正立、放大、虚象；像、物异侧
⑤应用：
一、会聚平行光：
太阳灶、卫星天线、反射式望远镜；二、得到平行光：
手电筒、车灯、探照灯的反射面。
凸面镜：
用球的外表面为反射面的镜子。
①三种特殊光线：
过球心的入射光线经反
射后沿原路返回；平行于主轴的入射光线，
反射后反射光线的反向延长线经过焦点；延
长线过焦点的入射光线经反射后平行于主轴。
②成像特点：
只能成正立，缩小的虚像。
且曲率越大（球半径越小），成像越小。
③应用：
汽车的观后镜、十字路口的交通镜等。
9、光的折射
光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向一般会发生变化，这种现象叫光的折射。
垂直入射时，光的传播方向不变。
当光从空气中斜射入其它介质中时，人们发现入射角的正弦与折射角的正弦的比值是一个定值。
而且恰好等于两种介质中光传播的速度之比。
即
这个比值反映了介质对光的折射能力，我们称之为这种介质的折射率。
这是因为人们发现：
光在指定的两点间传播，实际的光程（折射率与两点间的距离的乘积——ns）最短————这就是著名的费马定理。
我们可以将其理解成：
光在指定的两点间传播，光走的路径用时最短。
10、虹、霓、晕的形成
“虹，日中水影，日照雨，则有之”（沈括），背日喷乎水，成虹霓之状。
悬浮在空中的小水滴对阳光的色散形成的。
虹霓相依相伴，霓在虹上。
①虹的形成：
外红内紫为虹。
经过一次全反射，两次折射形成。
完整的是个圆环形，只不过我们在地面上不易看全，坐在飞机上，有可能看到整个的彩虹。
②霓的形成：
外紫内红为霓。
经过两次全反射，两次折射形成。
因其经过两次全反射，能量损失较大，故人们经常能看到虹，却很难看到霓。
③“晕”的形成：
就是民间俗称的“风圈”，在距地面六七千米以上的高空，有一种由小冰晶组成的乳白色丝缕状的薄云——“卷层云”。
构成这种云的小冰晶象三棱镜一样，当日光或月光照到它们时，就会产生反射和折射现象，如果角度合适，就会形彩色或白色的光圈、光弧、光点或假日，统称“晕”。
11、透镜成像公式的证明：
证明：
因为△OAB∽△OA’B’
又因为△FOC∽△FB’A’
经推导可得：
此公式适用于凸透镜、凹透镜及球面镜成像。
其中物距u为正值；凸透镜和凹面镜的f为正值，凹透镜和凸面镜的f为负值；成实像像距v为正值，成虚像像距v为负值。
对于凸透镜：
设u+v=D,此公式可转化成
化简得：
u2－Du+Df=0
成实像时，方程必有实数解，所以b2－4ac≥0即D≥4f
即物体经凸透镜成实像时，物体与像的最小距离为4倍焦距。
12、望远镜：
望远镜所成的像并不比原物大，只是相当于把远处物体移近，增大视角，以利观察。
一、开普勒望远镜：
物镜焦距f1很长，目镜焦距f2很短，镜筒的长度L=f1+f2。
其放大本领M=f1／f2,远物Q的平行光经物镜会聚于Q’点；经目镜成为平行光，倒立的像Q”位于无限远处，但视角变大。
二、伽俐略望远镜：
物镜的焦点与目镜的焦点重合。
镜筒长度l=f1–f2,放大本领如上。
远物一点Q的平行光，经物镜会聚应成像于Q’点，（对目镜为虚物），经目镜后为平行光，成正立的像于无限远处，但视角变大。
《望远镜成倒像校正的方法》
1．在两块透镜之间加一凸透镜，物镜的焦点
与其二倍焦距点重合，目镜的焦点与其另一个
二倍焦距点重合。
2．在两块透镜之间加两只等腰直角全反射的
三棱镜，它们的斜面互相垂直，物镜成像经
第一块棱镜将左右颠倒一次，再将上下颠倒一次。
三、反射式望远镜：
远物上射来的平行光射到抛物面反射镜AB上，反射光又为平面镜CD反射会聚于F”点，（F’点为抛物面的焦点）该点所成的像最后经目镜放大。
13、全反射
当光从光密介质斜射到光疏介质中时，在界面位置随着入射角的逐渐增大，折射角也随着逐渐增大，折射光线能量逐渐减小，而反射光线的能量逐渐增大。
当光以临界角（折射角等于90°时的入射角）入射到界面上时，折射光线能量为零，《即不存在沿界面传播的折射光线。
或认为其只能传播λ（光的波长）的一半的距离，称之为：
倏逝波》光线全部被界面反射回来。
这种现象叫全反射。
由于全反射对光的能量损失极小，所以一些精密的仪器通常用其代替平面镜。
如：
潜望镜、望远镜中校正镜等等。
光经过金刚石进入空气时的临界角特别小，当光进入金刚石并经第二个界面反射时，不很大的入射角就能发生全反射，使大部分光从金刚石的顶面射出，所以金刚石就成为一种光彩夺目的宝石。
另外如：
一些标志牌上的玻璃微珠、水中或玻璃中的气泡特别明亮、荷叶上积聚的亮晶晶的水珠，都是发生了全反射的结果。
因为水的临界角约为490，潜水员在水中向水面看时岸上
的景物被压缩在约为980的圆锥体中。
光导纤维：
用一种很细的玻璃丝或塑料丝制成的光学元件，直径只有5～10微米左右。
纤维分为内外两层，内层的折射率n2较大，外层的折射率n3较小，空气的为n1。
当光以入射角ψ射入光导纤维的内层，将以ψ’的折射角前进，并射到内、外层的交界处，此时入射角为（π/2－ψ’），若此角大于由n2和n3决定的临界角时，就会发生全反射。
这样在内壁上连续多次发生全反射，就会经过弯曲的路径从另一端射出。
所以入射角只要小于ψ（此角由空气，内芯与外套的折射率决定）角，光导纤维的内壁光滑，透明度高，弯曲的部分的曲率半径远大于纤维的半径，就可以良好的传播光能。
14、光的波动学说：
光的本质是电磁波。
也就是说光与无线电波、微波炉中的微波在本质上是相同的。
电磁波是具有某些电的特性和磁的特性的横波，电磁波由变化的电场和磁场组成。
它的传播不需要介质。
象所有的波一样，其传播的速度也等于波长与振动频率的乘积。
即c=λν
波长在400nm～760nm之间（频率为7.7亿兆赫～4.1亿兆赫）之间的电磁波能被人类的眼睛看到，我们就把这部分电磁波叫做光。
但更多的电磁波我们是无法看到的。
电磁波中其频率由小到大（波长由大到小）的顺序是：
无线电波——微波——红外线——可见光（红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫）———紫外线——x射线——γ射线
对于可见光，不同的频率对应着不同的颜色。
但我们人类的眼睛没有那么高的分辨率，我们只能将可见光大约分成7种颜色。
在真空中，所有颜色的光传播的速度相同，但在同一种介质中，不同频率的光传播速度不同。
频率高、波长短的速度小；频率低、波长长的速度大。
正因如此，光在发生折射时有可能发生色散现象。
15、光的散射：
光在均匀的介质或两种不均匀的介质中发生直射、反射或折射时，都仅限于一定的方向上，其它方向上光强为零。
例如，我们沿光束的侧向观察就应当看不到光。
当光束通过光学性质不均匀的物质时，从侧向却可以看到光，这个现象叫做光的散射。
光学性质不均匀是指均匀介质中，散布着一般比光的波长小的杂质微粒，而且排列得毫无规则。
发生散射时光的光波越长，光波越容易绕过小障碍物；光波越短，越容易被散射。
蓝光、紫光的波长较短，所以空气中的小微粒将蓝光、紫光散射，但其中蓝光比紫光要更加明亮，所以我们看起来天就是蓝色的了。
海水是蓝的，除了反射了天的颜色以外，也是这个原因。
红光不易被散射，传播的距离更长，所以交通中用红灯表示危险。
黎明或傍晚，因为阳光在大气中的传播路径长，只有红光被影响的不大，所以我们看起来，太阳就是火红的了。
有时在发生月食前，会看到古铜色的月亮，也是因为月亮进入到地球的半影区，太阳光经过地球的大气层再射到月球上，波长较短的光被散射很多，波长较长的红、黄光射到月球上被反射的缘故。
至于浪花和打碎的玻璃是白色的缘于其不规则的形状，各种色光从各个角度射来，混在一起就成了白色。
16、太阳或月亮为什么在初升和将落时，看起来变大变扁了？
一天之内日地之间的距离变化极小，用精密的仪器也无法分辨太阳直径的差异。
我们之所以会产生这样的感觉是因为人们的错觉。
如图，A、B两圆是等大的，但由于周围物体的对比，好象A比B小。
同样看起来百圆也好象比黑色的圆大。
太阳或月亮为什么在初升和将落时位置靠近地面背景只有天空的一角，对比地面的山岳、房屋、树木，太阳显得大些；中午时，太阳在开阔无边的天空里，对比之下，太阳显得小些。
又在早晚时，天色较暗，相比之下，太阳较明亮，于是显得大些。
而中午时，天空的背景也非常明亮，相比之下，则看起来显得比早晚小些。
至于太阳或月亮为什么在初升和将落时看起来变扁了，则是由于光的折射。
空气的密度上小下大，光线向下弯曲，通过的空气层越厚，阳光弯曲得越多。
我们沿直线回看，下边缘被抬高得更显著，使太阳的垂直直径比水平直径缩短五分之一。
因此我们看来太阳变扁了。
17、立体电影与立体画
大多数的立体幻觉是模仿双眼视觉而产生的。
两架相机相距几厘米相当于人的双眼，角度略有不同，产生深度的感觉。
另外利用的是眼睛的视差，因为蓝光经眼睛折射偏折比红光的更厉害。
（同一种介质中，不同频率的光传播的速度不同，频率大而波长小的速度小）使一种颜色形成清晰的像，而其他颜色形成不清晰的背景。
在正常的双眼视觉中，大脑感觉红色的物体好象比其他颜色更靠前。
另外当红光在视网膜上成清晰的像时，其它颜色的光成像在视网膜前，类似于近视眼，看起来其它颜色的物体更大。
18、霓虹灯、日光灯及白炽灯
1、霓虹灯：
霓虹灯的内部没有灯丝，在灯内充入惰性气体受激发光后，呈现不同的颜色。
如：
氦灯黄、氖灯红、氩灯淡青、氩与氖共同发绿蓝色光。
2、日光灯：
日光灯灯丝放出大量的电子，电子撞上水银蒸气产生紫外线，紫外线照射荧光物质发光。
日光灯有灯丝，但不是靠灯丝发光，日光灯为冷光源。
3、白炽灯：
白炽灯的灯丝温度很高，发光，将90﹪以上的电能转化为热。
日光灯下的物体
太阳光中的色光最全，而且各种色光的强度也较均匀，照在物体上，物体反射的色光就是物体的颜色。
日光灯色光不全，偏重靛，紫光。
所以在日光灯下，有些颜色不能反射色光且无论什么颜色在日光灯下都带有一些灰暗的色调。
另外日光灯发光是一亮一暗的，每秒钟一百次。
在这种光下看旋转的物体会发生错觉。
19、汽车前灯的玻璃灯罩，为什么要用有横竖条纹的玻璃制成？
汽车前灯相当于一个透镜和棱镜的组合体。
在漆黑的夜里，对于一辆急速行驶的汽车来说，不能象手电筒那样用狭窄而笔直的光束来照明。
因为司机不仅要看清前方的路面，还要看清路边的行人、路标、岔口等。
透镜和棱镜对光有折射作用，所以可以根据需要将光分配到需要的方向。
使光均匀、柔和地照亮前进的道路和路边的景物。
同时这种散光灯罩还使一部分光略向上折射，以便照明道路标志和里程碑，确保行车安全。
在车灯中还有远距灯丝（焦点处）和近距灯丝（焦点与凹透镜之间）两个灯丝也是这个道理。
远距灯丝发光形成平行光束，夜晚可以照得很远。
但在夜晚开车时，打开远距灯丝开车却是不安全的。
①被光束照着的地方很亮，其它的地方很暗，对比强烈，容易使人产生眩晕的感觉；（台灯的灯罩都是透明的，就是使明暗对比不至于太强烈）②不容易看清路边的行人和路标；③强烈的光会使对面开来汽车的司机看不清路况。
20、视觉暂留与明视距离
人的眼睛有一种视觉暂留作用，（即眼睛看到的景物消失后，视神经对景物的印象还能保留大约0.1s）如在黑暗中迅速移动点燃的香、在空中绽放的礼花我们会看到香火头的亮点变成了亮线。
这就是视觉暂留现象。
正常人的眼睛当晶状体弯曲程度最小时，能看到的最远点叫做眼睛的远点；晶状体弯曲程度最大时，能看清的最近点叫做眼睛的近点。
正常人的眼睛的远点在无穷远处，近点在离烟10cm处。
正常人看25cm处的物体时眼睛不易疲劳，因此25cm叫做人眼的明视距离
21、某位教师把物理竞赛成绩压在毛玻璃板（毛面在上面）的下面，他要求：
在不拿出成绩表的情况下看到成绩，请同学们设计方案并说明为什么？
在毛玻璃上涂上一层水。
光进入玻璃和穿出玻璃都要发生折射，如果玻璃的两个表面都是光滑的，两次折射都很规则，隔着玻璃板能看清它下面的东西。
毛玻璃有一个表面很粗糙，使光线不规则射出，所以隔着毛玻璃看不清它下面的东西。
如果在毛玻璃的粗糙表面上涂上一层水，水将毛玻璃的粗糙表面的凹处填平，表面就变成光滑的水面，光的折射就规则了，隔着毛玻璃板就可以看清它下面的东西了。
22、小汽车的挡风玻璃有一定的倾斜角度，而卡车、公交车等大型车辆却几乎是竖直的，请用光学知识分析小汽车挡风玻璃这样安装的原因。
这样安装的主要原因是为了保证夜间行车安全。
小汽车在夜间行驶时，当后面行驶的车发出的光射入车内而射到挡风玻璃上时，由于挡风玻璃是倾斜的，则这些光线经反射后将射向斜下方；另一方面，当车内景物被灯光照亮或车外光线照亮时，通过挡风玻璃所成的像在驾驶员的斜上方。
可见，这样就使得车内驾驶员不会由于反射光而受到干扰。
23、大型电影银幕的中间为什么是向里凹的？
普通的电影屏幕是不大的平面，从放映机射出的光线到银幕中部和边缘的距离差别不大，银幕画面清晰；大型电影银幕如果是平面，射到银幕中部和边缘的光线的距离有较大的差别，即像距差别较大，不能同时聚焦，画面的某些地方就会模糊不清，所以大型电影银幕都是中间向里凹的。
另外将电影银幕中间向里凹，使我们的眼睛与银幕左右两边张开合适的角度，否则画面会扭曲变形。
24、红外线与紫外线：
物体温度升高，向外辐射的红外线却大大增强，红外线还可以进行遥控。
电视机遥控器就是利用发光二极管发出红外线来实现电视机的遥控的。
紫外线有助于人体合成维生素D，而维生素D能促进身体对钙的吸收；紫外线能杀死微生物；能使荧光物质发光，如验钞机。
但过量的紫外线照射对人体十分有害。
25、夜间行走山路，手持电筒还是头戴照明灯较好？
戴头灯可以腾出双手走路或工作，比手持电筒轻松方便。
但夜间在崎岖的路上行走，要判断路面的凸凹情况，不仅要依赖被照亮的物体，同时也要依赖影子，头灯位置高，路面小障碍物的影子小，看起来前途一片光明，而觉察不到石头或凹坑。
手持手电筒，位置较低，障碍物的影子长，地面看起来十分立体，崎岖情况一目了然。
坦克在发明的初期，由于车灯位置较高，因而屡屡陷于凹坑中，后来改在较低的位置才能避免这种危险。
影子的形状与光源大小、位置、物体的形状、物体到光源的距离、光照的角度有关。
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