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1、名师归纳总结 精品word资料 - - - - - - - - - - - - - - -光的直线传播光的反射一、光源1定义：能够自行发光的物体2特点：光源具有能量且能将其它形式的能量转化为光能，光在介质中传播就是能量的传播 二、光的直线传播1光在同一种匀称透亮的介质中沿直线传播，各种频率的光在真空中传播速度：C 3 108m/s；各种频率的光在介质中的传播速度均小于在真空中的传播速度，即vC；说明 ： 直线传播的前提条件是在同一种介质，而且是均匀介质；否就，可能发生偏折；如从空气进入水中（不是同一种介质） ；“海市蜃楼”现象（介质不匀称） ； 同一种频率的光在不同介质中的传播速度是不同的；不
2、同频率的光在同一种介质中传播速度一般也不同；在同一种介质中，频率越低的光其传播速度越大；依据爱因斯坦的相对论光速不行能超过 C； 当障碍物或孔的尺寸和波长可以相比或者比波长小时，发生明显的衍射现象，光线可以偏离原先的传播方向； 近年来（ 1999-2001 年）科学家们在极低的压强（10-9Pa）和极低的温度（ 10-9K ）下，得到一种物质的凝结态，光在其中的速度降低到17m/s，甚至停止运动；2本影和半影（l）影：影是自光源发出并与投影物体表面相切的光线在背光面的后方围成的区域（2）本影：发光面较小的光源在投影物体后形成的光线完全不能到达的区域（3）半影：发光面较大的光源在投影物体后形成的
3、只有部分光线照耀的区域（4）日食和月食：人位于月球的本影内能看到日全食，位于月球的半影内能看到日偏食，位于月球本影的延长区域（即“伪本影” ）能看到日环食 当地球的本影部分或全部将月球反光面遮住， 便分别能看到月偏食和月全食详细来说：如图中的 P 是月球，就地球上的某区域处在区域 A 内将看到日全食；处在区域 B 或 C 内将看到日偏食；处在区域 D 内将看到日环食；如图中的 P 是地球，就月球处在区域 A 内将看到月全食；处在区域 B 或 C 内将看到月偏食； 由于日、月、地的大小及相对位置关系打算看月球不行能运动到区域D 内，所以不存在月环食的自然光现象；3.用眼睛看实际物体和像用眼睛看物
4、或像的本质是凸透镜成像原理：角膜、水样液、晶状体和玻璃体共同作用的结果相当于一只凸透镜；发散光束或平行光束经这只凸透镜作用后，在视网膜上会聚于一点，引起感光细胞的感觉，通过视神经传给大脑，产生视觉；图中的 S 可以是点光源，即本身发光的物体；图中的 S 也可以是实像点（是实际光线的交点） 或虚像点（是发散光线的反向延长线的交点） ；入射光也可以是平行光；SS /以上各种情形下，入射光线经眼睛作用后都能会聚到视网膜上一点，所以都能被眼看到；三、光的反射1.反射现象：光从一种介质射到另一种介质的界面上再返回原介质的现象2反射定律：反射光线跟入射光线和法线在同一平面内，且反射光线和人射光线分居法线两
5、侧， 反射角等于入射角3分类：光滑平面上的反射现象叫做镜面反射；发生在粗糙平面上的反射现象叫做漫反射；镜面反射和漫反射都遵循反射定律 4光路可逆原理：全部几何光学中的光现象，光路都是可逆的 第 1 页，共 8 页 - - - - - - - - -名师归纳总结 精品word资料 - - - - - - - - - - - - - - -四平面镜的作用和成像特点（ 1）作用：只转变光束的传播方向，不转变光束的聚散性质（2）成像特点：等大正立的虚像，物和像关于镜面对称（3）像与物方位关系 : 上下不颠倒 , 左右要交换光的折射、全反射一、光的折射1折射现象：光从一种介质斜射入另一种介质，传播方向发
6、生转变的现象2折射定律： 折射光线、入射光线跟法线在同一平面内，折射光线、入射光线分居法线两侧，入射角的正弦跟折射角的正弦成正比3在折射现象中光路是可逆的二、折射率1定义：光从真空射入某种介质, 入射角的正弦跟折射角的正弦之比, 叫做介质的折射率留意：指光从真空射入介质2公式： n=sini/sincv1sin C 0，折射率总大于1即 n 13. 各种色光性质比较：红光的n 最小， 最小，在同种介质中（除真空外）v 最大， 最大，从同种介质射向真空时全反射的临界角C 最大，以相同入射角在介质间发生折射时的偏折角最小（留意区分偏折角和折射角）；4两种介质相比较，折射率较大的叫光密介质，折射率较
7、小的叫光疏介质三、全反射 1全反射现象：光照耀到两种介质界面上时，光线全部被反射回原介质的现象2全反射条件： 光线从光密介质射向光疏介质， 且入射角大于或等于临界角3临界角公式：光线从某种介质射向真空（或空气）时的临界角为C，就 sinC=1/n=v/c四、棱镜与光的色散1. 棱镜对光的偏折作用一般所说的棱镜都是用光密介质制作的； 入射光线经三棱镜两次折射后， 射出方向与入射方向相比， 向底边偏折； 如棱镜的折射率比棱镜外介质小就结论相反； 作图时尽量利用对称性 把棱镜中的光线画成与底边平行 ；由于各种色光的折射率不同，因此一束白光经三棱镜折射后发生色散现象，在光屏上形成七色光带（称光谱）（红
8、光偏折最小，紫光偏折最大； ）在同一介质中，七色光与下面几个物理量的对应关系如表所示；光学中的一个现象一串结论色散现象nv 波动性 衍射C临干涉间粒子性 E光光电效应距子红小大大明显简单小大小不明显 小难黄紫大小小 不明显 难大小大明显大易 第 2 页，共 8 页 - - - - - - - - -名师归纳总结 精品word资料 - - - - - - - - - - - - - - -结论： 1折射率 n、；2全反射的临界角 C；3同一介质中的传播速率v ；4在平行玻璃块的侧移 x5光的频率 ,频率大 ,粒子性明显 .；6光子的能量 E=h就光子的能量越大；越简单产生光电效应现象7在真空中光
9、的波长 ,波长大波动性显著；8在相同的情形下，双缝干涉条纹间距x 越来越窄9在相同的情形下，衍射现象越来越不明显2. 全反射棱镜横截面是等腰直角三角形的棱镜叫全反射棱镜；挑选适当的入射点，可以使入射光线经过全反射棱镜的作用在射出后偏转90o（右图 1）或 180o（右图 2）；要特殊留意两种用法中光线在哪个表面发生全反射；3. 玻璃砖所谓玻璃砖一般指横截面为矩形的棱柱；当光线从上表面入射，从下表面射出时，其特点是：射出光线和入射光线平行；各种色光在第一次入射后就发生色散；射出光线的侧移和折射率、入射角、玻璃砖的厚度有关；可利用玻璃砖测定玻璃的折射率；4. 光导纤维全反射的一个重要应用就是用于光
10、导纤维（简称光纤）；光纤有内、外两层材料，其中内层是光密介质，外层是光疏介质；光在光纤中传播时，每次射到内、外两层材料的界面，都要求入射角大于 临界角，从而发生全反射；这样使从一个端面入射的光，经过多次全反射能够没有缺失地全部从另 一个端面射出；五、各光学元件对光路的掌握特点 1光束经平面镜反射后，其会聚（或发散）的程度将不发生转变；这正是反射定律中“反射角等于入射角”及平面镜的反射面是“平面”所共同打算的；2光束射向三棱镜，经前、后表面两次折射后，其传播光路变化的特点是：向着底边偏折，如光束由复色光组成，由于不同色光偏折的程度不同，将发生所谓的色散现象；3光束射向前、后表面平行的透亮玻璃砖，
11、经前、后表面两次折射后，其传播光路变化的特点是； 传播方向不变，只产生一个侧移；4光束射向透镜，经前、后表面两次折射后，其传播光路变化的特点是：凸透镜使光束会聚，凹透镜使光束发散；六、各光学镜的成像特点物点发出的发散光束照耀到镜面上并经反射或折射后，如会聚于一点，就该点即为物点经镜面所成的实像点；如发散，就其反向延长后的会聚点即为物点经镜面所成的虚像点；因此，判定某光学镜是否能成实（虚）像，关键看发散光束经该光学镜的反射或折射后是否能变为会聚光束（可能仍为发散光束）；（1）平面镜的反射不能转变物点发出的发散光束的发散程度，所以只能在异侧成等等大的、正立的虚像；（2）凹透镜的折射只能使物点发出的
12、发散光束的发散程度提高，所以只能在同侧成缩小的、正立的虚像；（3）凸透镜折射既能使物点发出的发散光束仍旧发散,又能使物点发动身散光束变为聚光束,所以它既能成虚像 ,又能成实像；七、几何光学中的光路问题几何光学是借用“几何”学问来讨论光的传播问题的，而光的传播路线又是由光的基本传播规 第 3 页，共 8 页 - - - - - - - - -名师归纳总结 精品word资料 - - - - - - - - - - - - - - -律来确定；所以，对于几何光学问题，只要能够画出光路图，剩下的就只是“几何问题”了；而几何光学中的光路通常有如下两类：（1）“成像光路”一般来说画光路应依据光的传播规律，
13、但对成像光路来说，特殊是对薄透镜的成像光路来说，就是依据三条特殊光线来完成的；这三条特殊光线通常是指：平行于主轴的光线经透镜后必过焦点；过焦点的光线经透镜后必平行于主轴；过光心的光线经透镜后传播方向不变；（2）“视场光路”即用光路来确定观看范畴；这类光路一般要求画出所谓的“边缘光线”，而一般的“边缘光线”往往又要借助于物点与像点的一一对应关系来帮忙确定；光的波动性 光的本性 一、光的干涉一、光的干涉现象两列波在相遇的叠加区域，某些区域使得“振动”加强，显现亮条纹；某些区域使得振动减弱，出现暗条纹；振动加强和振动减弱的区域相互间隔，显现明暗相间条纹的现象；这种现象叫光的干涉现象；二、产生稳固干涉的条件：两列波频率相同，振动步调一样振动方向相同 ，相差恒定；两个振动情形总是相同的波源，即相干波源1.产生相干光源的方法（必需保证相同）；利用激光由于激光发出的是单色性极好的光；分光法 一分为二 ：将一束光分为两束 频率和振动情形完全相同的光；这样两束光都来源于同一个光源 ,频率必定相等 下面 4 个图分别是利用双缝、利用楔形薄膜、利用空气膜、利用平面镜形成相干光源的示意图点或缝 光源分割法：杨氏双缝双孔干涉试验；利用反射得到相干光源：薄膜干涉利用折射得到相干光源：S1 S2Sa cSdS /b
