高中物理光学总结

1、光的折射、光的全反射现象：光从一种介质进入另一种介质时，传播方向发生变化 折射定律光的折射物理意义sin ic折射率公式：n=n= csin rv实验：测定玻璃的折射率现象：光从光密介质射到光疏介质的界面时，全部被反射回原介质的现象光密介质T光疏介质光的全反射条件八入射角大于或等于临界角 C sin C=-n应用：光纤通信、全反射棱镜分类突破聲合耶对点按一、光的折射、全反射的综合应用几何光学是以光线为工具研究光的传播规律，所以解决几何光学问题的关键是 根据“光的传播规律画出光路图， 然后再利用几何学知识，寻找相应的边角关 系.(1) 几何光学主要包括四条原理：光的直线传播规律；光的反射定律；光

2、 的折射定律；光路可逆原理(2) 解题时常用的三个公式：折射定律公式：sin in 12 sin r ； 折射率与光速的关系n= c；v1 全反射的临界角sin C = (3)注意法线的画法：法线画成虚线；法线垂直于界面，如果界面是圆面，那应 该垂直于圆的切线，即法线沿半径指向圆心.【例1】 如图1所示，ABCD是一直角梯形棱镜的横截面，位于截面所在平面 内的一束光线由0点垂直AD边射入棱镜的折射率 n= ,；2, AB= BC=8 cm， 0A= 2 cm,/ OAB= 60°图1(1) 求光线第一次射出棱镜时，出射光线的方向;(2) 第一次的出射点距 Ccm.借题发挥 解答光学问

3、题应先准确画出光路图.(2) 用光发生全反射的条件来判断光是否已经发生全反射.在处理光学问题时应充分利用光的可逆性、对称性、相似性等几何关系.【例2】 如图2所示，半圆形玻璃砖的半径 R= 10 cm, AB与屏幕垂直并接触于 A点, 激光束a射向半圆形玻璃砖的圆心 0,激光束a对准0点从图示位置在纸面内顺时针方 向旋转，当转过角度为 30°时，光屏上有两个光斑，当转过的角度刚好为45°时，光屏上恰好只有一个光斑，求：(1) 玻璃砖的折射率n ；(2) 当转过角度为30°时，光屏上两个光斑之间的距离L.Dr丿'1二、测折射率的方法测折射率常见的方法有成像法

4、、插针法及全反射法，不管哪种方法其实质相同，由折射 定律n = snr知，只要确定出入射角i及折射角r即可测出介质的折射率.【例3】用半圆形玻璃砖测定玻璃折射率的方法如下： 把半圆形玻璃砖放在白纸上， 定出其圆心O,在白纸上用铅笔描下其直径和圆心位置,让一束光沿与直径垂直的方向穿入玻璃砖的圆弧局部射到圆心0,如图3所示. 不改变入射光的方向和位置，让玻璃砖以0点为轴逆时针转动到从玻璃砖平面一侧恰 好看不到出射光为止.卩，由卩计算 用铅笔描下此时玻璃砖直径的位置，移去玻璃砖测出玻璃砖转过的角度 出折射率.这种测量方法是利用光的 现象测定玻璃折射率的，当玻璃砖转过的角度卩时的入射角叫假设3= 42

5、°且sin 42 = 0.67，那么玻璃的折射率 n=.三、光的波速、折射率与频率的综合应用1白光由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光组成，七种色光的特性差异可以用下 表表示出来各种色光红橙黄绿蓝靛紫频率小f大波长长T短折射率小f大波速介质中大f小2.光的颜色由光源的频率决定，与介质无关，与波长无关，波速由介质和光的频率共同 决定.【例4】 水中某一深处有一点光源 S,可以发出a、b两种单色光，其由水中射出水面 的光路如图4所示.关于这两种单色光性质的比拟，以下判断正确的选项是A. a光的频率比b光的小B. a光的折射率比b光的大C. a光在水中的传播速度比 b光的小D. a光在水中

6、的波长比 b光的小广镰fh两列频审相同、相忡畫忻定，貶硼&嵐相同的光十减图样：单色光足朗唁相仙、站分布的峯纹婀干叔或缝十年明暗笫纹产生的斜|T卵条纹血=恥懾=心士片12f J.5, *» 略第纹：乂=妖一丄£供=忙±1, ±匕±5,采纹间距，4=夕I实笛，用取缝+涉翡蛍光的诜长I薄腿干拂及应用笈生咧显街射的乐fh 7L克障碍物的尺寸与光的袂K1H韭不劭?!至比光的it罠还琵小 光的衍彳桁射卿恪 单卒光号明哨相间、非均匀分布的条纹与干预用样讲钉区分|生阿 单缝衍射.国孔衍射、囲扳街射泊樋託斑线宦娠光与自熬光的区别編提线悩駁光的农再力払：i

7、n闭編搬片；卩让矗肘光-折附光離自，那么它们撇应为线嵋掘光 怕振观象说明光是横酸特旦：覺度大、方向性好单ffiTffir.務fii诙艮宽而Ft可训谐IL应用；議光加工、激光令良照相、锻光诵恰、懑光榆测、试死医学、酬光照排、光盘帑r分类突破 三整合聊墅点拨一、光的干预1 产生干预的条件：两列频率相同、相位差恒定、振动情况相同的光.2. 产生明暗条纹的条件：当 & = k入时出现明条纹；当Ar = 2k1#时出现暗条 纹其中k= 0, ±, ±.相邻明或暗条纹间距：山=d入3. 双缝干预图样的特点：单色光照射时为间距相同的明暗相间的条纹，白光照 射时为彩色条纹.4 .双

8、缝干预法测光波的波长：相邻明或暗条纹间距Ax=d入得：后气95.薄膜干预1薄膜干预中的条纹是从薄膜前、后两个外表反射的光在光源这一侧干预形成 的.2同一条纹上的点厚度相同，所以假设用肥皂薄膜做实验，条纹为横条纹.【例1】 如图1所示为双缝干预实验，甲图为用绿光照射时的结果，a为中央亮条纹，a'为相邻亮条纹；乙图为换用另一种单色光照射的结果，a为中央亮条纹，a'为相邻亮条纹，两次实验中双缝间距和双缝到屏的距离相等，以下说 法正确的选项是甲乙图1A乙图可能是用红光照射，说明红光波长较长B乙图可能是用紫光照射，说明紫光波长较长C乙图可能是用紫光照射，说明紫光波长较短D乙图可能是用红光

9、照射，说明红光波长较短【例2】 利用双缝干预测定光的波长实验中，双缝间距 d = 0.4 mm,双缝到光 屏间的距离I二0.5 m,用某种单色光照射双缝得到干预条纹如图 2所示，分划板 在图中A、B位置时游标卡尺读数也如图2中a、b所示给出，贝U:1分划板在图2中A、B位置时游标卡尺读数分别为xa=mm, xb =mm,相邻两条纹间距 Ax=mm；波长的表达式 A用Ax、I、d表示，该单色光的波长 Am；3假设改用频率较高的单色光照射，得到的干预条纹间距将填“变大 “不变或“变小 A4i置读哉3)图2【例3】 劈尖干预是一种薄膜干预，其装置如图 3甲所示将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在

10、一端夹入两张纸片，从而在两玻璃外表之间形成一个劈形空气薄膜.当光垂直入射后，从上往下看到干预条纹如图乙所示. 干预条纹有如下特点：1任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等；2任意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定. 现假设在图甲装置中抽去一张纸片，那么当光垂直入射到新的劈形空气薄膜后，从上往下看到的干预条纹两种现象比拟 工程单缝衍射双缝干预不同点产生条件只要狭缝足够小，任何光频率相同的两列相干光A 变疏B变密二、单缝衍射与双缝干预的比拟D 消失图3C 不变都能发生波相遇叠加条纹特点条纹宽度和亮度不等，中 央条纹最宽最亮，两侧条纹逐渐变窄变暗条纹宽度相等，各条纹间 距相等，亮度根本不变相同点都是明暗相间的条纹，条纹都是光波叠加时加强或削弱的结果；都 是波特有的现象，说明光是一种波【例