高中物理：光学

1、0高中物理：光学美国迈克耳逊用旋转棱镜法较准确的测出了光速，反射定律(物像关于镜面对称)；由偏折程度直接判断各色光的nsini c sin 90 o折射定律 n = = = =sin g v sinc介l空l介光学中的一个现象一串结论色散现象nv(波动性)衍射c临干涉间距(粒子性)e光子光电效应红小大大(明显)容易小大小(不明显)小难黄紫大小小 (不明显)难大小大(明显)大易结论：(1)折射率 n、；(2) 全反射的临界角 c；(3) 同一介质中的传播速率 v；(4) 在平行玻璃块的侧移x(5) 光的频率 ,频率大,粒子性明显.；(6) 光子的能量 e=h 则光子的能量越大。越容易产生光电效应

2、现象(7) 在真空中光的波长 ,波长大波动性显著；(8) 在相同的情况下，双缝干涉条纹间距 x 越来越窄(9) 在相同的情况下，衍射现象越来越不明显全反射的条件：光密到光疏；入射角等于或大于临界角全反射现象： 让一束光沿半圆形玻璃砖的半径射到直边上 ,可以看到一部分光线从玻璃直边上折射到空气 中,一部分光线反射回玻璃砖内 .逐渐增大光的入射角 ,将会看到折射光线远离法线 ,且越来越弱 .反射光越来越强,当入射角增大到某一角度 c 时,折射角达到 90临0,即是折射光线完全消失,只剩下反射回玻璃中的光线.这种现象叫全反射现象.折射角变为 90 时的入射角叫临界角应用:光纤通信(玻璃 sio) 内

3、窥镜 海市蜃楼 沙膜蜃景 炎热夏天柏油路面上的蜃景 2水中或玻璃中的气泡看起来很亮 .理解：同种材料对不同色光折射率不同；同一色光在不同介质中折射率不同。 几个结论：1 紧靠点光源向对面墙平抛的物体，在对面墙上的影子的运动是匀速运动。2、 两相互正交的平面镜构成反射器,任何方向射入某一镜面的光线经两次反射后一定与原入射方向平行反向。3、 光线由真空射入折射率为 n 的介质时，如果入射角 满足 tg =n，则反射光线和折射光线一定垂直。4、由水面上看水下光源时，视深d =d / n；若由水面下看水上物体时，视高d =nd。5、光线以入射角 i 斜射入一块两面平行的折射率为 n、厚度为 h 的玻璃

4、砖后，出射光线仍与入射光线平行，但存在侧移量x=dsini (1 +cosi n 2 -sin 2 i)两反射光间距dx=dsin2i n 2 - sin 2 i双缝干涉:条件 f 相同，相位差恒定 (即是两光的振动步调完全一致)第 1 页 共 3 页当其反相时又如何?亮条纹位置: sn ；暗条纹位置:ds =(2n +1)2l（n0,1,2,3,、）；条纹间距 ：l a ddx da dx = l= l= =d n -1 l l(n -1)( s :路程差(光程差)；d 两条狭缝间的距离；l：挡板与屏间的距离) 测出 n 条亮条纹间的距离 a薄膜干涉:由膜的前后两表面反射的两列光叠加，实例：

5、肥皂膜、空气膜、油膜、牛顿环、光器件增透膜(厚度是绿光在薄膜中波长的 1/4,即增透膜厚度 d /4)衍射:现象,条件 单缝 圆孔 柏松亮斑(来历) 任何物体都能使光发生衍射致使轮廓模糊三种圆环区别：单孔衍射(泊松亮斑)中间明而亮,周围对称排列亮度减弱,条纹宽变窄的条纹空气膜干涉环 牛顿环间隔间距等亮度的干涉条纹 内疏外密的干涉条纹干涉、衍射、多普勒效应(太阳光谱红移 宇宙在膨胀)、偏振都是波的特有现象, 证明光具有波动性；衍射表明了光的直线传播只有一种近似规律；说明任何物理规律都受一定的条件限制的.光的电磁说麦克斯韦根据电磁波与光在真空中的传播速度相同，提出光在本质上是一种电 磁波这就是光的

6、电磁说，赫兹用实验证明了光的电磁说的正确性。电磁波谱。波长从大到小排列顺序为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、x 射 线、 射线。各种电磁波中，除可见光以外，相邻两个波段间都有重叠。组成频率波产生机理无线电波波长：大频率：小 在振荡电路中，红外线小大可见光紫外线 波动性：明显 粒子性：不明显x 射线n射线不明显明显原子的内层电 原子核受到激自 由 电 子 作 周 原子的外层电子受到激发产生的 期性运动产生红外线、紫外线、x 射线的主要性质及其应用举例。子受到激发后 发后产生的 产生的种类产生主要性质应用举例红外线紫外线一切物体都能发出 一切高温物体能发出热效应化学效应遥感、遥控、加热 荧光、

7、杀菌、合成 vd2x 射线阴极射线射到固体表面穿透能力强人体透视、金属探伤实验证明：物体辐射出的电磁波中辐射最强的波长m和物体温度 t 之间满足关系mt = b（b 为常数）。可见高温物体辐射出的电磁波频率较高。在宇宙学中，可根据接收恒星发出的光的频率，分析其表面温度。光五种学说：原始微粒说(牛顿),波动学说(惠更斯),电磁学说(麦克斯韦), 光子说(爱因斯坦),波粒两相性学说(德布罗意波)概率波各种电磁波产生的机理,特性和应用,光的偏振现象说明光波是横波,也证明光的波动性. 激光的产生特点应用(单色性,方向性好,亮度高,相干性好)光电效应实验装置,现象,所得出的规律(四)爱因斯坦提出光子学说的背景爱因斯坦光电效应方程： mvm2/2hfw0一个光子的能量 ehf (决定了能否发生光电效应 )光电效应规律:实验装置、现象、总结出四个规律任何一种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须大于这个极限频率，才能产生光电效应；低于这个 极限频率的光不能产生光电效应。第 2 页 共 3 页光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光频率的增大而增大。入射光照到金属上时，光子的发射几乎是瞬时的，一般不超过 10-9s当入射光的频率大于极限频率时，光电流强度与入射光强度成