仍是光学薄膜技术中重要的研究课题，研究的重点是寻找新材料，设计新膜系,改进淀积工艺,使之用最少的层数，最简单、最稳定的工艺，获得尽可能高的成品率，达到最理想的效果。对激光薄膜来说，减反射膜是激光损伤的薄弱环节，如何提高它的破坏强度，也是人们最关心的问题之一。 光具有波粒二相性，即从微观上既可以把它理解成一种波、又可以把他理解成一束高速运动的粒子(注意，这里可千万别把它理解成一种简单的波和一种简单的粒子。它们都是微观上来讲的。红光波的波长=0.750微米紫光波长=0.400微米。而一个光子的质量是 6.63E-34 千克. 如此看来他们都远远不是我们所想想的那种宏观波和粒子.) 增透膜的原理是把光当成一种波来考虑的，因为光波和机械波一样也具有干涉的性质。 在镜头前面涂上一层增透膜(一般是"氟化钙",微溶于水),如果膜的厚度等于红光(注意：这里说的是红光)在增透膜中波长的四分之一时,那么在这层膜的两侧反射回去的红光就会 发生干涉,从而相互抵消,你在镜头前将看不到一点反光,因为这束红光已经全部穿过镜头了. 为什么我从来没有看到没有反光的镜头? 原因很简单,因为可见光有“红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫”七种颜色，而膜的厚度是唯一的，所以只能照顾到一种颜色的光让它完全进入镜头，一般情况下都是让绿光全部进入的，这种情况下，你在可见光中看到的镜头反光其颜色就是蓝紫色，因为这反射光中已经没有了绿光。膜的厚度也可以根据镜头的色彩特性来决定。 定义及其设计： 二十世纪三十年代发现的增透膜促进了薄膜光学的早期发展.对于技术光学的推动来说，在所有的光学薄膜中，增透膜也起着最重要的作用.直至今天，就其生产的总量来说，它仍然超过所有其他的薄膜因此，研究增透膜的设计和制备教术，对于生产实践有着重要的意义. 我们都知道，当光线从折射率n0的介质射入折射率为n1的另一介质时，在两介质的分界面上就会产生光的反射.如果介质没有吸收，分界面是一光学表面，光线又是垂直入射，则反射率R为透射率为 透射率为：

增透膜的原理及应用

增透膜的原理及应用 摘要：在光学元件中，由于元件表面的反射作用而使光能损失，为了减少元件表面的反射损失，常在光学元件表面镀层透明介质薄膜,这种薄膜就叫增透膜。本文分别从能量守恒的角度对增透膜增加透射的原理给予定性分析；根据菲涅尔公式和折射定律对增透膜增加透射的原理给予定量解释；利用电动力学的电磁理论对增透膜增加透射的原理给予理论解释。同时对增透膜的研究和应用现状作一介绍。 关键词：增透膜；干涉；增透膜材料；镀膜技术 1前言 在日常生活中，人们对光学增透膜的理解，存在着一些模糊的观念。这些模糊的观念不仅在高中生中有，而且在大学生中也是存在的。例如，有不少人认为入射光从增透膜的上、下表面反射后形成两列反射光，因为光是以波的形式传播的，这两列反射光干涉相消，使整个反射光减弱或消失，从而使透射光增强，透射率增大。然而他们无法理解：反射回来的两列光不管是干涉相消还是干涉相长，反射光肯定是没有透射过去，因增加了一个反射面，反射回来的光应该是多了，透射过去的光应该是少了，这样的话，应当说增透膜不仅不能增透，而且要进一步减弱光的透射，怎么是增强透射呢？也有人对增透膜的属性和技术含量不甚了解，对它进行清洁时造成许多不必要的损坏。随着人类科学技术的飞速发展，增透膜的应用越来越广泛。因此，本文利用光学及其他物理学知识对增透膜原理给以全面深入的解释，同时对增透膜的研究和应用现状作一介绍。让人们对增透膜有一个全面深入的了解，进而排除在应用时的无知感和迷惑感。 2增透原理 2．1 定性分析 光学仪器中，光学元件表面的反射，不仅影响光学元件的通光能量；而且这些反射光还会在仪器中形成杂散光，影响光学仪器的成像质量。为了解决这些问题，通常在光学元件的表面镀上一定厚度的单层或多层膜，目的是为了减小元件表面的反射光，这样的膜叫光学增透膜（或减反膜）。 这里我们首先从能量守恒的角度对光学增透膜的增透原理给予分析。一般情况下，当光入射在给定的材料的光学元件的表面时，所产生的反射光与透射光能量确定，在不考虑吸收、散射等其他因素时，反射光与透射光的总能量等于入射光的能量。即满足能量守恒定律。当光学元件表面镀膜后，在不考虑膜的吸收及散射等其他因素时，反射光和透射光与入射光仍满足能量守恒定律。而所镀膜的作用是使反射光与透射光的能量重新分配。对增透膜而言，分配的结果使反射光的能量减小，透射光的能量增大。由此可见，增透膜的作用使得光学元件表面反射光与透射光的能量重新分配，分配的结果是透射光能量增大，反射光能量减小。光就有这样的特性：通过改变反射区的光强可以改变透射区的光强。 2．2 定量描述

关于“光的反射定律实验”的问题

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关于“光的反射定律实验” 关于“光的反射定律实验”的问题
——对教学中某些实验的质疑之一 ——对教学中某些实验的质疑之一
A question on the "law of reflection experiment" ——About the teaching experiments of six questions (Ⅰ)
王绍符 （河北大学 河北保定 071002）
说明 在中学物理教学中，有一些实验原理存在瑕疵，解读出现假象。这些实验有的出现 在教科书中，有的出自第一线教师之手，却在教学中广泛流传。笔者择其显要，加以分析写 成六篇短文， （即《关于“光的反射定律实验”的问题》《 、“双三棱镜色散与复合实验”辨析》 、 、“乒乓球漏斗 《 “焦耳定律实验”岂能这样做！、 》《如此改进“比热容”实验的设计失去控制》《 实验”能够说明浮力产生的原因吗？》《能这样验证“液体压强由重力产生”吗？》 、 ）此为第 一篇。 在基础教育物理课程中讲到光的知识时总要做实验验证反射定律， 对此人教 2006 版 2010 印刷的现行教科书（八年级上）中有如下表述： 竖直地立在平面镜上， “把一个平面镜放在水平桌面上，再把一张纸板 ENF 竖直地立在平面镜上，纸板上的直 把一个平面镜放在水平桌面上， 垂直于镜面， 所示. 线 ON 垂直于镜面，如图 1 所示. 一束光贴着纸板沿某一个角度射到 O 点，经平面镜反 沿另一个方向射出.在纸板上用笔描出入射光 EO 和反 射， 沿另一个方向射出. 的径迹. 射光 OF 的径迹. 改变光束的入射方向，重做一次.换另一种颜色的笔， 改变光束的入射方向，重做一次.换另一种颜色的笔， 记录光的径迹. 记录光的径迹.
图 1 选自现行教科书
取下纸板， 取下纸板，用量角器测量 NO 两侧的角 i 和角 r.” 这个表述与过去的教科书有很大不同，一是指明了用“光束 光束”做实验，这是很切实际的； 光束 的径迹” ，这是前所未有的重大的改 二是指出了“在纸板上用笔描出入射光 EO 和反射光 OF 的径迹” “ 进，与教科书前面对光线的描述自洽.在前一节中对光线是这样描述的： 为了表示光的传播 “
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探究光的反射定律教案(20200521133131)

探究光的反射定律 教学目标： ㈠知识目标： 1、知道光的反射现象及有关概念； 2、理解光的反射定律； 3、知道光的反射种类并能识别有关现象； ㈡能力目标：培养学生的观察实验能力、分析归纳能力 ㈢情感目标：渗透辨证唯物主义思想教育，增强环保意识 教学重点：光的反射定律和应用 教学难点：反射定律中的“三线共面”的理解和两种反射现象的应用。 教学方法：实验演示法讲授法讨论法 教学用具：激光笔平面镜附有量角器白色光屏 教学过程： 一、新课引入 我们都知道光在同一种均匀介质中是沿直线传播的，你能举例说明吗？小孔成 像、影子的形成、日食和月食的形成都说明光在同一种均匀介质中是沿直线传播的。 光在真空中的传播速度是3×108 m/s。我们为什么能看见日光灯、烛焰？日光灯，蜡烛是光源，我们能看见光源是因为光源发出光射入我们的眼睛。 在漆黑的夜晚，我们看不到屋子里的桌子、电视，怎样才能看到呢？打开灯就 能看到屋子里的东西。为什么打开灯就能看见屋子里的东西呢？所有的物体表面都 反射光，我们能看到不发光的物体，就是因为它们反射的光射入了眼睛。本节我们 学习有关光的反射的知识。 二、讲授新课 1.师：我们为什么能够看见物体? 2.实验探究：光反射时的规律。 师：光的反射有什么规律呢？下面让我们一起探究反射时规律。 【实验方案】（1）把一个平面镜放在桌面上，再把张纸竖直地立在平面镜上，纸板上的直线ON垂 直于镜面。一束光则着纸板沿某一个角度射到O点，经平面镜的反射，沿另一个方向射出，在纸板 上用笔描出入射光和反射光的径迹。 （2）改变光速的入射方向，重做一次。换另一种颜色的笔，记录光的轨迹。 （3）取下纸板，用量角器测量ON两侧的角α和β。 （4）关于光的反射，你发现了什么规律？ （一点、两角、三线）

增透膜的厚度计算

增透膜的厚度计算 根据光的干涉原理，定量计算增透膜的厚度。 当某一频率光分为两束，在重新相遇时，若经过的光程差为kλ（k=0、1、2、3…），发生相长干涉，光被加强；若光程差为（2k+1）λ2（k=0、1、2、3…），发生相消干涉，光被减弱，变成暗纹。 某频率的光在真空中波长为λ，垂直射向某厚度为d的薄膜的折射率为n2，周围介质的折射率为n1、n3，且n1 Δx=（2n2d+λ2）-λ2=2n2d 当Δx=kλ，k=1、2、3…时，两反射光相叠加，反射光被加强，出现明纹。 当Δx=（2k+！）λ2，k=0、1、2、3…时，两反射光相叠加，相互削弱，出现暗纹，即 2n2d=（2k+1）λ2 d=2k+14n2λ 当k=0时，增透膜的厚度最小，最小值为 dmin=14 λn2 注意到λn2是光在介质中的波长14，即增透膜的最小厚度是光在介质中波长的。这正是高中物理课本中的结论。 以下是两个具体的例子。 例1、一台照相机的镜头折射率为1.50，表面上涂敷一层折射率为1.38的增透膜，即MgF2，若使镜头对人眼和照相机底片最敏感的黄绿光（λ=550nm）反射最小，试求增透膜的最小厚度d是多少？ 假设光是垂直入射。 解、设增透膜的厚度为d，空气、增透膜和玻璃的折射率分别为n1、n2、n3，入射光1在增透膜的上、下表面上的反射光2、3的光程差为Δx=2n2d，如果要使反射光消失，须满足 Δx=2n2d=（2k+1）2λ （k=0、1、2、3…）

增透膜的厚度为 d=2k+14n2λ 当k=0时，增透膜的厚度最小，最小厚度是 dmin=λ4n2=550×10-94×1.38m =9.96×10-8m. 由于反射光中缺少了黄绿光，所以，镜头呈淡紫色。 例2、为了减少从玻璃表面反射光的成分，在玻璃表面敷一层薄膜，即增透膜，增透膜的折射率小于玻璃的折射率。当入射光包含波长为λ1=700nm和λ2=420nm情况下，为使这两种波长的反射光被最大限度减弱，在玻璃表面上敷有折射率为n=43的增透膜，假设这两种光在增透膜中折射率基本相同皆为n。则这种增透膜的最小厚度是多少？ 解、设增透膜的厚度为d，若使波长为λ1的反射光消失应满足 2nd=2k1+12λ1 ① 其中k1=0、1、2、3… 若使波长为λ2的反射光消失，应满足 2nd=2k2+12λ2 ② 其中k2=0、1、2、3…，由①②两式可得 3k2=5k1+1 ③ 显然，当k1=1、k2=2时，波长为λ1、λ2的入射光在增透膜的前后表面反射光的相位差都是π，叠加时，都会产生相消干涉，增透膜的最小厚度为 dmin=34nλ1=916×700nm =394nm.

光的反射规律

光的反射规律 光遇到水面、玻璃以及其他许多物体的表面都会发生反射（reflection）。垂直于镜面的直线叫做法线；入射光线与法线的夹角叫做入射角；反射光线与法线的夹角叫做反射角。在反射现象中，反射光线，入射光线和法线都在同一个平面内（反射光线在入射光线合法想做决定的平面内）；反射光线、入射光线分居法线两侧；反射角等于入射角。这就是光的反射定律（reflection law）。在反射现象中，光路是可逆的。反射光线的反向延长线经过像点。 光的反射基本概念 光的反射 光的反射 光的反射：光在两种物质分界面上改变传播方向又返回原来物质中的现象，叫做光的反射。理解光的反射定律 归纳 1在反射现象中，反射光线，入射光线和法线都在同一个平面内。（同平面）2反射光线，入射光线分居法线两侧（居两侧）3反射角等于入射角（角相等）可归纳为：“三线共面，两线分居，角相等” 4在反射现象中，光路是可逆的 光的反射 相对论 简单介绍 1.共面法线是反射光线与入射光线的角平分线所在的直线。 2. 异侧入射光线与

反射面的夹角和入射角的和为90° 3. 等角反射角=入射角。反射角随入射角的增大而增大，减小而减小。 4. 可逆光路是可逆的如图1（甲）中光线BO逆着原来的反射光线（图乙）的方向射到界面上，这时的反射光线OA定会逆着原来的入射光线AO的方向射出去。 5. 根据光的反射定律作光路图 做法 具体作法：先找出入射点，过入射点作垂直于界面的法线，则反射光线与入射光线的夹角的角平分线即为法线。若是确定某一条入射光线所对应的反射光线，则由入射光线、法线确定入射角的大小及反射光线所在的平面，再根据光的反射定律中反射光线位于法线的另一侧，反射角等于入射角的特点，确定反射光线。 反射概念 6. 镜面反射与漫反射镜面反射：平行光线射到光滑表面上时反射光线也是平行的，这种反射叫做镜面反射。漫反射：平行光线射到凹凸不平的表面上，反射光线射向各个方向，这种反射叫做漫反射。镜面反射和漫反射都是遵循光的反射定律 7. 反射的知识 平面镜反射的研究 性质 光线另一个重要的性质是反射。我国古代在这方面具有丰富的知识，在许多实际问题上都反映出来。对人类来说，光的最大规模的反射现象，发生在月球上。我们知道，月球本身是不发光的，它只是反射太阳的光。相传为记载夏、商、周三代史实的《书经》中就提起过这件事。可见那个时候，人们就已有了光的反射观念。战国时的著作《周髀》里就明确指出：“日照月，月光乃生，成明月。”西汉时人们干脆说“月如镜体”，可见对光的反射现象有了深一层的认识。《墨经》里专门记载一个光的反射实验：以镜子把日光反射到人体上，可使人体的影子处于人体和太阳之间。这不但是演示了光的反射现象，而且很可能是以此解释月魄的成因。 成像 平面镜成像，就是光线反射的结果。我国古代在这方面是很有创造性的。最早的时候，人们用静止的水面作为光的反射面，当作镜子使用（图十二），这镜子叫做“监”。西周金文里的“监”字写起来很像一个人弯着腰向盛有水的盘子里照自己的像。这说明在三四千年前，就盛行着利用水面反射成像的方法。到了明清时代，一些穷苦人家也还使用着“水镜”。《儒林外史》里写的胡屠户，不是要他那个官热太盛的女婿范进，去撒尿照照自己的形容吗？这话虽不大雅，但还是一种水镜的遗制，胡屠户决不是发明者。到了周代中期，随着冶炼工艺的进步，才渐渐以金属反射面代替水镜，这才在“监”字的边旁加以“金”，成了“鉴”或“鉴”，就是现在大量出土的所谓铜镜了。至于玻璃（反射）镜，那就更晚了。 墨经 关于平面镜反射成像规律的研究，在周代后期就在进行了。《墨经》中就指出：平面镜成的像只有一个；像的形状、颜色、远近、正倒，都全同于物体。它还指出：物体向镜面移近，像也向镜面移近，物体远了，像也远了，有对称关系。这个总结是完全正确的。

光学设计中增透膜的设计与分析

用于玻璃和塑料基底上的增透膜 在众多的光学系统中，一个相当重要的组成部分是镜片上能降低反射的镀膜。在很多应用领域中，增透膜是不可缺少的，否则，无法达到应用的要求。 就拿一个由18块透镜组成的35mm的自动变焦的照相机来说，假定每个玻璃和空气的界面有4%的反射，没有增透的镜头光透过率为27%，镀有一层膜（剩余的反射为1.3%）的镜头光透过率为66%，镀多层膜（剩余的反射为0.5%）的为85%。 在这篇文章中，列举了一些简单的增透膜和使用的材料。值得注意的是由于玻璃可以被高温加热，而塑料不能，因此，对玻璃和塑料必须选用不同的膜料和膜层设计。 用于玻璃基底的增透膜 经典的单层增透膜由一薄层MgF2构成，MgF2在510nm时的折射率为n=1.38，需要的膜厚为d=92nm。因此，在510nm波长时膜层有一个光学密度（厚度）n*d为1/4的波长。镀在加热到250-300°C 的玻璃基底上的MgF2，不但牢固，稳定，并且相当方便，经济，直接使用蒸发船便可。 想得到更低的反射率，最简单的方法是镀一层CeF3和一层MgF2（各为1/4的光学厚度），可用蒸发船。图1是单层和2层膜的反射曲线。2层膜的优点是在可见光范围的中段有更低的反射率，缺点在于在红，蓝端的反射率上升过快。由于2层膜的效果不理想，为了达到理想的效果，必须使用3层或多层膜。iIvc4 3YV% 经典的3层膜由一层1/4光学厚度的中折射率物质（1.6-1.7)，一层1/2光学厚度的高折射率物质(2.0-2.2)和一层1/4光学厚度的低折射率物质组成。最常用的是Al2O3，ZrO2和MgF2。图1显示在整个光学敏感段（410-680nm）的反射率低于0.5%。 3层增透膜的膜料选择 膜料对膜层效果有决定性的影响。除了理想的折射率，每次镀膜时稳定的折射率，均匀的膜层，低吸收性，牢固性，稳定性也非常重要。 MgF2是最常用的第三层低折射率物质。但是，由于塑料不能被高温加热，用MgF2会使膜层变软和不稳定，此时，SiO2是最佳的选择。 Al2O3是最常用的第一层中折射率物质。它的膜层从红外到紫外线有相当高的透过率，十分牢固，稳定，并且每次镀膜时有稳定的折射率。 ZrO2通常被用作第二层高折射率物质。它的优点是从250到7000nm有宽广的透过率，并且，膜层牢固，稳定。但是，每次镀膜时呈现不同的折射率，也就是折射率会随着膜厚的增加而降低，这种现象可能和它的特殊晶体结构有关。图2显示了在五个单独的膜层中ZrO2不同的折射率。我们可以看到和和同次性的膜料相比，折射率有急剧的上升，特别是在中段。ZrO2的另一个缺点是在蒸发是它只是部分的溶解，因此，很难得到均匀的膜厚。 为了减少单体氧化物的这些缺点，可以使用混合氧化物。这些混合料可以根据客户不同的折射率需要来生产。德国默克公司根据客户大量的实际使用情况和多年的膜料生产经验，研制开发了一系列的混合料：H1，高折射率，2.1-2.15 H2，高折射率，2.1-2.15 H4，高折射率，2.1-2.15 M1，中折射率，1.65-1.7 H1,H2和H4可以被用来生产高折射率的膜层，在250°C的基底上2.1-2.15的折射率具有同次性。M1可以被用来生产中折射率得膜层。H1,H4和M1也能镀在未经加热的基底上，折射率会降低。 H1在从可见光到紫外的波段内有相当高的透过率，在360nm左右有吸收。但是，同ZrO2一样，无法从溶解的状态下被蒸发，因此较难得到比较均匀的膜层。H2在可见光的波段内有很高的透过率，但是在380nm时有截止吸收，这意味着当镀膜条件不理想时，1/2光学厚度的末曾在400nm时会有0.5%的吸收。H2的优点在于它能从溶解的状态下被蒸发，因此有良好的同次性和均匀的膜厚。 H4在可见光的波段内有很高的透过率，像H1一样，在360n左右有吸收。它也能从溶解的状态下被蒸发，具有良好的同次性和均匀的膜厚。 图3显示了用ZrO2(n=2.05)和上述混合料(n=2.15)的3层增透膜的反射曲线得比较。从中可以看出用

滤波片的增透膜作用及原理分析

在日常生活中，人们对光学增透膜的理解，存在着一些模糊的观念。这些模糊的观念不仅在高中生中有，而且在大学生中也是存在的。例如，有不少人认为入射光从增透膜的上、下表面反射后形成两列反射光，因为光是以波的形式传播的，这两列反射光干涉相消，使整个反射光减弱或消失，从而使透射光增强，透射率增大。然而他们无法理解：反射回来的两列光不管是干涉相消还是干涉相长，反射光肯定是没有透射过去，因增加了一个反射面，反射回来的光应该是多了，透射过去的光应该是少了，这样的话，应当说增透膜不仅不能增透，而且要进一步减弱光的透射，怎么是增强透射呢？也有人对增透膜的属性和技术含量不甚了解，对它进行清洁时造成许多不必要的损坏。随着人类科学技术的飞速发展，增透膜的应用越来越广泛。因此，本文利用光学及其他物理学知识对增透膜原理给以全面深入的解释，同时对增透膜的研究和应用现状作一介绍。让人们对增透膜有一个全面深入的了解，进而排除在应用时的无知感和迷惑感。 2增透原理 2．1 定性分析 光学仪器中，光学元件表面的反射，不仅影响光学元件的通光能量；而且这些反射光还会在仪器中形成杂散光，影响光学仪器的成像质量。为了解决这些问题，通常在光学元件的表面镀上一定厚度的单层或多层膜，目的是为了减小元件表面的反射光，这样的膜叫光学增透膜（或减反膜）。 这里我们首先从能量守恒的角度对光学增透膜的增透原理给予分析。一般情况下，当光入射在给定的材料的光学元件的表面时，所产生的反射光与透射光能量确定，在不考虑吸收、散射等其他因素时，反射光与透射光的总能量等于入射光的能量。即满足能量守恒定律。当光学元件表面镀膜后，在不考虑膜的吸收及散射等其他因素时，反射光和透射光与入射光仍满足能量守恒定律。而所镀膜的作用是使反射光与透射光的能量重新分配。对增透膜而言，分配的结果使反射光的能量减小，透射光的能量增大。由此可见，增透膜的作用使得光学元件表面反射光与透射光的能量重新分配，分配的结果是透射光能量增大，反射光能量减小。光就有这样的特性：通过改变反射区的光强可以改变透射区的光强。 2．2 定量描述 光从一种介质反射到另一种介质时，在两种介质的交界面上将发生反射和折射，把反射 光强度与入射光强度的比值叫做反射率。用表示，，和分别表示反射光和入射光的振幅。 设入射的光强度为1，则反射光的强度为，在不考虑吸收及散射情况下，折射光的 的介强度为（1-ρ）。根据菲涅尔公式和折射定律可知：当入射角很小时，光从折射率n 1 质射向折射率n 介质，反射率 2

2019年中考物理实验专题复习——探究光的反射规律实验

2019年中考物理实验专题复习——探究光的反射规律实验命题点 1.实验仪器的选取(平面镜、量角器、硬纸板、激光笔) 2.量角器的作用(测量反射角、入射角的大小) 3.纸板的作用(显示光线位置，对光线起漫反射作用) 4.两纸板与镜面的放置要求(两纸板与镜面垂直,当光贴着纸板E入射时，能在纸板F上看到反射光) 5.“三线同一平面”的判断方法(两纸板中F板折转,观察上面是否显示光线，当转动后,F板上就不会有光线,说明三线应该在同一平面上) 6.反射角和入射角的识别以及大小关系 7.光路可逆思想的理解与验证(让激光笔逆着反射光线射出,观察光的传播路径是否重合) 8.多次改变入射角的大小进行测量的目的(使实验结论具有普遍性) 9.实验数据的分析 10.实验结论:反射光线、入射光线和法线在同一平面,反射光线、入射光线分居在法线两侧,反射角等于入射角. 典题欣赏: 1．（2018?绥化）如图所示为小斌同学“探究光的反射规律”的实验装置。把一个平面镜放在水平桌面上，再把一张纸板ENF竖直地立在平面镜上，纸板上的直线ON垂直于镜面。（1）如果纸板没有与平面镜垂直放置，当光贴着纸板E入射时，在纸板F上（选填“能”或“不能”）看到反射光线； （2）小斌想要探究反射光线与入射光线是否在同一平面内，接下来的操作是；（3）他让一束光线沿着BO方向入射，发现反射光线沿着OA方向射出，说明光在反射时光路是的。 （4）对于每一条确定的入射光线而言，光线是唯一的。

2．（2018?乌鲁木齐）在探究光的反射规律的实验中，小明设计了如图所示的实验：将平面镜放在水平桌面，硬纸板竖直地立在平面镜上，硬纸板上的直线ON垂直于镜面，右侧纸板可绕ON转动。 （1）如图甲，当硬纸板在同一平面上，使一束光贴着纸板沿某一方向射到O点，经平面镜 反射，沿另一个方向射出。当入射光EO向ON靠近的过程中，发现反射光 OF （选 填“靠近”或“远离”）ON．为了精确探究反射规律，除了图中的器材，还需要刻度尺、和。 （2）如图乙，保持左侧纸板和入射光的位置不变，将右侧纸板绕ON转动，此时在右侧纸板上不能看到反射光，由此可以得出反射光线、入射光线和法线的结论。 3．（2018?青岛）探究光的反射定律 数据结论如图，M是小平面镜，E、F是两块粘接在一起的硬纸板，且E、F在同一平面，并与镜面垂直。 用激光笔和量角器进行实验，测得数据如下表 次数 1 2 3 入射角i/°25 40 60 反射角r/°25 40 60 ①在图屮标出入射角i的位置。 ②在反射现象中，反射角入射角 ③如果要探究反射光线与入射光线、法线是否在同一平面内，应将硬纸板的右半面F。 4．（2018?福建）如图是“探究光的反射规律”的实验装置，其中ABCD是白色硬纸板制成的光屏，并能沿ON折转，ON垂直于CD 实验次数 1 2 3 4 5 6 入射角60°50°40°30°20°0°

中考物理(真题版)专题练习题：光的反射实验

光的反射实验 1.（2019潍坊，19）在“探究光反射时的规律”实验中，将一块平面镜平放在水平桌面上，再把一张硬纸板竖直放在平面镜上，用激光笔将一束光贴着纸板射到平面镜上，用直尺和笔描出光线的传播路径。 （1）上述实验中硬纸板的作用是______； （2）为了探究完整的反射规律，还需要用到的器材是______。 2.（2019常德，7）下列关于光学实验的说法，正确的是 A．探究光的反射定律时，用来显示光的传播路径的硬纸板最好选择黑色光滑的 B．探究平面镜成像特点，物体靠近平面镜时像的大小不变 C．探究光的折射特点时，光从空气射入水中，传播方向一定改变 D．探究凸透镜成像规律时，当蜡烛燃烧变短，光屏上的像会向下移动 3.（2019常德，25）(4分)在探究光的反射定律时，小波将一块平面镜放在水平桌面上，再把一块纸板(分E、F两个面)垂直放置在平面镜上，如图甲所示。 （1）图甲中，E、F在同一平面上，让光线沿纸板E上的AO射向镜面，则在纸板F上得到沿OB的反射光线，测得AO、OB与法线的夹角均为40°，于是小波得出结论：反射角等于入射角。你认为小波得出结论的过程(选填“合理”或“不合理”)，原因是。 （2）在实验过程中，若将纸板倾斜(即纸板与平面镜不垂直)，如图乙所示，让光线仍贴着纸板沿AO方向射向镜面，此时反射光线与入线(选填“在”或“不在”)同一平面内，纸板上（选填“能”或“不能”）看到反射光线。 4.（2019苏州，30）“探究光的反射规律”的实验装置如图甲所示，平面镜放在水平桌面上，标有刻度(图中未画出)的白色纸板ABCD。能绕垂直于CD的ON轴翻转，在纸板上安装一支可在纸板平面内自由移动的激光笔。 (1)实验前，应将纸板______放置平面镜上；移动激光笔，使入射光束绕入射点O沿逆时针方向转动，可观察到反射光束沿_____时针方向转动； (2)移动激光笔，使入射角为45°，测得反射角也为45°，由此就得出“光反射时，反射角等于入射角”的结论你

多层增透膜的理论解释

多层增透膜的理论解释 4.1 λ/4增透膜 λ/4的光学增透膜（下面讨论时光学元件用玻璃来代替, 初始入射介质用空气来代替）, 一般为在玻璃上镀一层光学厚度为λ/4的薄膜,且薄膜的折射率大于空气的折射率, 小于玻璃的折射率由菲涅耳公式知, 光线垂直人射时, 反射光在空气一薄膜界面和薄膜一玻璃界面都有半波损失设空气、镀膜、玻璃的折射率分别为n0,n1,n2且n2>n1>n0定义R01,T01为空气-薄膜界面的反射率与透射率,R01，T01为薄膜-空气界面的反射率与透射率,R12，T12为薄膜-玻璃界面的反射率与透射率, R21，T21为玻璃-薄膜界面的反射率与透射率如图4-1所示示, 为了区分人射光线和反射光线, 这里将入射光线画成斜入射，图4-1中反射光线1和2的光程差为λ/2, 这样反射光便能完全相消由菲涅耳公式知道, 光垂直通过界面时, 反射率R 和透射率T 与折射率n 的关系为： 2 212 11221122 1 21221 122 101 00110012 1011001)(41) ()(41) (n n n n R T T n n n n R R n n n n R T T n n n n R R += -==+-==+=-==+-== 设人射光的光强为I0, 则反射光线1的光强I1=I0R0, 反射光线2的光强I2=I0I01R12T10。余下的反射光的光强中会出现反射率的平方,因为反射率都比较小, 故可不再考虑。λ/4的光学增透膜使反射光线1与反射光线2的光程差为δ=2n1d1=λ/2, 故相位差为л, 由干涉理论知, 干涉后的光强为: 212010102121)(cos R T R I I I I I I p -=++=π 因为折射率n0,n1,n2比较接近，例如n0=1,n2=1.5的界面，T=96%，故可近似地取T01和T10为1，若使Ip 为0 ，则有R01=R12，即： 21 21220101)()(n n n n n n n n +-=+-