物理模型.整理(光学)6.doc

光学模型光学物理模型物理模型图模型特征重要规律光的反射光能在其中传播的物质.3.光的直线传播:光在同种均匀介质中总是沿着直线传播的.光在真空中的传播速度c=3.0108m/s;在任何介质中的传播速度都小于c,v=c/n(n为该介质的折射率)(1)作用:只改变光束的传播方向,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.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还有法线在同一平面内,且反射光线和入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角.3.分类:镜面反射和漫反射.注意镜面反射和漫反射都遵循反射定律.4.光路可逆原理:所有几何光学中的光现象,光路都是可逆的物或平面镜移动问题1，当物或平面镜平动时;如图若镜不动,物速为v且垂直镜面移动,则像速为v且垂直镜面与物运动方向相反.2. 当平面镜绕镜上某点转过一微小角度角时,据反射定律,法线也随之转过角,反射光线则偏转2角.1.若镜动而物不动,当镜速为v时,像对物速度为2v,且方向与镜移动方向相同.2. 利用平面镜成像规律作出像点S,如图所示,连接SS、AS,利用对称关系,可知ASS为等边三角形,当平面镜从A向右移到S点,像点也从S移至S点.显然像点沿SS连线向S运动,速率v等于v.光的直线传播日食形成影的形成：1)、定义: 点光源发出的光，照到不透明的物体上时，物体向光的表面被照亮，在背光面的后方形成一个光照不到的黑暗区域，这就是物体的影。影区是发自光源并与被照物体的表面相切的光线围成的。2.光在真空中传播速度CA、本影:光源上所有发光点都照不到的区域。对同一个物体，其本影区的大小，与光源发光面的大小和光源到物体的距离有关：光源到物体的距离一定时，光源发光面越大，则物体的本影越小；光源发光面越小，则物体的本影越大。光源发光面一定时，光源到物体的距离越小，则物体的本影区越大；光源到物体的距离越大，则物体的本影区越小。B、半影: 光源上一部分发光点能照到,而另一部分发光点照不到的区域成为半明半暗的半影。本影与半影都是光的直线传播的结果.确定平面镜成像的观察范围的方法在用遮光板将由物点射向平面镜的光线不全部挡住的情况下,平面镜前的物体总能在镜中成像,但只有在一定范围内才能看到.若要看到平面镜中完整的像,则需借助边界光线,边界光线的公共部分,即为完整像的观察范围.通过平面镜看虚像的情况就像通过与平面镜等大的“窗口”看窗外物体一样.具体观察范围为像点和平面镜的边缘连线所限定.光的折射1.折射现象:光传播到两种介质的分界面上,一部分光进入另一种介质中,并且改变了原来的传播方向,这种现象叫做光的折射.如图所示,AO为入射光线,O为入射点,OB为反射光线,OC为折射光线.2. 折射率n是反映介质光学性质的物理量,它的大小由介质本身及入射光的频率决定,与入射角、折射角的大小无关.在折射现象中光路是可逆的a.内容:折射光线与入射光线、法线处在同一平面内,折射光线与入射光线分别位于法线的两侧;入射角的正弦与折射角的正弦成正比.b.表达式 =n12式中n12是比例常数为cv,所以n1.任何介质的折射率都大于1.光的全反射与应用1.全反射的概念当光从光密介质进入光疏介质时,折射角大于入射角.当入射角增大到某一角度时,折射角等于90,此时,折射光完全消失.入射光全部反射到原来的介质中,这种现象叫做全反射海市蜃楼的成因和规律：夏天，在气压恒定的海面上，空气密度随高度增加而减小，对光的折射率也随之减小从而形成一具有折射率梯度的空气层。当光线通过此空气层时，将发生偏转。如下图所示，设一束从远处景物A发出的光线a以入射角I由折射率为n处射入空气层。由折射定律有：nsini=n1sinr1(1) n1sinr1=n2sinr2光导纤维光纤通讯：1.一种利用光的全反射原理制成的能传导光的玻璃丝,由内芯和外套组成,直径只有几微米到100微米左右,内芯的折射率大于外套的折射率.当光线射到光导纤维的端面上时,光线就折射进入光导纤维内,经内芯与外套的界面发生多次全反射后2.从光导纤维的另一端面射出,而不从外套散逸,故光能损耗极小. 如果把光导纤维聚集成束使其两端纤维排列的相对位置相同,这样的纤维束就可以传送图像,如图所示。3.利用光导纤维可以弯曲传光,传像,可制作各种潜望镜,医用内窥镜等.光的色散折射时的色散：含有多种颜色的光被分解为单色光的现象叫光的色散（1）光通过棱镜时将向棱镜的横截面的底边方向偏折（2）通过棱镜成像偏向顶点光的色散规律：红光通过棱镜后偏折的程度比其他颜色的光的要小，而紫光的偏折程度比其他颜色的光要大。常用结论：像似深度h/=H/n全反射折射率与波速度的关系光的本性光的干涉现象(1)光的干涉:在两列光波的叠加区域,某些区域的光被加强,出现亮纹,某些区域的光被减弱,出现暗纹,且加强区域和减弱区域互相间隔的现象叫做光的干涉现象.(2)干涉的条件:两列频率相同、振动情况完全相同的光相遇总结规律：凡光程差等于波长整数倍的位置，产生亮条纹；凡光程差等于半波奇数倍的位置，产生暗条纹，即产生亮暗条纹条件表达式：亮纹 光程差=k(k=0，1，2)暗纹 光程差= (k=0，1，2)小结：(1)实验可证明(或用上述亮暗纹的位置公式得亮纹间距) (2)利用双缝干涉实验，测量L、d、x可测单色光的波长薄膜干涉薄膜干涉：由薄膜前后表面反射的两列光波叠加而成，楔形薄膜干涉可产生平行、等间距的条纹(1)若入射光为单色光，可形成明暗相间的干涉条纹；若入射光为白光，可形成彩色的干涉条纹.(2)可用来检查工作表面平整度，精度可达10-8 m，也可用作增透膜，增透膜的厚度应是透射光的薄膜中波长的 0.25倍光的衍射(1)衍射现象光在遇到障碍物时,偏离直线传播方向而照射到阴影区域的现象叫做光的衍射.(2)发生明显衍射现象的条件当孔或障碍物的尺寸比光波波长小,或者跟波长差不多时,光才能发生明显的衍射现象. 小孔衍射单缝衍射泊松亮斑。1光的衍射现象进一步证明了光具有波动性2光的衍射现象是光偏离了直线传播方向绕到障碍物阴影区的现象，衍射光强按一定的规律分布，形成明暗相间的条纹，它的规律与缝宽、孔的大小及光的波长有关3对于光产生明显衍射的条件的认识，从上述的一系列衍射实验虽然单缝、小孔和小圆屏的尺寸比光波大得多，仍能看到极好的衍射现象，只是缝或孔的尺寸越小，衍射现象越明显，即障碍物尺寸是波长几百倍时，对光波来说，仍可认为衍射条件中的“差不多”光的偏振（1）定义：在垂直于传播方向的平面上，只沿一个特定方向振动的光，叫做偏振光.（2）偏振光的产生方式自然光通过起偏器:通过两个共轴的偏振片观察自然光,第一个偏振片的作用是把自然光变成偏振光,叫起偏器.第二个偏振片的作用是检验光是否为偏振光,检偏器.其实,偏振片并非刻有狭缝,而是具有一种特性,即存在一个偏振化方向,只让平行于该方向振动的光通过,其他振动方向的光则被吸收了.自然光射到两种介质的交界面上,如果光入射的方向合适,使反射光和折射光之间的夹角恰好是90时,反射光和折射