1、教科版高中物理選修34光知識點總結(jié)教科版高中物理選修34光知識點總結(jié)教科版高中物理選修34光知識點總結(jié)C3108m/s；光的直線流傳光的反射一、光源1定義：可以自行發(fā)光的物體2特色：光源擁有能量且能將其余形式的能量轉(zhuǎn)變成光能，光在介質(zhì)中流傳就是能量的流傳二、光的直線流傳1光在同一種平均透明的介質(zhì)中沿直線流傳，各種頻率的光在真空中流傳速度：各種頻率的光在介質(zhì)中的流傳速度均小于在真空中的流傳速度，即vC。說明：直線流傳的前提條件是在同一種介質(zhì)，并且是平均介質(zhì)。不然，可能發(fā)生偏折。如從空氣進入水中（不是同一種介質(zhì)）；“海市蜃樓”現(xiàn)象（介質(zhì)不平均）。同一種頻率的光在不一樣介質(zhì)中的流傳速度是不一樣的。不

2、一樣頻率的光在同一種介質(zhì)中流傳速度一般也不一樣。在同一種介質(zhì)中，頻率越低的光其流傳速度越大。依據(jù)愛因斯坦的相對論光速不行能超出C。當(dāng)阻礙物或孔的尺寸和波長可以對比也許比波長小時，發(fā)生顯然的衍射現(xiàn)象，光輝可以偏離本來的流傳方向。近來幾年來（1999-2001年）科學(xué)家們在極低的壓強（10-9Pa）和極低的溫度（10-9K）下，獲得一種物質(zhì)的凝集態(tài)，光在此中的速度降低到17m/s，甚至停止運動。2本影和半影l(fā)）影：影是自光源發(fā)出并與投影物體表面相切的光輝在背光面的后方圍成的地域2）本影：發(fā)光面較小的光源在投影物體后形成的光輝完整不可以到達的地域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

3、輝照耀的地域4）日蝕和月食：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地域（即“偽本影”）能看到日環(huán)食當(dāng)?shù)厍虻谋居安糠只蛩袑⒃虑蚍垂饷嬲谧。惴謩e能看到月偏食和月全食詳盡來說：若圖中的P是月球，則地球上的某地域處在地域A內(nèi)將看到日全食；處在地域B或C內(nèi)將看到日偏食；處在地域D內(nèi)將看到日環(huán)食。若圖中的P是地球，則月球處在地域A內(nèi)將看到月全食；處在地域B或C內(nèi)將看到月偏食；因為日、月、地的大小及相對地點關(guān)系決定看月球不行能運動到地域內(nèi)，所以不存在月環(huán)食的自然光現(xiàn)象。3.用眼睛看實質(zhì)物體和像用眼睛看物或像的實質(zhì)是凸面鏡成像原理：角膜、水樣液、晶狀體和玻璃體共同

4、作用的結(jié)果相當(dāng)于一只凸面鏡。發(fā)散光束或平行光束經(jīng)這只凸面鏡作用后，在視網(wǎng)膜上匯聚于一點，惹起感光細胞的感覺，經(jīng)過視神經(jīng)傳給大腦，產(chǎn)生視覺。SS/圖中的S可以是點光源，即自己發(fā)光的物體。圖中的S也可以是實像點（是實質(zhì)光輝的交點）或虛像點（是發(fā)散光輝的反向延伸線的交點）。入射光也可以是平行光。以上各種狀況下，入射光輝經(jīng)眼睛作用后都能匯聚到視網(wǎng)膜上一點，所以都能被眼看到。三、光的反射1.反射現(xiàn)象：光從一種介質(zhì)射到另一種介質(zhì)的界面上再返回原介質(zhì)的現(xiàn)象2反射定律：反射光輝跟入射光輝和法線在同一平面內(nèi)，且反射光輝和人射光輝分居法線雙側(cè)，反射角等于入射角3分類：圓滑平面上的反射現(xiàn)象叫做鏡面反射。發(fā)生在粗糙平

5、面上的反射現(xiàn)象叫做漫反射。鏡面反射和漫反射都依照反射定律4光路可逆原理：所有幾何光學(xué)中的光現(xiàn)象，光路都是可逆的四平面鏡的作用和成像特色1）作用：只改變光束的流傳方向，不改變光束的聚散性質(zhì)（2）成像特色：等大正立的虛像，物和像關(guān)于鏡面對稱（3）像與物方向關(guān)系:上下不顛倒,左右要交換光的折射、全反射一、光的折射1折射現(xiàn)象：光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)，流傳方向發(fā)生改變的現(xiàn)象2折射定律：折射光輝、入射光輝跟法線在同一平面內(nèi)，折射光輝、入射光輝分居法線雙側(cè)，入射角的正弦跟折射角的正弦成正比3在折射現(xiàn)象中光路是可逆的二、折射率1定義：光從真空射入某種介質(zhì),入射角的正弦跟折射角的正弦之比,叫做介質(zhì)的折射率

6、注意：指光從真空射入介質(zhì)2公式：n=sini/sinc1，折射率總大于1即n1sinC0各種色光性質(zhì)比較：紅光的n最小，最小，在同種介質(zhì)中（除真空外）v最大，最大，從同種介質(zhì)射向真空時全反射的臨界角C最大，以同樣入射角在介質(zhì)間發(fā)生折射時的偏折角最?。ㄗ⒁鈪^(qū)分偏折角和折射角）。4兩種介質(zhì)對比較，折射率較大的叫光密介質(zhì)，折射率較小的叫光疏介質(zhì)三、全反射1全反射現(xiàn)象：光照耀到兩種介質(zhì)界面上時，光輝所有被反射回原介質(zhì)的現(xiàn)象2全反射條件：光輝從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)，且入射角大于或等于臨界角3臨界角公式：光輝從某種介質(zhì)射向真空（或空氣）時的臨界角為C，則sinC=1/n=v/c四、棱鏡與光的色散棱鏡對光的

7、偏折作用一般所說的棱鏡都是用光密介質(zhì)制作的。入射光輝經(jīng)三棱鏡兩次折射后，射出方向與入射方向?qū)Ρ?，向底邊偏折?若棱鏡的折射率比棱鏡外介質(zhì)小則結(jié)論相反。)作圖時盡量利用對稱性(把棱鏡中的光輝畫成與底邊平行)。因為各種色光的折射率不一樣，所以一束白光經(jīng)三棱鏡折射后發(fā)生色散現(xiàn)象，在光屏上形成七色光帶（稱光譜）（紅光偏折最小，紫光偏折最大。）在同一介質(zhì)中，七色光與下邊幾個物理量的對應(yīng)關(guān)系如表所示。光學(xué)中的一個現(xiàn)象一串結(jié)論色散現(xiàn)象nv(顛簸性)衍射C臨干涉間(粒子性)E光光電效應(yīng)距子紅小大大(顯然)簡單小大小(不顯然)小難黃小(不顯然)大(顯然)紫大小難大小大易結(jié)論：(1)折射率n、；(2)全反射的臨界

8、角C；(3)同一介質(zhì)中的流傳速率v；(4)在平行玻璃塊的側(cè)移x(5)光的頻率,頻率大,粒子性顯然.；(6)光子的能量E=h則光子的能量越大。越簡單產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象(7)在真空中光的波長,波長大顛簸性明顯；(8)在同樣的狀況下，雙縫干涉條紋間距x愈來愈窄(9)在同樣的狀況下，衍射現(xiàn)象愈來愈不顯然全反射棱鏡橫截面是等腰直角三角形的棱鏡叫全反射棱鏡。選擇適合的入射點，可以使入射光輝經(jīng)過全反射棱鏡的作用在射出后偏轉(zhuǎn)90o（右圖1）或180o（右圖2）。要特別注意兩種用法中光輝在哪個表面發(fā)生全反射。玻璃磚所謂玻璃磚一般指橫截面為矩形的棱柱。當(dāng)光輝從上表面入射，從下表面射出時，其特色是：射出光輝和入射光輝

9、平行；各種色光在第一次入射后就發(fā)生色散；射出光輝的側(cè)移和折射率、入射角、玻璃磚的厚度有關(guān)；可利用玻璃磚測定玻璃的折射率。光導(dǎo)纖維全反射的一個重要應(yīng)用就是用于光導(dǎo)纖維（簡稱光纖）。光纖有內(nèi)、外兩層資料，此中內(nèi)層是光密介質(zhì)，外層是光疏介質(zhì)。光在光纖中流傳時，每次射到內(nèi)、外兩層資料的界面，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(jīng)過多次全反射可以沒有損失地所有從另一個端面射出。五、各光學(xué)元件對光路的控制特色(1)光束經(jīng)平面鏡反射后，其匯聚（或發(fā)散）的程度將不發(fā)生改變。這正是反射定律中“反射角等于入射角”及平面鏡的反射面是“平面”所共同決定的。(2)光束射向三棱鏡，經(jīng)前、后表

10、面兩次折射后，其流傳光路變化的特色是：向著底邊偏折，若光束由復(fù)色光構(gòu)成，因為不一樣色光偏折的程度不一樣，將發(fā)生所謂的色散現(xiàn)象。(3)光束射向前、后表面平行的透明玻璃磚，經(jīng)前、后表面兩次折射后，其流傳光路變化的特色是；流傳方向不變，只產(chǎn)生一個側(cè)移。(4)光束射向透鏡，經(jīng)前、后表面兩次折射后，其流傳光路變化的特色是：凸面鏡使光束匯聚，凹面鏡使光束發(fā)散。六、各光學(xué)鏡的成像特色物點發(fā)出的發(fā)散光束照耀到鏡面上并經(jīng)反射或折射后，如匯聚于一點，則該點即為物點經(jīng)鏡面所成的實像點；如發(fā)散，則其反向延伸后的匯聚點即為物點經(jīng)鏡面所成的虛像點。所以，判斷某光學(xué)鏡能否能成實（虛）像，要點看發(fā)散光束經(jīng)該光學(xué)鏡的反射或折射

11、后能否能變成匯聚光束（可能仍為發(fā)散光束）。（1）平面鏡的反射不可以改變物點發(fā)出的發(fā)散光束的發(fā)散程度，所以只好在異側(cè)成等等大的、正立的虛像。（2）凹面鏡的折射只好使物點發(fā)出的發(fā)散光束的發(fā)散程度提升，所以只好在同側(cè)成減小的、正立的虛像。（3）凸面鏡折射既能使物點發(fā)出的發(fā)散光束依舊發(fā)散,又能使物點發(fā)出發(fā)散光束變成聚光束,所以它既能成虛像,又能成實像。七、幾何光學(xué)中的光路問題幾何光學(xué)是借用“幾何”知識來研究光的流傳問題的，而光的流傳路線又是由光的基本流傳規(guī)律來確立。所以，關(guān)于幾何光學(xué)問題，只要可以畫出光路圖，剩下的就不過“幾何問題”了。而幾何光學(xué)中的光路平時有以下兩類：（1）“成像光路”一般來說畫光路

12、應(yīng)依照光的流傳規(guī)律，但對成像光路來說，特別是對薄透鏡的成像光路來說，則是依照三條特別光輝來完成的。這三條特別光輝平時是指：平行于主軸的光輝經(jīng)透鏡后必過焦點；過焦點的光輝經(jīng)透鏡后必平行于主軸；過光心的光輝經(jīng)透鏡后流傳方向不變。（2）“視場光路”即用光路來確立觀察范圍。這種光路一般要求畫出所謂的“邊沿光輝”，而一般的“邊沿光輝”常常又要借助于物點與像點的一一對應(yīng)關(guān)系來幫助確立。光的顛簸性(光的天性)一、光的干涉一、光的干涉現(xiàn)象兩列波在相遇的疊加地域，某些地域使得“振動”增強，出現(xiàn)亮條紋；某些地域使得振動減弱，出現(xiàn)暗條紋。振動增強和振動減弱的地域相互間隔，出現(xiàn)明暗相間條紋的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象叫光的干涉現(xiàn)

13、象。二、產(chǎn)生穩(wěn)固干涉的條件：兩列波頻率同樣，振動步伐一致(振動方向同樣)，相差恒定。兩個振動狀況老是同樣的波源，即相關(guān)波源1.產(chǎn)生相關(guān)光源的方法（一定保證同樣）。利用激光(因為激光發(fā)出的是單色性極好的光)；分光法(一分為二)：將一束光分為兩束頻率和振動狀況完整同樣的光。(這樣兩束光都本源于同一個光源,頻率必然相等)下邊4個圖分別是利用雙縫、利用楔形薄膜、利用空氣膜、利用平面鏡形成相關(guān)光源的表示圖點(或縫)光源切割法：楊氏雙縫(雙孔)干涉實驗；利用反射獲得相關(guān)光源：薄膜干涉利用折射獲得相關(guān)光源：S1S2SacSdS/b2雙縫干涉的定量解析L遠大于雙縫間距d，O點與雙縫S和S等間距，則當(dāng)雙縫中發(fā)出

14、光同時以下列圖，縫屏間距12射到O點周邊的P點時，兩束光波的行程差為=r2r1；由幾何關(guān)系得：r12=L2+(xd)2，d22222+(x+.2考慮到Ld和Lx，可得=dx.若光波長為，L亮紋：則當(dāng)=k(k=0,1,2,)屏上某點到雙縫的光程差等于波長的整數(shù)倍時，兩束光疊加干涉增強；暗紋：當(dāng)=(2k1)(k=0,1,2,)屏上某點到雙縫的光程差等于半波長的奇數(shù)倍時，兩束光疊2加干涉減弱，據(jù)此不難計算出：(1)明紋坐標(biāo)x=kL(k=0，1，2，）d(2)暗紋坐標(biāo)x=(2k1)L(k=1，2，）d2丈量光波長的方法(3)條紋間距相鄰亮紋(暗紋)間的距離x=L.(縫屏間距L，雙縫間距d)d用此公式可

15、以測定單色光的波長。則出n條亮條紋(暗)條紋的距離a,相鄰兩條亮條紋間距adxd(a)n1LLn1用白光作雙縫干涉實驗時,因為白光內(nèi)各種色光的波長不一樣,干涉條紋間距不一樣,所以屏的中央是白色亮紋,兩邊出現(xiàn)彩色條紋。結(jié)論：由同一光源發(fā)出的光經(jīng)兩狹縫后形成兩列光波疊加產(chǎn)生當(dāng)這兩列光波到達某點的行程差為波長的整數(shù)倍時，即=k，該處的光相互增強，出現(xiàn)亮條紋；當(dāng)?shù)竭_某點的行程差為半波長奇數(shù)倍時，既=(2n1)，該點光相互消弱，2出現(xiàn)暗條紋；l條紋間距與單色光波長成正比x()，d所以用單色光作雙縫干涉實驗時，屏的中央是亮紋，兩邊對稱地擺列明暗同樣且間距相等的條紋用白光作雙縫干涉實驗時，屏的中央是白色亮紋

16、，兩邊對稱地擺列彩色條紋，離中央白色亮紋近來的是紫色亮紋。原由：不一樣色光產(chǎn)生的條紋間距不一樣，出現(xiàn)各色條紋交織現(xiàn)象。所以出現(xiàn)彩色條紋。將此中一條縫遮住：將出現(xiàn)明暗相間的亮度不一樣且不等距的衍射條紋3薄膜干涉現(xiàn)象：光照到薄膜上，由薄膜前、后表面反射的兩列光波疊加而成劈形薄膜干涉可產(chǎn)平生行相間條紋，兩列反射波的行程差,等于薄膜厚度d的兩倍，即=2d。因為膜上各處厚度不一樣，故各處兩列反射波的行程差不等。若：=2d=n(n=1,2)則出現(xiàn)明紋。=2d=(2n-1)/2(n=1,2)則出現(xiàn)暗紋。應(yīng)注意：干涉條紋出此刻被照耀面(即前表面)。后表面是光的折射所造成的色散現(xiàn)象。單色光明暗相間條紋，彩色光出

17、現(xiàn)彩色條紋。薄膜干涉應(yīng)用：肥皂膜干涉、兩片玻璃間的空氣膜干涉、浮在水面上的油膜干涉、牛頓環(huán)、蝴蝶翅膀的顏色等。光照到薄膜上，由膜的前后表面反射的兩列光疊加。看到膜上出現(xiàn)明暗相間的條紋。(1)透鏡增透膜(氟化鎂)：透鏡增透膜的厚度應(yīng)是透射光在薄膜中波長的14倍。使薄膜前后兩面的反射光的光程差為半個波長，(T=2d=?，得d=?)，故反射光疊加后減弱。大大減少了光的反射損失，增強了透射光的強度，這種薄膜叫增透膜。光譜中央部分的綠光對人的視覺最敏感，經(jīng)過時完整抵消，邊沿的紅、紫光沒有明顯削弱。所有增透膜的光學(xué)鏡頭體現(xiàn)淡紫色。從能量的角度解析E入=E反+E透+E吸。在介質(zhì)膜汲取能量不變的前提下，若E反

18、=0，則E透最大。增強透射光的強度。(2)“用干涉法檢查平面”：以下列圖，兩板之間形成一層空氣膜，用單色光從上向下照耀，假如被檢測平面是圓滑的，獲得的干涉圖樣必是等間距的。假如某處突出來，則對應(yīng)明紋(或暗紋)提前出現(xiàn)，如圖甲所示；假如某處凹下，則對應(yīng)條紋延后出現(xiàn)，如圖乙所示。(注：“提前”與“延后”不是指在時間上，而是指由左向右的序次地點上。)注意：因為發(fā)光物質(zhì)的特別性，任何獨立的兩列光疊加均不可以產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。只有采納特別方法從同一光源分別出的兩列光疊加才能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。4光的波長、波速和頻率的關(guān)系vf。光在不一樣介質(zhì)中流傳時，其頻率f不變，其波長與光在介質(zhì)中的波速v成正比色光的顏色由頻率決

19、定，頻率不變則色光的顏色也不變。二、光的衍射。1.光的衍射現(xiàn)象是光走開直線路徑而繞到阻礙物暗影里的現(xiàn)象單縫衍射：中央明而亮的條紋，雙側(cè)對稱擺列強度減弱，間距變窄的條紋。圓孔衍射：明暗相間不等距的圓環(huán)，（與牛頓環(huán)有區(qū)其余）2.泊松亮斑：當(dāng)光照到不透光的極小圓板上時，在圓板的暗影中心出現(xiàn)的亮斑。當(dāng)形成泊松亮斑時，圓板暗影的邊沿是模糊的，在暗影外還有不等間距的明暗相間的圓環(huán)。3.各種不一樣形狀的阻礙物都能使光發(fā)生衍射。至使輪廓模糊不清，4.產(chǎn)生顯然衍射的條件：阻礙物(或孔)的尺寸可以跟波長對比，甚至比波長還小。(當(dāng)阻礙物或孔的尺寸小于0.5mm時，有顯然衍射現(xiàn)象)d300當(dāng)d=0.1mm=1300時

20、看到的衍射現(xiàn)象就很顯然了。小結(jié)：光的干涉條紋和衍射條紋都是光波疊加的結(jié)果，但存在顯然的差別：單色光的衍射條紋與干涉條紋都是明暗相間分布，但衍射條紋中間亮紋最寬，雙側(cè)條紋逐漸變窄變暗，干涉條紋則是等間距，明暗亮度同樣。白光的衍射條紋與干涉條光振動垂紋都是彩色的。直于紙面意義：干涉和衍射現(xiàn)象是波的特色：證明光擁有顛簸性。大，干涉和衍射現(xiàn)顯然，越簡單觀察到現(xiàn)象。衍射現(xiàn)象表示光沿直線流傳不過近似規(guī)律，當(dāng)光波長比阻礙物小得多和狀況下(條件)光才可以看作直線流傳。(反之)光振動在發(fā)生顯然衍射的條件下，當(dāng)窄縫變窄時，亮斑的范圍變大，條在紙面紋間距離變大，而亮度變暗。光的直進是幾何光學(xué)的基礎(chǔ)，光的衍射現(xiàn)象并無完整否認光的直進，而是指出光的流傳規(guī)律受必定條件限制的，任何物理規(guī)律都受必定條件限制。(光學(xué)顯微鏡能放大2000倍，沒法再放大，再放大衍射現(xiàn)象顯然了。)(以下新教材合用)三.光的偏振橫波只沿某個特定方向振動，這種現(xiàn)象叫