高中物理光學(xué)知識(shí)點(diǎn)總結(jié)

1、SS光學(xué)知識(shí)點(diǎn)光學(xué)知識(shí)點(diǎn)光的直線傳播光的反射光的直線傳播光的反射一、光源一、光源1定義：能夠自行發(fā)光的物體2特點(diǎn)：光源具有能量且能將其它形式的能量轉(zhuǎn)化為光能，光在介質(zhì)中傳播就是能量的傳播二、光的直線傳播二、光的直線傳播1光在同一種均勻透明的介質(zhì)中沿直線傳播，各種頻率的光在真空中傳播速度：C＝3108ms；各種頻率的光在介質(zhì)中的傳播速度均小于在真空中的傳播速度，即vC。說(shuō)明說(shuō)明：①直線傳播的前提條件是在同一種介質(zhì)，而且是均勻介質(zhì)。否則，可

2、能發(fā)生偏折。如從空氣進(jìn)入水中（不是同一種介質(zhì)）；“海市蜃樓”現(xiàn)象（介質(zhì)不均勻）。②同一種頻率的光在不同介質(zhì)中的傳播速度是不同的。不同頻率的光在同一種介質(zhì)中傳播速度一般也不同。在同一種介質(zhì)中，頻率越低的光其傳播速度越大。根據(jù)愛(ài)因斯坦的相對(duì)論光速不可能超過(guò)C。③當(dāng)障礙物或孔的尺寸和波長(zhǎng)可以相比或者比波長(zhǎng)小時(shí)，發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，光線可以偏離原來(lái)的傳播方向。④近年來(lái)（19992001年）科學(xué)家們?cè)跇O低的壓強(qiáng)（109Pa）和極低的溫度（109K

3、）下，得到一種物質(zhì)的凝聚態(tài)，光在其中的速度降低到17ms，甚至停止運(yùn)動(dòng)。2本影和半影（l）影：影是自光源發(fā)出并與投影物體表面相切的光線在背光面的后方圍成的區(qū)域（2）本影：發(fā)光面較小的光源在投影物體后形成的光線完全不能到達(dá)的區(qū)域（3）半影：發(fā)光面較大的光源在投影物體后形成的只有部分光線照射的區(qū)域（4）日食和月食：人位于月球的本影內(nèi)能看到日全食，位于月球的半影內(nèi)能看到日偏食，位于月球本影的延伸區(qū)域（即“偽本影”）能看到日環(huán)食當(dāng)?shù)厍虻谋居安糠?/p>

4、或全部將月球反光面遮住，便分別能看到月偏食和月全食具體來(lái)說(shuō)：若圖中的P是月球，則地球上的某區(qū)域處在區(qū)域A內(nèi)將看到日全食；處在區(qū)域B或C內(nèi)將看到日偏食；處在區(qū)域D內(nèi)將看到日環(huán)食。若圖中的P是地球，則月球處在區(qū)域A內(nèi)將看到月全食；處在區(qū)域B或C內(nèi)將看到月偏食；由于日、月、地的大小及相對(duì)位置關(guān)系決定看月球不可能運(yùn)動(dòng)到區(qū)域D內(nèi)，所以不存在月環(huán)食的自然光現(xiàn)象。3.用眼睛看實(shí)際物體和像用眼睛看物或像的本質(zhì)是凸透鏡成像原理：角膜、水樣液、晶狀體和玻璃

5、體共同作用的結(jié)果相當(dāng)于一只凸透鏡。發(fā)散光束或平行光束經(jīng)這只凸透鏡作用后，在視網(wǎng)膜上會(huì)聚于一點(diǎn)，引起感光細(xì)胞的感覺(jué)，通過(guò)視神經(jīng)傳給大腦，產(chǎn)生視覺(jué)。①圖中的S可以是點(diǎn)光源，即本身發(fā)光的物體。②圖中的S也可以是實(shí)像點(diǎn)（是實(shí)際光線的交點(diǎn)）或虛像點(diǎn)（是發(fā)散光線的反向延長(zhǎng)線的交點(diǎn)）。③入射光也可以是平行光。以上各種情況下，入射光線經(jīng)眼睛作用后都能會(huì)聚到視網(wǎng)膜上一點(diǎn)，所以都能被眼看到。三、光的反射三、光的反射1.反射現(xiàn)象：光從一種介質(zhì)射到另一種介質(zhì)的

6、界面上再返回原介質(zhì)的現(xiàn)象2反射定律：反射光線跟入射光線和法線在同一平面內(nèi)，且反射光線和人射光線分居法線兩側(cè)，反射角等于入射角3分類：光滑平面上的反射現(xiàn)象叫做鏡面反射。發(fā)生在粗糙平面上的反射現(xiàn)象叫做漫反射。鏡面反射和漫反射都遵循反射定律4光路可逆原理：所有幾何光學(xué)中的光現(xiàn)象，光路都是可逆的四平面鏡的作用和成像特點(diǎn)四平面鏡的作用和成像特點(diǎn)（1）作用：只改變光束的傳播方向，不改變光束的聚散性質(zhì)（2）成像特點(diǎn)：等大正立的虛像，物和像關(guān)于鏡面對(duì)稱

7、（3）像與物方位關(guān)系:上下不顛倒左右要交換散光的折射、全反射光的折射、全反射一、光的折射一、光的折射1折射現(xiàn)象：光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)，傳播方向發(fā)生改變的現(xiàn)象2折射定律：折射光線、入射光線跟法線在同一平面內(nèi)，折射光線、入射光線分居法線兩側(cè)，入射角的正弦跟折射角的正弦成正折射光線、入射光線跟法線在同一平面內(nèi)，折射光線、入射光線分居法線兩側(cè)，入射角的正弦跟折射角的正弦成正比比3在折射現(xiàn)象中光路是可逆的二、折射率二、折射率1定義：光從真

8、空射入某種介質(zhì)入射角的正弦跟折射角的正弦之比叫做介質(zhì)的折射率注意：指光從真空射入介質(zhì)2公式：n=sinisinγ，折射率總大于1即n＞10sin1Cvc??????3.各種色光性質(zhì)比較：紅光的n最小，ν最小，在同種介質(zhì)中（除真空外）v最大，λ最大，從同種介質(zhì)射向真空時(shí)全反射的臨界角C最大，以相同入射角在介質(zhì)間發(fā)生折射時(shí)的偏折角最?。ㄗ⒁鈪^(qū)分偏折角和折射角）。4兩種介質(zhì)相比較，折射率較大的叫光密介質(zhì)，折射率較小的叫光疏介質(zhì)三、全反射三、全

9、反射1全反射現(xiàn)象：光照射到兩種介質(zhì)界面上時(shí)，光線全部被反射回原介質(zhì)的現(xiàn)象2全反射條件：光線從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)，且入射角大于或等于臨界角光的波動(dòng)性光的波動(dòng)性(光的本性光的本性)一、光的干涉一、光的干涉一、光的干涉現(xiàn)象一、光的干涉現(xiàn)象兩列波在相遇的疊加區(qū)域，某些區(qū)域使得“振動(dòng)”加強(qiáng)，出現(xiàn)亮條紋；某些區(qū)域使得振動(dòng)減弱，出現(xiàn)暗條紋。振動(dòng)加強(qiáng)和振動(dòng)減弱的區(qū)域相互間隔，出現(xiàn)明暗相間條紋的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象叫光的干涉現(xiàn)象光的干涉現(xiàn)象。二、產(chǎn)生穩(wěn)定干涉

10、的條件：二、產(chǎn)生穩(wěn)定干涉的條件：兩列波頻率相同，振動(dòng)步調(diào)一致(振動(dòng)方向相同)，相差恒定。兩個(gè)振動(dòng)情況總是相同的波源，即相干波源1.產(chǎn)生相干光源的方法（必須保證產(chǎn)生相干光源的方法（必須保證相同）相同）。?⑴利用激光(因?yàn)榧す獍l(fā)出的是單色性極好的光)；⑵分光法(一分為二)：將一束光分為兩束頻率和振動(dòng)情況完全相同的光。(這樣兩束光都來(lái)源于同一個(gè)光源頻率必然相等)下面4個(gè)圖分別是利用雙縫、利用楔形薄膜、利用空氣膜、利用平面鏡形成相干光源的示意圖

11、點(diǎn)(或縫)光源分割法：楊氏雙縫(雙孔)干涉實(shí)驗(yàn)；利用反射得到相干光源：薄膜干涉利用折射得到相干光源：2雙縫干涉雙縫干涉的定量分析如圖所示，縫屏間距L遠(yuǎn)大于雙縫間距d，O點(diǎn)與雙縫S1和S2等間距，則當(dāng)雙縫中發(fā)出光同時(shí)射到O點(diǎn)附近的P點(diǎn)時(shí)，兩束光波的路程差為δ=r2－r1；由幾何關(guān)系得：r12=L2(x－)2，r22=L2(x)2.2d2d考慮到L》d和L》x，可得δ=.若光波長(zhǎng)為λ，Ldx⑴亮紋：則當(dāng)δ=kλ(k=012…)屏上某點(diǎn)到雙縫

12、的光程差等于波長(zhǎng)的整數(shù)倍時(shí)，兩束光疊加干涉加強(qiáng)；⑵暗紋：當(dāng)δ=(2k－1)(k=012…)屏上某點(diǎn)到雙縫的光程差等于半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍時(shí)，兩束光疊加干涉減弱，2?據(jù)此不難推算出：(1)明紋坐標(biāo)x=kλ(k=0，1，2，…）(2)暗紋坐標(biāo)x=(2k－1)(k=1，2，…）dLdL2?測(cè)量光波長(zhǎng)的方法(3)條紋間距[相鄰亮紋(暗紋)間的距離]△x=λ.(縫屏間距L，雙縫間距d)dL用此公式可以測(cè)定單色光的波長(zhǎng)。則出n條亮條紋(暗)條紋的距離a相

13、鄰兩條亮條紋間距1?na)1(????naLdxLd?用白光作雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)由于白光內(nèi)各種色光的波長(zhǎng)不同干涉條紋間距不同所以屏的中央是白色亮紋兩邊出現(xiàn)彩色條紋。結(jié)論：結(jié)論：由同一光源發(fā)出的光經(jīng)兩狹縫后形成兩列光波疊加產(chǎn)生①當(dāng)這兩列光波到達(dá)某點(diǎn)的路程差為波長(zhǎng)的整數(shù)倍時(shí)，即δ=kλ，該處的光互相加強(qiáng)，出現(xiàn)亮條紋；②當(dāng)?shù)竭_(dá)某點(diǎn)的路程差為半波長(zhǎng)奇數(shù)倍時(shí)，既δ=，該點(diǎn)光互相消弱，出現(xiàn)暗條紋；)12(2?n?③條紋間距與單色光波長(zhǎng)成正比(∝λ)，?

14、dlx??所以用單色光作雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，單色光作雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，屏的中央是亮紋，兩邊對(duì)稱地排列明暗相同且間距相等的條紋用白光作雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)白光作雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，屏的中央是白色亮紋，兩邊對(duì)稱地排列彩色條紋，離中央白色亮紋最近的是紫色亮紋。原因：不同色光產(chǎn)生的條紋間距不同，出現(xiàn)各色條紋交錯(cuò)現(xiàn)象。所以出現(xiàn)彩色條紋。將其中一條縫遮?。簩⒊霈F(xiàn)明暗相間的亮度不同且不等距的衍射條紋3薄膜干涉現(xiàn)象：薄膜干涉現(xiàn)象：光照到薄膜上，由薄膜前、后表面反射的兩

15、列光波疊加而成劈形薄膜干涉可產(chǎn)生平行相間條紋，兩列反射波的路程差Δδ等于薄膜厚度d的兩倍，即Δδ=2d。由于膜上各處厚度不同，故各處兩列反射波的路程差不等。若：Δδ=2d=nλ(n=12…)則出現(xiàn)明紋。Δδ=2d=(2n1)λ2(n=12…)則出現(xiàn)暗紋。應(yīng)注意：干涉條紋出現(xiàn)在被照射面(即前表面)。后表面是光的折射所造成的色散現(xiàn)象。單色光明暗相間條紋，彩色光出現(xiàn)彩色條紋。薄膜干涉應(yīng)用薄膜干涉應(yīng)用：肥皂膜干涉、兩片玻璃間的空氣膜干涉、浮在水

16、面上的油膜干涉、牛頓環(huán)、蝴蝶翅膀的顏色等。光照到薄膜上，由膜的前后表面反射的兩列光疊加。看到膜上出現(xiàn)明暗相間的條紋。(1)透鏡增透膜透鏡增透膜(氟化鎂氟化鎂)：透鏡增透膜的厚度應(yīng)是透射光在薄膜中波長(zhǎng)的1／4倍。使薄膜前后兩面的反射光的光程差為半個(gè)波長(zhǎng)，(ΔT=2d=λ，得d=λ)，故反射光疊加后減弱。大大減少了光的反射損失，增強(qiáng)了透射光的強(qiáng)度，這種薄膜叫增透膜。光譜中央部分的綠光對(duì)人的視覺(jué)最敏感，通過(guò)時(shí)完全抵消，邊緣的紅、紫光沒(méi)有顯著削