高三物理光學(xué)知識(shí)點(diǎn)
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高三物理光學(xué)知識(shí)點(diǎn)1
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：對光路控制作用;平面鏡成像規(guī)律、光路圖及觀像視場。
(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)對光路控制作用。
3.色散。棱鏡及其對光的偏折作用、現(xiàn)象及機(jī)理
應(yīng)用注意：
1.解決平面鏡成像問題時(shí)，要根據(jù)其成像的特點(diǎn)(物、像關(guān)于鏡面對稱)，作出光路圖再求解。平面鏡轉(zhuǎn)過α角，反射光線轉(zhuǎn)過2α
2.解決折射問題的關(guān)鍵是畫好光路圖，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出鏡子或遮擋物邊緣的光線的傳播方向來確定觀察范圍。
4.無論光的直線傳播，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)過多次全反射能夠沒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的整數(shù)倍(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(shí)驗(yàn)時(shí)，由于白光內(nèi)各種色光的波長不同，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，紫靠內(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)的尺寸可以跟波長相比，甚至比波長還小。
(七)光的電磁說
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，赫茲用實(shí)驗(yàn)證明了光的電磁說的正確性。
2.電磁波譜。波長從大到小排列順序?yàn)椋簾o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(gè)波段間都有重疊。
各種電磁波的產(chǎn)生機(jī)理分別是：無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E的方向、磁場
(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，使原來不帶電的驗(yàn)電器帶正電。)光效應(yīng)中發(fā)射出來的電子叫光電子。
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10-9s)。
3.愛因斯坦的光子說。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X射線的散射時(shí)發(fā)現(xiàn)：有些散射波的波長比入射波的波長略大?？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。
高三物理光學(xué)知識(shí)點(diǎn)2
公式
光的反射和折射(幾何光學(xué))
1.反射定律α=i {α;反射角，i:入射角｝
2.絕對折射率(光從真空中到介質(zhì))n=c/v=sin /sin {光的色散，可見光中紅光折射率小，n:折射率，c:真空中的光速，v:介質(zhì)中的光速， :入射角， :折射角｝
3.全反射：1)光從介質(zhì)中進(jìn)入真空或空氣中時(shí)發(fā)生全反射的臨界角C：sinC=1/n
2)全反射的條件：光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì);入射角等于或大于臨界角
注:
(1)平面鏡反射成像規(guī)律:成等大正立的虛像,像與物沿平面鏡對稱;
(2)三棱鏡折射成像規(guī)律:成虛像,出射光線向底邊偏折,像的位置向頂角偏移;
(3)光導(dǎo)纖維是光的全反射的實(shí)際應(yīng)用〔見第三冊P12〕,放大鏡是凸透鏡,近視眼鏡是凹透鏡;
(4)熟記各種光學(xué)儀器的成像規(guī)律,利用反射(折射)規(guī)律、光路的可逆等作出光路圖是解題關(guān)鍵;
(5)白光通過三棱鏡發(fā)色散規(guī)律：紫光靠近底邊出射見〔第三冊P16〕。
高三物理光學(xué)知識(shí)點(diǎn)3
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=3?108m/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，通過視神經(jīng)傳給大腦，產(chǎn)生視覺。
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