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高三物理光學(xué)知識(shí)點(diǎn)1

幾何光學(xué)以光的直線傳播為基礎(chǔ)，主要研究光在兩個(gè)均勻介質(zhì)分界面處的行為規(guī)律及其應(yīng)用。

從知識(shí)要點(diǎn)可分為四方面：一是概念;二是規(guī)律;三為光學(xué)器件及其光路控制作用和成像;四是光學(xué)儀器及應(yīng)用。

(一)光的反射

1.反射定律

2.平面鏡：對(duì)光路控制作用;平面鏡成像規(guī)律、光路圖及觀像視場(chǎng)。

(二)光的折射

1.折射定律

2.全反射、臨界角。全反射棱鏡(等腰直角棱鏡)對(duì)光路控制作用。

3.色散。棱鏡及其對(duì)光的偏折作用、現(xiàn)象及機(jī)理

應(yīng)用注意：

1.解決平面鏡成像問(wèn)題時(shí)，要根據(jù)其成像的特點(diǎn)(物、像關(guān)于鏡面對(duì)稱(chēng))，作出光路圖再求解。平面鏡轉(zhuǎn)過(guò)α角，反射光線轉(zhuǎn)過(guò)2α

2.解決折射問(wèn)題的關(guān)鍵是畫(huà)好光路圖，應(yīng)用折射定律和幾何關(guān)系求解。

3.研究像的觀察范圍時(shí)，要根據(jù)成像位置并應(yīng)用折射或反射定律畫(huà)出鏡子或遮擋物邊緣的光線的傳播方向來(lái)確定觀察范圍。

4.無(wú)論光的直線傳播，光的反射還是光的折射現(xiàn)象，光在傳播過(guò)程中都遵循一個(gè)重要規(guī)律：即光路可逆。

(三)光導(dǎo)纖維

全反射的一個(gè)重要應(yīng)用就是用于光導(dǎo)纖維(簡(jiǎn)稱(chēng)光纖)。光纖有內(nèi)、外兩層材料，其中內(nèi)層是光密介質(zhì)，外層是光疏介質(zhì)。光在光纖中傳播時(shí)，每次射到內(nèi)、外兩層材料的界面，都要求入射角大于臨界角，從而發(fā)生全反射。這樣使從一個(gè)端面入射的光，經(jīng)過(guò)多次全反射能夠沒(méi)有損失地全部從另一個(gè)端面射出。

(四)光的干涉

光的干涉的條件是有兩個(gè)振動(dòng)情況總是相同的波源，即相干波源。(相干波源的頻率必須相同)。形成相干波源的方法有兩種：(1)利用激光(因?yàn)榧す獍l(fā)出的是單色性極好的光)。(2)設(shè)法將同一束光分為兩束(這樣兩束光都來(lái)源于同一個(gè)光源，因此頻率必然相等)。

(五)干涉區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生的亮、暗紋

1.亮紋：屏上某點(diǎn)到雙縫的光程差等于波長(zhǎng)的整數(shù)倍(相鄰亮紋(暗紋)間的距離)。用此公式可以測(cè)定單色光的波長(zhǎng)。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，各級(jí)彩色條紋都是紅靠外，紫靠?jī)?nèi)。

(六)衍射

注意關(guān)于衍射的表述一定要準(zhǔn)確。(區(qū)分能否發(fā)生衍射和能否發(fā)生明顯衍射)

1.各種不同形狀的障礙物都能使光發(fā)生衍射。

2.發(fā)生明顯衍射的條件是：障礙物(或孔)的尺寸可以跟波長(zhǎng)相比，甚至比波長(zhǎng)還小。

(七)光的電磁說(shuō)

1.麥克斯韋根據(jù)電磁波與光在真空中的傳播速度相同，提出光在本質(zhì)上是一種電磁波?D?D這就是光的電磁說(shuō)，赫茲用實(shí)驗(yàn)證明了光的電磁說(shuō)的正確性。

2.電磁波譜。波長(zhǎng)從大到小排列順序?yàn)椋簾o(wú)線電波、紅外線、可見(jiàn)光、紫外線、X射線、γ射線。各種電磁波中，除可見(jiàn)光以外，相鄰兩個(gè)波段間都有重疊。

各種電磁波的產(chǎn)生機(jī)理分別是：無(wú)線電波是振蕩電路中自由電子的周期性運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的;紅外線、可見(jiàn)光、紫外線是原子的外層電子受到激發(fā)后產(chǎn)生的;倫琴射線是原子的內(nèi)層電子受到激發(fā)后產(chǎn)生的;γ射線是原子核受到激發(fā)后產(chǎn)生的(伴隨α、β衰變而產(chǎn)生)。

3.各種電磁波的產(chǎn)生、特性及應(yīng)用。

(八)光的偏振

光的偏振也證明了光是一種波，而且是橫波。各種電磁波中電場(chǎng)E的方向、磁場(chǎng)

(九)光電效應(yīng)

1.在光的照射下物體發(fā)射電子的現(xiàn)象叫光電效應(yīng)。(下圖裝置中，用弧光燈照射鋅版，有電子從鋅版表面飛出，使原來(lái)不帶電的驗(yàn)電器帶正電。)光效應(yīng)中發(fā)射出來(lái)的電子叫光電子。

ν0，只有ν0才能發(fā)生光電效應(yīng);②光電子的初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)，只隨入光的頻率增大而增大;③當(dāng)入射光的頻率大于極限頻率時(shí)，光電流的強(qiáng)度與入射光的強(qiáng)度成正比;④瞬時(shí)性(光電子的產(chǎn)生不超過(guò)10-9s)。

3.愛(ài)因斯坦的光子說(shuō)。光是不連續(xù)的，是一份一份的，每一份叫做一個(gè)光子，光子的能量成正比：E=hν

4.愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程：h-W(W是逸出功，即從金屬表面直接飛出的光電子克服正電荷引力所做的功。)

(十)康普頓效應(yīng)

在研究電子對(duì)X射線的散射時(shí)發(fā)現(xiàn)：有些散射波的波長(zhǎng)比入射波的波長(zhǎng)略大?？灯疹D認(rèn)為這是因?yàn)楣庾硬粌H有能量，也具有動(dòng)量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明這個(gè)設(shè)想是正確的。因此康普頓效應(yīng)也證明了光具有粒子性。

(十一)光的波粒二象性

干涉、衍射和偏振以無(wú)可辯駁的事實(shí)表明光是一種波;光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)又用無(wú)可辯駁的事實(shí)表明光是一種粒子;因此現(xiàn)代物理學(xué)認(rèn)為：光具有波粒二象性。

高三物理光學(xué)知識(shí)點(diǎn)2

公式

光的反射和折射(幾何光學(xué))

1.反射定律α=i {α;反射角，i:入射角｝

2.絕對(duì)折射率(光從真空中到介質(zhì))n=c/v=sin /sin {光的色散，可見(jiàn)光中紅光折射率小，n:折射率，c:真空中的光速，v:介質(zhì)中的光速， :入射角， :折射角｝

3.全反射：1)光從介質(zhì)中進(jìn)入真空或空氣中時(shí)發(fā)生全反射的臨界角C：sinC=1/n

2)全反射的條件：光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì);入射角等于或大于臨界角

注:

(1)平面鏡反射成像規(guī)律:成等大正立的虛像,像與物沿平面鏡對(duì)稱(chēng);

(2)三棱鏡折射成像規(guī)律:成虛像,出射光線向底邊偏折,像的位置向頂角偏移;

(3)光導(dǎo)纖維是光的全反射的實(shí)際應(yīng)用〔見(jiàn)第三冊(cè)P12〕,放大鏡是凸透鏡,近視眼鏡是凹透鏡;

(4)熟記各種光學(xué)儀器的成像規(guī)律,利用反射(折射)規(guī)律、光路的可逆等作出光路圖是解題關(guān)鍵;

(5)白光通過(guò)三棱鏡發(fā)色散規(guī)律：紫光靠近底邊出射見(jiàn)〔第三冊(cè)P16〕。

高三物理光學(xué)知識(shí)點(diǎn)3

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=3?108m/s; 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 v<c。< p="">

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)厍虻谋居安糠只蛉繉⒃虑蚍垂饷嬲谧?，便分別能看到月偏食和月全食.

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)。

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