高考物理光學部分知識點完美總結

2021-03-04 06:52:04 字數 3014 閱讀 3235

5.折射率---光從真空射入某種介質時,入射角的正弦與折射角的正弦之比,叫做這種介質的折射率,折射率用n表示,即n=sini/sinr.

某種介質的折射率,等於光在真空中的傳播速度c跟光在這種介質中的傳播速度v之比,即n=c/v,因c>v,所以任何介質的折射率n都大於1.兩種介質相比較,n較大的介質稱為光密介質,n較小的介質稱為光疏介質.

6.全反射和臨界角

(1)全反射:光從光密介質射入光疏介質,或光從介質射入真空(或空氣)時,當入射角增大到某一角度,使折射角達到90°時,折射光線完全消失,只剩下反射光線,這種現象叫做全反射.(2)全反射的條件

①光從光密介質射入光疏介質,或光從介質射入真空(或空氣).②入射角大於或等於臨界角

(3)臨界角:折射角等於90°時的入射角叫臨界角,用c表示sinc=1/n

7.光的色散:白光通過三稜鏡後,出射光束變為紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七種色光的光束,這種現象叫做光的色散.

(1)同一種介質對紅光折射率小,對紫光折射率大.

(2)在同一種介質中,紅光的速度最大,紫光的速度最小.

(3)由同一種介質射向空氣時,紅光發生全反射的臨界角大,紫光發生全反射的臨界角小.

光學中的乙個現象一串結論

結論:(1)折射率n、;

(2)全反射的臨界角c;

(3)同一介質中的傳播速率v;

(4)在平行玻璃塊的側移△x

(5)光的頻率γ,頻率大,粒子性明顯.;

(6)光子的能量e=hγ則光子的能量越大。越容易產生光電效應現象

(7)在真空中光的波長λ,波長大波動性顯著;

(8)在相同的情況下,雙縫干涉條紋間距x越來越窄

(9)在相同的情況下,衍射現象越來越不明顯

全反射的條件:光密到光疏;入射角等於或大於臨界角

全反射現象:讓一束光沿半圓形玻璃磚的半徑射到直邊上,可以看到一部分光線從玻璃直邊上折射到空氣中,一部分光線反射回玻璃磚內.逐漸增大光的入射角,將會看到折射光線遠離法線,且越來越弱.

反射光越來越強,當入射角增大到某一角度c臨時,折射角達到900,即是折射光線完全消失,只剩下反射回玻璃中的光線.這種現象叫全反射現象.折射角變為900時的入射角叫臨界角

應用:光纖通訊(玻璃sio2) 內窺鏡海市蜃樓沙膜蜃景炎熱夏天柏油路面上的蜃景

水中或玻璃中的氣泡看起來很亮.

理解:同種材料對不同色光折射率不同;同一色光在不同介質中折射率不同。

8.全反射稜鏡-------橫截面是等腰直角三角形的稜鏡叫全反射稜鏡。選擇適當的入射點,可以使入射光線經過全反射稜鏡的作用在射出後偏轉90o(右圖1)或180o(右圖2)。

要特別注意兩種用法中光線在哪個表面發生全反射。

.玻璃磚-----所謂玻璃磚一般指橫截面為矩形的稜柱。當光線從上表面入射,從下表面射出時,其特點是:

⑴射出光線和入射光線平行;⑵各種色光在第一次入射後就發生色散;⑶射出光線的側移和折射率、入射角、玻璃磚的厚度有關;⑷可利用玻璃磚測定玻璃的折射率。

光的波動性和微粒性

1.光本性學說的發展簡史

(1)牛頓的微粒說:認為光是高速粒子流.它能解釋光的直進現象,光的反射現象.

(2)惠更斯的波動說:認為光是某種振動,以波的形式向周圍傳播.它能解釋光的干涉和衍射現象.

2、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:⑴利用雷射(因為雷射發出的是單色性極好的光)。⑵設法將同一束光分為兩束(這樣兩束光都**於同乙個光源,因此頻率必然相等)。

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。

2.干涉區域內產生的亮、暗紋

⑴亮紋:屏上某點到雙縫的光程差等於波長的整數倍,即δ= nλ(n=0,1,2,……)

⑵暗紋:屏上某點到雙縫的光程差等於半波長的奇數倍,即δ= (n=0,1,2,……)

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,由於白光內各種色光的波長不同,干涉條紋間距不同,所以屏的**是白色亮紋,兩邊出現彩色條紋。

3.衍射----光通過很小的孔、縫或障礙物時,會在屏上出現明暗相間的條紋,且**條紋很亮,越向邊緣越暗。

⑴各種不同形狀的障礙物都能使光發生衍射。

⑵發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。(當障礙物或孔的尺寸小於0.5mm時,有明顯衍射現象。)

⑶在發生明顯衍射的條件下當窄縫變窄時亮斑的範圍變大條紋間距離變大,而亮度變暗。

4、光的偏振現象:通過偏振片的光波,在垂直於傳播方向的平面上,只沿著乙個特定的方向振動,稱為偏振光。光的偏振說明光是橫波。

5.光的電磁說

⑴光是電磁波(麥克斯韋預言、赫茲用實驗證明了正確性。)

⑵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:無線電波是振盪電路中自由電子的週期性運動產生的;紅外線、可見光、紫外線是原子的外層電子受到激發後產生的;倫琴射線是原子的內層電子受到激發後產生的;γ射線是原子核受到激發後產生的。

⑶紅外線、紫外線、x射線的主要性質及其應用舉例。

種類產生主要性質應用舉例

紅外線一切物體都能發出熱效應遙感、遙控、加熱

紫外線一切高溫物體能發出化學效應螢光、殺菌、合成vd2

x射線陰極射線射到固體表面穿透能力強人體透視、金屬探傷

光電效應

光電效應規律:實驗裝置、現象、總結出四個規律

任何一種金屬都有乙個極限頻率,入射光的頻率必須大於這個極限頻率,才能產生光電效應;低於這個極限頻率的光不能產生光電效應。

光電子的最大初動能與入射光的強度無關,只隨入射光頻率的增大而增大。

入射光照到金屬上時,光子的發射幾乎是瞬時的,一般不超過10-9s

當入射光的頻率大於極限頻率時,光電流強度與入射光強度成正比。

(4)康普頓效應(石墨中的電子對x射線的散射現象)這兩個實驗都證明光具粒子性光波粒二象性:

情況體現波動性(大量光子,轉播時,λ大),

粒子性光波是概率波(物質波) 任何運動物體都有λ與之對應(這種波稱為德布羅意波)

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