高三物理光學知識點

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高三物理光學知識點1

幾何光學以光的直線傳播為基礎，主要研究光在兩個均勻介質分界面處的行為規(guī)律及其應用。

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

(一)光的反射

1.反射定律

2.平面鏡：對光路控制作用;平面鏡成像規(guī)律、光路圖及觀像視場。

(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)對光路控制作用。

3.色散。棱鏡及其對光的偏折作用、現(xiàn)象及機理

應用注意：

1.解決平面鏡成像問題時，要根據其成像的特點(物、像關于鏡面對稱)，作出光路圖再求解。平面鏡轉過α角，反射光線轉過2α

2.解決折射問題的關鍵是畫好光路圖，應用折射定律和幾何關系求解。

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

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

(三)光導纖維

全反射的一個重要應用就是用于光導纖維(簡稱光纖)。光纖有內、外兩層材料，其中內層是光密介質，外層是光疏介質。光在光纖中傳播時，每次射到內、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。這樣使從一個端面入射的光，經過多次全反射能夠沒有損失地全部從另一個端面射出。

(四)光的干涉

光的干涉的條件是有兩個振動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(因為激光發(fā)出的是單色性極好的光)。(2)設法將同一束光分為兩束(這樣兩束光都來源于同一個光源，因此頻率必然相等)。

(五)干涉區(qū)域內產生的亮、暗紋

1.亮紋：屏上某點到雙縫的光程差等于波長的整數倍(相鄰亮紋(暗紋)間的距離)。用此公式可以測定單色光的波長。用白光作雙縫干涉實驗時，由于白光內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，各級彩色條紋都是紅靠外，紫靠內。

(六)衍射

注意關于衍射的表述一定要準確。(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)的尺寸可以跟波長相比，甚至比波長還小。

(七)光的電磁說

1.麥克斯韋根據電磁波與光在真空中的傳播速度相同，提出光在本質上是一種電磁波?D?D這就是光的電磁說，赫茲用實驗證明了光的電磁說的正確性。

2.電磁波譜。波長從大到小排列順序為：無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線。各種電磁波中，除可見光以外，相鄰兩個波段間都有重疊。

各種電磁波的產生機理分別是：無線電波是振蕩電路中自由電子的周期性運動產生的;紅外線、可見光、紫外線是原子的外層電子受到激發(fā)后產生的;倫琴射線是原子的內層電子受到激發(fā)后產生的;γ射線是原子核受到激發(fā)后產生的(伴隨α、β衰變而產生)。

3.各種電磁波的產生、特性及應用。

(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E的方向、磁場

(九)光電效應

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

ν0，只有ν0才能發(fā)生光電效應;②光電子的初動能與入射光的強度無關，只隨入光的頻率增大而增大;③當入射光的頻率大于極限頻率時，光電流的強度與入射光的強度成正比;④瞬時性(光電子的產生不超過10-9s)。

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

4.愛因斯坦光電效應方程：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

在研究電子對X射線的散射時發(fā)現(xiàn)：有些散射波的波長比入射波的波長略大。康普頓認為這是因為光子不僅有能量，也具有動量。實驗結果證明這個設想是正確的。因此康普頓效應也證明了光具有粒子性。

(十一)光的波粒二象性

干涉、衍射和偏振以無可辯駁的事實表明光是一種波;光電效應和康普頓效應又用無可辯駁的事實表明光是一種粒子;因此現(xiàn)代物理學認為：光具有波粒二象性。

高三物理光學知識點2

公式

光的反射和折射(幾何光學)

1.反射定律α=i {α;反射角，i:入射角｝

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

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

2)全反射的條件：光密介質射入光疏介質;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,像與物沿平面鏡對稱;

(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)光導纖維是光的全反射的實際應用〔見第三冊P12〕,放大鏡是凸透鏡,近視眼鏡是凹透鏡;

(4)熟記各種光學儀器的成像規(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鍵;

(5)白光通過三棱鏡發(fā)色散規(guī)律：紫光靠近底邊出射見〔第三冊P16〕。

高三物理光學知識點3

光的直線傳播

1.光在同一種均勻透明的介質中沿直線傳播，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能看到日全食，位于月球的半影內能看到日偏食，位于月球本影的延伸區(qū)域(即“偽本影”)能看到日環(huán)食.當地球的本影部分或全部將月球反光面遮住，便分別能看到月偏食和月全食.

3.用眼睛看實際物體和像

用眼睛看物或像的本質是凸透鏡成像原理：角膜、水樣液、晶狀體和玻璃體共同作用的結果相當于一只 凸透鏡。發(fā)散光束或平行光束經這只凸透鏡作用后，在視網膜上會聚于一點，引起感光細胞的感覺，通過視神經傳給大腦，產生視覺。

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