下面是范文網(wǎng)小編收集的高中物理光學(xué)知識(shí)點(diǎn)總結(jié) 高中物理選修3-4光學(xué),以供參考。
光學(xué)是物理學(xué)的重要分支學(xué)科。也是與光學(xué)工程技術(shù)相關(guān)的學(xué)科。狹義來(lái)說(shuō),光學(xué)是關(guān)于光和視見(jiàn)的科學(xué),optics一詞早期只用于跟眼睛和視見(jiàn)相聯(lián)系的事物。下面是小編整理的高中物理光學(xué)知識(shí)點(diǎn),歡迎大家閱讀分享借鑒。
目錄
高中物理光學(xué)知識(shí)點(diǎn)
高中物理光學(xué)重點(diǎn)
高中物理光學(xué)要點(diǎn)
★高中物理光學(xué)知識(shí)點(diǎn)
幾何光學(xué)以光的直線傳播為基礎(chǔ),主要研究光在兩個(gè)均勻介質(zhì)分界面處的行為規(guī)律及其應(yīng)用。
從知識(shí)要點(diǎn)可分為四方面:一是概念;二是規(guī)律;三為光學(xué)器件及其光路控制作用和成像;四是光學(xué)儀器及應(yīng)用。
(一)光的反射
1.反射定律
2.平面鏡:對(duì)光路控制作用;平面鏡成像規(guī)律、光路圖及觀像視場(chǎng)。
(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(duì)光路控制作用。
3.色散。棱鏡及其對(duì)光的偏折作用、現(xiàn)象及機(jī)理
應(yīng)用注意:
1.解決平面鏡成像問(wèn)題時(shí),要根據(jù)其成像的特點(diǎn)(物、像關(guān)于鏡面對(duì)稱),作出光路圖再求解。平面鏡轉(zhuǎn)過(guò)α角,反射光線轉(zhuǎn)過(guò)2α
2.解決折射問(wèn)題的關(guān)鍵是畫(huà)好光路圖,應(yīng)用折射定律和幾何關(guān)系求解。
3.研究像的觀察范圍時(shí),要根據(jù)成像位置并應(yīng)用折射或反射定律畫(huà)出鏡子或遮擋物邊緣的光線的傳播方向來(lái)確定觀察范圍。
4.無(wú)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(guò)程中都遵循一個(gè)重要規(guī)律:即光路可逆。
(三)光導(dǎo)纖維
全反射的一個(gè)重要應(yīng)用就是用于光導(dǎo)纖維(簡(jiǎn)稱光纖)。光纖有內(nèi)、外兩層材料,其中內(nèi)層是光密介質(zhì),外層是光疏介質(zhì)。光在光纖中傳播時(shí),每次射到內(nèi)、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(gè)端面入射的光,經(jīng)過(guò)多次全反射能夠沒(méi)有損失地全部從另一個(gè)端面射出。
(四)光的干涉
光的干涉的條件是有兩個(gè)振動(dòng)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?yàn)榧す獍l(fā)出的是單色性極好的光)。(2)設(shè)法將同一束光分為兩束(這樣兩束光都來(lái)源于同一個(gè)光源,因此頻率必然相等)。
(五)干涉區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生的亮、暗紋
1.亮紋:屏上某點(diǎn)到雙縫的光程差等于波長(zhǎng)的整數(shù)倍(相鄰亮紋(暗紋)間的距離)。用此公式可以測(cè)定單色光的波長(zhǎng)。用白光作雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí),由于白光內(nèi)各種色光的波長(zhǎng)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(jí)彩色條紋都是紅靠外,紫靠?jī)?nèi)。
(六)衍射
注意關(guān)于衍射的表述一定要準(zhǔn)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(zhǎng)相比,甚至比波長(zhǎng)還小。
(七)光的電磁說(shuō)
1.麥克斯韋根據(jù)電磁波與光在真空中的傳播速度相同,提出光在本質(zhì)上是一種電磁波?D?D這就是光的電磁說(shuō),赫茲用實(shí)驗(yàn)證明了光的電磁說(shuō)的正確性。
2.電磁波譜。波長(zhǎng)從大到小排列順序?yàn)椋簾o(wú)線電波、紅外線、可見(jiàn)光、紫外線、X射線、γ射線。各種電磁波中,除可見(jiàn)光以外,相鄰兩個(gè)波段間都有重疊。
各種電磁波的產(chǎn)生機(jī)理分別是:無(wú)線電波是振蕩電路中自由電子的周期性運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的;紅外線、可見(jiàn)光、紫外線是原子的外層電子受到激發(fā)后產(chǎn)生的;倫琴射線是原子的內(nèi)層電子受到激發(fā)后產(chǎn)生的;γ射線是原子核受到激發(fā)后產(chǎn)生的(伴隨α、β衰變而產(chǎn)生)。
3.各種電磁波的產(chǎn)生、特性及應(yīng)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(chǎng)E的方向、磁場(chǎng)
(九)光電效應(yīng)
1.在光的照射下物體發(fā)射電子的現(xiàn)象叫光電效應(yīng)。(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(lái)不帶電的驗(yàn)電器帶正電。)光效應(yīng)中發(fā)射出來(lái)的電子叫光電子。
ν0,只有ν0才能發(fā)生光電效應(yīng);②光電子的初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān),只隨入光的頻率增大而增大;③當(dāng)入射光的頻率大于極限頻率時(shí),光電流的強(qiáng)度與入射光的強(qiáng)度成正比;④瞬時(shí)性(光電子的產(chǎn)生不超過(guò)10-9s)。
3.愛(ài)因斯坦的光子說(shuō)。光是不連續(xù)的,是一份一份的,每一份叫做一個(gè)光子,光子的能量成正比:E=hν
4.愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)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(yīng)
在研究電子對(duì)X射線的散射時(shí)發(fā)現(xiàn):有些散射波的波長(zhǎng)比入射波的波長(zhǎng)略大??灯疹D認(rèn)為這是因?yàn)楣庾硬粌H有能量,也具有動(dòng)量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明這個(gè)設(shè)想是正確的。因此康普頓效應(yīng)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(wú)可辯駁的事實(shí)表明光是一種波;光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)又用無(wú)可辯駁的事實(shí)表明光是一種粒子;因此現(xiàn)代物理學(xué)認(rèn)為:光具有波粒二象性。
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★高中物理光學(xué)重點(diǎn)
光源
1.定義:能夠自行發(fā)光的物體.
2.特點(diǎn):光源具有能量且能將其它形式的能量轉(zhuǎn)化為光能,光在介質(zhì)中傳播就是能量的傳播.
物理知識(shí)點(diǎn)二、光的直線傳播
1.光在同一種均勻透明的介質(zhì)中沿直線傳播,各種頻率的光在真空中傳播速度:C=33108m/s; 各種頻率的光在介質(zhì)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(dá)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(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區(qū)域(即“偽本影”)能看到日環(huán)食.當(dāng)?shù)厍虻谋居安糠只蛉繉⒃虑蚍垂饷嬲谧?,便分別能看到月偏食和月全食.
3.用眼睛看實(shí)際物體和像
用眼睛看物或像的本質(zhì)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(jié)果相當(dāng)于一只 凸透鏡。發(fā)散光束或平行光束經(jīng)這只凸透鏡作用后,在視網(wǎng)膜上會(huì)聚于一點(diǎn),引起感光細(xì)胞的感覺(jué),通過(guò)視神經(jīng)傳給大腦,產(chǎn)生視覺(jué)。
物理知識(shí)點(diǎn)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:反射光線跟入射光線和法線在同一平面內(nèi),且反射光線和人射光線分居法線兩側(cè),反射角等于入射角.
3.分類:光滑平面上的反射現(xiàn)象叫做鏡面反射。發(fā)生在粗糙平面上的反射現(xiàn)象叫做漫反射。鏡面反射和漫反射都遵循反射定律.
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.
物理知識(shí)點(diǎn)四.平面鏡的作用和成像特點(diǎn)
(1)作用:只改變光束的傳播方向,不改變光束的聚散性質(zhì).
(2)成像特點(diǎn):等大正立的虛像,物和像關(guān)于鏡面對(duì)稱.
(3)像與物方位關(guān)系:上下不顛倒,左右要交換
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★高中物理光學(xué)要點(diǎn)
物理光學(xué)知識(shí)點(diǎn)匯總:雙縫干涉(1)兩列光波在空間相遇時(shí)發(fā)生疊加,在某些區(qū)域總加強(qiáng),在另外一些區(qū)域總減弱,從而出現(xiàn)亮暗相間的條紋的現(xiàn)象叫光的干涉現(xiàn)象.
(2)產(chǎn)生干涉的條件
兩個(gè)振動(dòng)情況總是相同的波源叫相干波源,只有相干波源發(fā)出的光互相疊加,才能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象,在屏上出現(xiàn)穩(wěn)定的亮暗相間的條紋.
(3)雙縫干涉實(shí)驗(yàn)規(guī)律
?、匐p縫干涉實(shí)驗(yàn)中,光屏上某點(diǎn)到相干光源、的路程之差為光程差,記為 .
若光程差是波長(zhǎng)λ的整倍數(shù),即(n=0,1,2,3…)P點(diǎn)將出現(xiàn)亮條紋;若光程差是半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍
(n=0,1,2,3…),P點(diǎn)將出現(xiàn)暗條紋.
?、谄辽虾碗p縫、距離相等的點(diǎn),若用單色光實(shí)驗(yàn)該點(diǎn)是亮條紋(中央條紋),若用白光實(shí)驗(yàn)該點(diǎn)是白色的亮條紋.
?、廴粲脝紊鈱?shí)驗(yàn),在屏上得到明暗相間的條紋;若用白光實(shí)驗(yàn),中央是白色條紋,兩側(cè)是彩色條紋.
?、芷辽厦靼禇l紋之間的距離總是相等的,其距離大小與雙縫之間距離d.雙縫到屏的距離及光的波長(zhǎng)λ有關(guān),即 .在和d不變的情況下,和波長(zhǎng)λ成正比,應(yīng)用該式可測(cè)光波的波長(zhǎng)λ.
⑤用同一實(shí)驗(yàn)裝置做干涉實(shí)驗(yàn),紅光干涉條紋的間距最大,紫光干涉條紋間距最小,故可知大于 小于.
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