光学考点复习讲义1折射率折射率定义光从真空或空气中射入介质

1、光学考点复习讲义1折射率 折射率定义:光从真空或空气中射寸入介质中发生折射时，入射角的正弦与折射角的正弦之比，叫做这种 介质的折射率.折射率反映介质折射光的本领大小的一个物理量 折射率的定义表达式：n= sin y (其中为真空或空气中的角度) sin 2匚(其中C、入为光在真空或空气中的光速、波长; 为介质中的c n=-v折射率的其它各种计算表达形式:sinCo光速、波长；Co为光发生全反射时的临界角)折射率大小的决定因素：介质、光源(主要是频率)，注意：介质的折射率n1 ,(3) 折射光路是可逆的.2光的全反射(1 )光疏介质和光密介质：两种介质比较，折射率小的介质叫光疏介质一折射率大的介

2、质叫光_密介质；“光疏”和“光密”具有相对性.(2 )全反射现象：光从光密介质入射到光疏介质的分界面上时，当入射角增大到一定程度时, 光全部反射回光密介质，这一现象叫全反射现象.(3) 临界角：折射角等于 90。时对应的入射角叫做临界角 .用C表示，C=arcsin丄.n(4) 发生全反射的条件：光从光密介质入射到光疏介质；入射角大于等于临界角.(5) 光导纤维：实际用的光导纤维是非常细的特质玻璃丝，直径只有几微米到一百微米之间，在内芯和外套的界面上发生全反射.其中内芯是光密介质，外套是光疏介质3光的色散(1 )三棱镜：横截面为三角形的三棱柱透明体称三棱镜.三棱镜对光线的作用： 光密三棱镜：当

3、光线从一侧面射入，从另一侧面射岀时，光线两次均向底面偏折 . 光疏三棱镜：当光线从一侧面射入，从另一侧面射岀时，光线两次均向顶角偏折 . 全反射棱镜(等腰直角棱镜)：当光线从一直角边垂直射入时，在斜边发生全反射，从另一直角边垂直射岀.当光线垂直于斜边射入时，在两直角边都发生全反射后又垂直于斜边射岀.三棱镜成像：当物体发岀的光线从三棱镜的一侧面射入，从另一侧面射岀时， 逆着岀射光线可以看到物体的虚像.(2)光的色散： 白光通过三棱镜后，岀射光束变为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七色光束。由七色光组成的光带叫做光谱.这种现象叫做光的色 _ 色散的实质是由于各种色光在同一介质中传播的速_率不同，或同一介

4、质对不同色光的折射率不同而引起的 各种色光性质比较：可见光中红光的折射率n最小频率f最小,在同种介质中(除真空外)传播速度v最大，波长 入最大，从同种介质射向真空时发生全反射的临界角C最大以相同入 射角在介质间发生折射时的偏折角最小（注意区分偏折角和折射角）4光的干涉现象（1）光的干涉两列光波在空间相遇时发生叠力_在某些区域总加强，在另一区域总减弱，从而岀现明暗相 间的条纹的现象叫光的干涉 .（2）干涉的条件相干光源：频率相同、相差恒定（步调差恒定）的两束光（3）杨氏双缝干涉相干条件：如图12-2-1图 12-2-1若S1、光振动情况完全相同，则符合:.=r2 -口 =Lx = n，, （n=

5、0、1、2、3）时，岀现亮条纹；d若S1、$光振动情况完全相同，则符合三乂=（岔1） ，（ n=0，1，2，3,）时，岀现暗条纹.（注意：振动情况完全相反的加d2强减弱条件）其中乞是两狭缝之间的距离，L是两狭缝到屏的距离，入是光波的波长.相邻亮条纹（或相邻暗条纹）之间的中央间距： 双缝干涉图样单色光：中央为明条纹，两边等间距对称分布明暗相间条纹；复合光：中央为明条纹，两边等间距对称分布彩色条纹.（4 ）薄膜干涉 薄膜干涉的成因由薄膜的前、后表面反射的两列光波叠加而成，劈形薄膜干涉可产生平行相间的条纹. 薄膜干涉的应用增透膜：透镜和棱镜表面的增透膜的厚度是入射光在薄膜中波长的4（注意：非空气中波

6、长的1 ）.检查平整程度：待检平面和标准平面之间的楔形空气薄膜，用单色光进行照射， 入射光从空气膜的上、下表面反射岀两列光波，形成干涉条纹，待检平面若是平的，空气膜厚度相同的各点就位于一条直线上，干涉条纹是平行的二之，干涉条纹有弯曲现象.5光的衍射现象（1 ）光的衍射光遇到障碍物时，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 ）明显衍射的条件从理论上讲衍射是无条件的，但需发生明显的衍射现象的条件：当孔或障碍物的尺寸比光波的波长小，或者跟光波的波长相差不多时，光才发生明显的衍射现象(3 )衍射图样 单缝衍射：单色光：中央是最宽的亮条纹，两侧为不等间隔的明暗相间的条纹；复合光：中央是

7、最宽的亮条纹，两侧为不等间隔的彩色条纹，最靠近中央的是紫光,最远离中央的是红光.(注意：与双缝干涉的干涉条纹不同的是：干涉条纹均匀分布，而衍射条纹的中央明纹较宽、较亮.) 圆孔衍射：明暗相间的不等距圆环.(4 )泊松亮斑光照射到一个半径很小的圆板后在圆板的阴影中心岀现亮斑，这是光能发生衍射的有力证据之一.注意泊松亮斑与圆孔衍射条纹的区别：图12-2-2是泊松亮斑，图12-2-3是圆孔衍射条纹.图 12-2-2图 12-2-3(5 )光的衍射的应用用衍射光栅测定光波波长 .6光的偏振(1) 自然光、偏振光自然光：从光源(如太阳、亮着的灯等)直接发岀的光，包含着在垂直于传播方向的一切方向振动的光，

8、而且沿着各个方向振动的光波的强度都相同偏振光：自然光通过偏振片后，在跟光传播方向垂直的平面内，光振动在某一方向较强而在另一些方向振动较 ,这样的光叫偏振光.自然光射到两种介质的界面上，如果光的入射方向合适，使反射和折射光之间的夹角恰好是90，这时的反射光和折射光就都是偏振光，且它们的偏振方向互相垂直.我们通常看到的绝大多数光都是偏振光(2) 光的偏振的物理意义光的偏振现象充分表明光波是横波。因为偏振现象是横波所特有的现象(3) 偏振光的应用全息照相、立体电影等.7激光(1)激光的特点主要特点有：相干性好；平行度好；亮度很高。 激光是一种人工相干光 ，两束相同的激光在相遇区域叠加时，产生非常明显的干涉现 激光具有非常好的平行度,激光在传播很远的距离后仍然保持一定的强度； 激光具有很强的亮度， 激光可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量(2 )激光的重要应用通信、测距、光盘读取、切割等. 由于激光是相干光， 便于调制，常用来传递信息， 光纤通信就是激光和光导纤维相结合的