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光學原理. 光的反射 射向鏡面的光線為 入射線,反射出來 的光線稱為反射線。 法線是入射線與反 射線交點處與反射 面(鏡面)垂直的 線。 入射線與法線的夾 角稱為入射角。 反射線與法線的夾 角稱為反射角。

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Παρουσίαση με θέμα: "光學原理. 光的反射 射向鏡面的光線為 入射線,反射出來 的光線稱為反射線。 法線是入射線與反 射線交點處與反射 面(鏡面)垂直的 線。 入射線與法線的夾 角稱為入射角。 反射線與法線的夾 角稱為反射角。"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 光學原理

2 光的反射 射向鏡面的光線為 入射線,反射出來 的光線稱為反射線。 法線是入射線與反 射線交點處與反射 面(鏡面)垂直的 線。 入射線與法線的夾 角稱為入射角。 反射線與法線的夾 角稱為反射角。

3 光的折射 (n 1 sin  1 =n 2 sin  2 ) 反射波滿足反射定律: 入射角 = 反射角。 折射現象則起源於波 在不同介質內不同的 行進速率。如右圖, 抵達 A 處的波前已經 準備進入新介質,而 B 處的波前仍然在原 介質中行進。 由於不同介質內行進 速率不同,經過 Δt 時 間,當 B 處波前抵達 介面邊界 D 點時, A 處波前已經行進至 E 點。

4 光的色散 不同頻率的色光相對於介質的折射率並不相同, 太陽光本身包含有不同顏色(頻率)的色光。 因此太陽光產生折射時,不同顏色的光線因折射 角不同 而分開,於是形成色散現象,如下圖!

5 海市蜃樓的成因 如圖顯示海市蜃樓發生時,光線所走的路徑。假 設有個綠洲,它在 A 點發出的光線被空氣折射, 走一條彎彎的路徑。在 B 點,光線發生全內發 射,使光線往上走。之後,光線再次被空氣折射, 最後光線會進入站在 C 點那觀測者的眼睛,使 他形成錯覺,誤以為綠洲很接近他呢!很久以前, 人類便發現了全內反射,更把這個現象加以應用, 例如光纖、單鏡反光照相機和雙筒望遠鏡都應用 了全內反射的原理。 海市蜃樓發生時,光線所走的路徑。

6 彩虹的形成

7 當太陽所在天空中行進遇到細小的水滴時,極 少部份的光線會反射回空氣中,大部份光線會 折射進入水滴內。由於不同『顏色』的光線在 水滴表面折射時偏向的程度不同, 於是水滴 內不同顏色的光線便被稍微分開。當光線第二 次遇到水滴與空氣的邊界時,大部份的光線會 很快又折射出去。直到第三次遇到水滴與空氣 的邊界。此時大部份被折射出去的光線, 因 為經過兩次折射不同顏色的光線分得更開, 有可能會形成我們所看到的「虹」。 至於少部份又被反射回水滴內的光線, 第四 次遇到水滴與空氣的邊界時,依然大部份會被 折射出去。 這些光線因為射向天空,因此在 地面上的人並無法看到。但是另一束從水滴下 方射入的光線,經過「折射 - 反射 - 反射 - 折射」 的歷程後便會射向地面。 這些分散的光束很 可能形成所看到的「霓」。

8 光的全反射現象 當光由較密的介質 ( 折射率 n 值較大者 n 1 ) 射入較 疏的介質 ( 折射率 n 值較小者 n 2 ) 時, θ 2 會大於 θ 1 , 雖然入射角 θ 1 可能是介於法線和介面間的任何角 度 (0 ≦ θ 1 ≦ 90 0 ) , 然而折射角 θ 2 達到 90 度後, 無法呈現光進入較疏介質的折射情形而全部反射 回原入射的較密介質中, 波的這種現象就稱之為 「全反射 」。

9 白熾燈的發光原理 燈絲置於真空或注有 惰性氣體之玻璃泡中, 燈絲兩端經引出線接 於燈帽上,另一端接 於底部的圓板,以錫 焊接,燈絲以鉬金屬 製成之吊線支撐。 特性:當施加的電壓 超過其額定電壓時, 電壓愈高,燈泡亮度 愈亮,但使用壽命減 少;若施加的電壓愈 低,燈泡亮度愈弱, 但使用壽命延長。

10 日光燈之發光原理 燈管內之燈絲通以電流供給大量自由電子, 在啟動器產生瞬間高壓,以推動電子高速 移動,產生放電。當放電瞬間立即將燈管 兩端之電壓降低,並切斷燈絲之電流。

11 啟動器:係將小玻璃泡抽真空後注入小量之氦、 氖、氫等氣體,並裝上突有氧化鋇的雙金屬片及 一個固定電極而成。日光燈未啟動前兩電極是分 開的,當啟動日光燈時,外加電壓施於兩電極間 即產生發光放電,其產生之熱量使雙金屬之可動 電極伸展,與固定電極接觸。 安定器:在日光燈啟動瞬間產生高壓使燈管點亮, 當燈管亮後可限制燈管電流,避免燈管燒毀。 日光燈的附屬裝置

12 發光二極體 (LED) 發光二極體正如它的名稱所示,當它受 激時可對外發出可見光。發光二極體並非 以鍺或矽所製造,通常係以砷磷化鎵或磷 化鎵所製成。因所用於製造的材料不同, 則其放射光的波長也不同,顏色自然不同。 由砷磷化鎵發出的為紅色光 ,而磷化鎵 則在黃色與綠色之間。 LED 主要應用為指 示燈與顯示器,其符號及常 見的 LED 如 下圖 :

13 電漿球的迷思 電漿球內充填著低 壓的惰性氣體,中 央金屬球接上高電 壓,通常是高頻交 流電或高頻脈衝式 直流電,其電壓高 達數千至一萬伏特, 頻率則可能高達數 十千赫,但電流小, 可能小到一毫安培 以下,因電流小, 人體不會有電擊的 感覺。

14 電漿球的顏色 電漿球內填充的氣體為氪或氙與氖的混合 氣體,氪、氙使球內的光看起來比較像閃 電的形狀,而非氣流形狀。電漿球通電時, 在中心金屬球與玻璃外殼之間會有電流通 過,帶電粒子撞擊到球內氣體時,會發出 各種顏色的光線,這一點和霓虹燈(氖燈) 非常類似。球內填充的氣體種類不同,光 線的顏色也不同,例如: 氦-淡黃到橙; 氖-暗紅到橙;氮-白或粉紅或橙;氬- 紫;氪-白或灰,低壓時綠;氙-藍白或 藍灰 除氣體種類外,電流大小及球內氣 壓也會影響電漿球發出的顏色。

15 電漿球點亮日光燈 電漿球為使用變壓 器產生高頻且高壓 的電壓,使得球內 低壓氣體產生放電 火花,因在表面有 很強的電場,能激 發日光燈內的氣體, 產生放電現象。 人體具有接地效果, 所以日光燈管會亮 的部分,只有電漿 球和手之間。


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