SATⅡ 物理-Optics 光学-灵格斯教育.pdf

灵格斯教育 SAT 物理 Optics 光学 1 8 Physical Optics 一 Electromagnetic wave 电磁波电磁波 1 电磁波种类 无线电波 微波 红外线 可见光 紫外线 X 射线和伽马射 线 2 所有形式的电磁波在真空中的速度 C 3 108m s 3 电子波谱图 a Wavelength 波长 b Speed of the Wave 波速 同一种波在不同介质中波速改变 由于 v f 所以波长会改变 c Frequency 波频 同一种波在不同介质中的 Frequency 不变 d 可见光的颜色由其频率决定 而非波长决定 二 二 Dopple Effect 多普勒效应多普勒效应 1 多普勒效应 物体辐射的波长因为波源和观测者的相对运动而产生变化 a 在运动的波源前面 波被压缩 波长变得较短 频率变得较高 蓝移 blue shift 如果是声波 则声调 b 在运动的波源后面时 会产生相反的效应 波长变得较长 频率变得较 灵格斯教育 SAT 物理 Optics 光学 2 8 低 红移 red shift 如果是声波 则声调 c 波源的速度越高 所产生的效应越大 三 三 光波光波的的干涉干涉 叠加叠加 1 Constructive Interference 波增强波增强 2 Destructive Interference 波减弱波减弱 四 四 单缝衍射单缝衍射 Single slit diffraction 单缝衍射是光在传播过程中遇到障碍物 光波会绕过障碍物继续传播的一种现象 如果波长与缝 孔或障碍物尺寸相当或者更 大时 衍射现象最明显 五 双缝双缝干涉干涉 double slit interference 平行的单色光投射到一个有两条狭缝 的挡板上 狭缝相距很近 平行光的光波会同时传到狭缝 它们就成了两个振动情况 总是相同的波源称为相干波源 它们发出的光在档板后面的空间相互叠加 就发生了 干涉现象 S 线光源 G 是一个遮光屏 其上有两条与S 平行的狭缝 S1 S2 且与 S 等距 离 因此 S1 S2 是相干光源 且相位相同 S1 S2 之间的距离是 d 到屏的距离是 D 同方向 同频率 有恒定初相差的两个单色光源所发出的两列光波的叠加 1 P 点的光强 I 取决于两光波在该点的光程差或相位差 1 n 2 1 m m 0 1 2 当光程差等于波长的整数倍 时 P 点有光强最大值 灵格斯教育 SAT 物理 Optics 光学 3 8 2 n 2 1 m 1 2 m 0 1 2 当光程差等于 半波长的奇数倍时 P 点的光强最小 2 各个亮条纹距离中心点的距离 m d 0 1 2 各个暗条纹距离中心点的距离 m 1 2 d 0 1 2 相邻两个亮条纹或暗条纹间的距离为条纹间距 等间距 d 六 单缝衍射 VS 双缝干涉 a 单缝衍射有个中央明条纹 比旁边的条纹亮得多 而且宽度大一倍 b 双缝衍射的条纹等宽 亮度在理论上是相等的 实际上由于缝的宽度 向外慢慢 变小 上面是双缝衍射 下面是单缝衍射 灵格斯教育 SAT 物理 Optics 光学 4 8 七 光的反射与折射 reflection and refraction 1 sin 1 2 sin 2 八 八 光的色散 光的色散 dispersion of light a Wavelength 波长 b Speed of the Wave 波速 同一种波在不同介质中波速改变 由于 v f 所以波长会改变 c Frequency 波频 同一种波在不同介质中的 Frequency 不变 灵格斯教育 SAT 物理 Optics 光学 5 8 d 可见光的颜色由其频率决定 而非波长决定 e 可见光的频率越大 折射因子 n 越大 由于 1 sin 1 2 sin 2 所以折射角 越小 九 全反射 全内反射 Total internal reflection 当光射到两种介质界面 只产生反射而不产生折射 的现象 当光由光密介质射向光疏介质时 折射角将大于入射角 当入射角增大到某 一数值时 折射角将达到 90 这时在光疏介质中将不出现折射光线 只要 入射角大于或等于上述数值时 均不再存在折射现象 这就是全反射 所以产生全反射射的条件是 光必须由光密介质射向光疏介质 入射角必须大于或等于临界角 C 十 十 平面镜平面镜 plane mirror 凹面镜凹面镜 concave mirror 凸面凸面 镜镜 Convex mirror 凸透镜凸透镜 Convex lens Converging lens 凹透镜凹透镜 Concave lens Diverging lens 1 平面镜 平面镜 plane mirror 灵格斯教育 SAT 物理 Optics 光学 6 8 平面镜成像的特点 a 像与物到镜面的距离相等 b 像与物等大 与平面镜的大小无关 c 像与物体的连线与镜面垂直 d 平面镜成的像虚像 2 凹面镜 凹面镜 凸面镜 凸透镜 凹透镜 凸面镜 凸透镜 凹透镜成像规律 成像规律 1 0 1 1 0 1 凹面镜凹面镜 concave mirror 焦距 f 0 物距物距 s0 0 凹面的抛物面镜 平行光照于其上时 通过其反射而聚在镜面前的焦点上 反射面为凹面 焦点在镜前 当光源在焦点上 所发出的光反射后形成平行 光束 也叫凹镜 会聚镜 a 当物距 s0 f 时 放大的 正立 虚像 物体离镜面越远 影像越大 b 当物距f s0 2f时 成缩小的 倒立 实像 物体离镜面越远 像越小 凹面镜 凸面镜注释 1 实像实像 与物体在与物体在镜面同侧镜面同侧 虚像虚像 与物体在与物体在镜面镜面异侧异侧 2 光线的反向延长线会聚形成的像叫虚像 虚像可以用眼睛观察到 但 不能被屏幕承载 在作图时虚像用虚线表示 2 凸凸面镜面镜 Convex mirror f0 凸面镜得到物的凸面镜得到物的缩小正立虚象缩小正立虚象 灵格斯教育 SAT 物理 Optics 光学 7 8 3 凸透镜成像规律凸透镜成像规律 f 0 s0 0 规律总结 规律 1 当物距大于2 倍焦距时 则像距在 1倍焦距和2 倍焦距之间 成倒立 缩小 的实像 此时像距小于物距 像比物小 物像异侧 应用 照相机 摄像机 规律 1 规律 2 当物距等于2 倍焦距时 则像距也在2 倍焦距 成倒立 等大的实像 此 时物距等于像距 像与物大小相等 物像异侧 规律 2 规律 3 当物距小于2 倍焦距 大于1 倍焦距时 则像距大于2 倍焦距 成倒立 放大的实像 此时像距大于物距 像比物大 像位于物的异侧 应用 投影仪 幻灯机 电影放映机 灵格斯教育 SAT 物理 Optics 光学 8 8 规律