高中物理光學(xué)知識點總結(jié)

1、SS光學(xué)知識點光學(xué)知識點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：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。說明說明：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)愛因斯坦的相對論光速不可能超過C。③當(dāng)障礙物或孔的尺寸和波長可以相比或者比波長小時，發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，光線可以偏離原來的傳播方向。④近年來（19992001年）科學(xué)家們在極低的壓強（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，甚至停止運動。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說：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、地的大小及相對位置關(guān)系決定看月球不可能運動到區(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)膜上會聚于一點，引起感光細(xì)胞的感覺，通過視神經(jīng)傳給大腦，產(chǎn)生視覺。①圖中的S可以是點光源，即本身發(fā)光的物體。②圖中的S也可以是實像點（是實際光線的交點）或虛像點（是發(fā)散光線的反向延長線的交點）。③入射光也可以是平行光。以上各種情況下，入射光線經(jīng)眼睛作用后都能會聚到視網(wǎng)膜上一點，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四平面鏡的作用和成像特點（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：等大正立的虛像，物和像關(guān)于鏡面對稱

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)生折射時的偏折角最小（注意區(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，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性光的波動性(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”加強，出現(xiàn)亮條紋；某些區(qū)域使得振動減弱，出現(xiàn)暗條紋。振動加強和振動減弱的區(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，振動步調(diào)一致(振動方向相同)，相差恒定。兩個振動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(因為激光發(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情況完全相同的光。(這樣兩束光都來源于同一個光源頻率必然相等)下面4個圖分別是利用雙縫、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(或縫)光源分割法：楊氏雙縫(雙孔)干涉實驗；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點與雙縫S1和S2等間距，則當(dāng)雙縫中發(fā)出光同時射到O點附近的P點時，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=.若光波長為λ，Ldx⑴亮紋：則當(dāng)δ=kλ(k=012…)屏上某點到雙縫

12、的光程差等于波長的整數(shù)倍時，兩束光疊加干涉加強；⑵暗紋：當(dāng)δ=(2k－1)(k=012…)屏上某點到雙縫的光程差等于半波長的奇數(shù)倍時，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?測量光波長的方法(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用此公式可以測定單色光的波長。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驗時由于白光內(nèi)各種色光的波長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)某點的路程差為波長的整數(shù)倍時，即δ=kλ，該處的光互相加強，出現(xiàn)亮條紋；②當(dāng)?shù)竭_(dá)某點的路程差為半波長奇數(shù)倍時，既δ=，該點光互相消弱，出現(xiàn)暗條紋；)12(2?n?③條紋間距與單色光波長成正比(∝λ)，?

14、dlx??所以用單色光作雙縫干涉實驗時，單色光作雙縫干涉實驗時，屏的中央是亮紋，兩邊對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驗時白光作雙縫干涉實驗時，屏的中央是白色亮紋，兩邊對稱地排列彩色條紋，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)各色條紋交錯現(xiàn)象。所以出現(xiàn)彩色條紋。將其中一條縫遮住：將出現(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的1／4倍。使薄膜前后兩面的反射光的光程差為半個波長，(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，增強了透射光的強度，這種薄膜叫增透膜。光譜中央部分的綠光對人的視覺最敏感，通過時完全抵消，邊緣的紅、紫光沒有顯著削