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1、人教版物理选修34光学知识点总结物理选修3-4 光学知识点光的直线流传光的反射一、光源1定义：能够自行发光的物体2特点：光源拥有能量且能将其余形式的能量转变成光能，光在介质中流传就是能量的流传二、光的直线流传1光在同一种均匀透明的介质中沿直线流传，各种频率的光在真空中流传速度：C 3 108m/s ；各种频率的光在介质中的流传速度均小于在真空中的流传速度，即vC。说明 ：直线流传的前提条件是在同一种介质，而且是均匀介质。否则，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（介质不均匀）。同一种频率的光在不相同介质中的流传速度是不相同的。不相同频率的光在同一种介质中流传速度一
2、般也不相同。在同一种介质中，频率越低的光其流传速度越大。依照爱因斯坦的相对论光速不能能高出C。 当阻挡物或孔的尺寸和波长能够对照也许比波长小时，发生明显的衍射现象， 光辉能够偏离原来的流传方向。近来几年来（ 1999-2001 年）科学家们在极低的压强（10-9Pa）和极低的温度（ 10-9K）下，获取一种物质的凝聚态，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辉在背光面的后方围成的地域（ 2）本影：发光面较小的光源在投影物体后形成的光辉完好不能够到达的地域（ 3）半影：发光面较大的光源在投影物体后形成的只有部分光辉照射的地域
3、（ 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，位于月球本影的延伸地域（即“伪本影” ）能看到日环食当地球的本影部分或所有将月球反光面遮住，便分别能看到月偏食和月全食详尽来说：若图中的P 是月球，则地球上的某地域处在地域A 内将看到日全食；处在地域B或 C 内将看到日偏食；处在地域 D 内将看到日环食。若图中的 P 是地球，则月球处在地域 A 内将看到月全食；处在地域 B 或 C 内将看到月偏食；由于日、月、地的大小及相对地址关系决定看月球不能能运动到地域 D 内，因此不存在月环食的自然光现象。3.用眼睛看本质物体和像用眼睛看物或像的本质是凸透镜成像原理：角
4、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，在视网膜上汇聚于一点，引起感光细胞的感觉，经过视神经传给大脑，产生视觉。 / 图中的S 能够是点光源，即自己发光的物体。图中的 S 也能够是实像点 （是本质光辉的交点）或虚像点（是发散光辉的反向延伸线的交点）。入射光也能够是平行光。以上各种情况下，入射光辉经眼睛作用后都能汇聚到视网膜上一点，因此都能被眼看到。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SS /2反射定律：反射光辉跟入射光辉和法线在同一平面内，且反射光辉和人射光辉分居法线两侧，反射角等于入射角3分类：
5、圆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依照反射定律4光路可逆原理：所有几何光学中的光现象，光路都是可逆的四平面镜的作用和成像特点（ 1）作用：只改变光束的流传方向，不改变光束的聚散性质（ 2）成像特点：等大正立的虚像，物和像关于镜面对称（ 3）像与物方向关系:上下不颠倒 ,左右要交换散光的折射、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，流传方向发生改变的现象2 折射定律： 折射光辉、入射光辉跟法线在同一平面内，折射光辉、入射光辉分居法线两侧，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
6、真空射入某种介质 ,入射角的正弦跟折射角的正弦之比 ,叫做介质的折射率注意：指光从真空射入介质2公式： n=sini/sin c1，折射率总大于 1即 n 1vsin C 03.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（注意区分偏折角和折射角 ）。4两种介质对照较，折射率较大的叫光密介质，折射率较小的叫光疏介质三、全反射1 全反射现象：光照射到两种介质界面上时，光辉所有被反射回原介质的现象2 全反射条件：光辉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
7、公式：光辉从某种介质射向真空（或空气）时的临界角为C，则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。入射光辉经三棱镜两次折射后，射出方向与入射方向对照，向底边偏折。(若棱镜的折射率比棱镜外介质小则结论相反。)作图时尽量利用对称性(把棱镜中的光辉画成与底边平行)。由于各种色光的折射率不相同，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 (颠簸性 )红小大大(明显)黄衍射简单C临干涉间距小大性)
8、小显)( 粒 子 ( 不 明E 光子小光电效应难紫大小小( 不 明难大小大易显 )大 (明显)结论： (1)折射率 n、；(2)全反射的临界角C；(3)同一介质中的流传速率v；(4)在平行玻璃块的侧移x(5)光的频率 ,频率大 ,粒子性明显 .；(6)光子的能量E=h则光子的能量越大。越简单产生光电效应现象(7)在真空中光的波长,波长大颠簸性显着；(8)在相同的情况下，双缝干涉条纹间距x 越来越窄(9)在相同的情况下，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。选择合适的入射点，能够使入射光辉经过全反射棱镜的作用在射出后偏转 90o（右图 1）或 180o（右图
9、 2）。要特别注意两种用法中光辉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。当光辉从上表面入射，从下表面射出时，其特点是：射出光辉和入射光辉平行；各种色光在第一次入射后就发生色散；射出光辉的侧移和折射率、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导纤维（简称光纤） 。光纤有内、外两层资料，其中内层是光密介质，外层是光疏介质。光在光纤中流传时，每次射到内、外两层资料的界面，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损失地所有从另一个端面射出。五、各光学元件对光路的控制特点
10、(1)光束经平面镜反射后，其汇聚（或发散）的程度将不发生改变。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”所共同决定的。(2)光束射向三棱 ， 前、后表面两次折射后，其 播光路 化的特点是： 向着底 偏折， 若光束由复色光 成，由于不相同色光偏折的程度不相同，将 生所 的色散 象。(3)光束射向前、 后表面平行的透明玻璃 ， 前、 后表面两次折射后， 其 播光路 化的特点是； 播方向不 ，只 生一个 移。(4)光束射向透 ， 前、 后表面两次折射后， 其 播光路 化的特点是：凸透 使光束汇聚，凹透 使光束 散。六、各光学 的成像特点物点 出的 散光束照射到 面上并 反射或折射
11、后， 如汇聚于一点， 点即 物点 面所成的 像点；如 散， 其反向延 后的汇聚点即 物点 面所成的虚像点。因此，判断某光学 可否能成 （虚）像，关 看 散光束 光学 的反射或折射后可否能 汇聚光束（可能仍 散光束）。（ 1）平面 的反射不能够改 物点 出的 散光束的 散程度，因此只幸亏异 成等等大的、正立的虚像。（ 2）凹透 的折射只能使物点 出的 散光束的 散程度提高，因此只幸亏同 成 小的、正立的虚像。（ 3）凸透 折射既能使物点 出的 散光束依旧 散,又能使物点 出 散光束 聚光束,因此它既能成虚像,又能成 像。七、几何光学中的光路 几何光学是借用“几何”知 来研究光的 播 的，而光的
12、播路 又是由光的基本 播 律来确定。所以， 于几何光学 ，只要能 画出光路 ，剩下的就可是“几何 ”了。而几何光学中的光路平时有以下两 ：（1）“成像光路”一般来 画光路 依照光的 播 律，但 成像光路来 ，特 是 薄透 的成像光路来 ， 是依照三条特别光 来完成的。 三条特别光 平时是指：平行于主 的光 透 后必 焦点；焦点的光 透 后必平行于主 ； 光心的光 透 后 播方向不 。（2）“ 光路”即用光路来确定 察范 。 光路一般要求画出所 的“ 光 ”，而一般的“ 光 ”经常又要借助于物点与像点的一一 关系来帮助确定。光的波 性 (光的本性 )一、光的干涉一、光的干涉 象两列波在相遇的叠加
13、地域，某些地域使得“振 ”加 ，出 亮条 ；某些地域使得振 减弱，出 暗条 。振 加 和振 减弱的地域互相 隔，出 明暗相 条 的 象。 种 象叫光的干涉 象 。二、 生 定干涉的条件：两列波 率相同，振 步 一致(振 方向相同 )，相差恒定。两个振 情况 是相同的波源，即有关波源1. 生有关光源的方法（必 保 相同）。利用激光 (因 激光 出的是 色性极好的光)；分光法 (一分 二 )：将一束光分 两束 率和振 情况完好相同的光。( 两束光都本源于同一个光源, 率必然相等 )下面 4 个 分 是利用双 、利用楔形薄膜、利用空气膜、利用平面 形成有关光源的表示 点(或 )光源分割法： 氏双 (双孔 )干涉 ；利用反射获取有关光源
