整理高三物理光学专题复习

精品文档 1欢迎下载 光学专题复习光学专题复习 基本知识点回顾 一 知识框架 一 对光传播规律的研究 几何光学 二 光的本性 物理光学 一 几何光学重点知识总结 1 光的直线传播规律 条件 同种 均匀介质 2 光的反射定律 注 无论是镜面反射或漫反射 对每条反射光线都遵循反射定律 3 光的折射定律 特例 光从真空 空气 射入介质时 则 特例 4 光的独立传播定律 几束光在同一介质中传播时虽屡屡相交 但互不扰乱 保持 精品文档 2欢迎下载 各自的方向继续传播 5 光路可逆原理 当光线逆着原来的反射线或折射线方向入射时 将逆着原来的入 射线方向反射或折射 6 几点注意 光射到两种介质界面上 一般情况下都是既有反射 又有折射 因此需考虑每一条 可能的光线 包括垂直入射时按原路返回的反射光 折射率反映了介质的折光本领 取决于光在真空和介质中的传播速度 即 所以 测定了介质的折射率 即可算出光在介质中的速度 全反射的条件 1 光从介质射向真空 空气 2 入射角等于或大于临界角 3 条件应用 光线从光密介质射至光疏介质的界面时 首先要检查一下临界角 然后 才能确定光线的实际传播路径 2 几何光学器件对光路控制作用对比表 几点说明 用平面镜控制反射光线去向的相关题型 1 给出入射光线方向与反射光线去向 要求找镜位 2 镜旋转反射光线改变 精品文档 3欢迎下载 光线通过平行透明板的侧移距的相关因素 表达式 说明 d 与玻璃板厚度 z 玻璃材料折射率 n 和入射角 i 有关系 不同色光光路与成像差异的对比 3 光学器件 平面镜 透镜 的成像 平面镜成像作图与成像计算 题型 1 平面镜尺寸的设计 2 平面镜尺寸对像长的限制 3 有一定厚度平面镜成像设计 4 平面镜视场 透镜的成像作图法 例图 用焦平面和到光轴法 二 光的本性 物理光学重点知识 1 对光本性的认识 光是具有电磁本质的物质 具有波粒二象性 波长较大时波动性明 显 波长很小时微粒性明显 2 光的波动性 1 光的干涉 现象及条件 精品文档 4欢迎下载 2 光的衍射 现象 a 圆斑衍射 b 圆孔衍射 3 色散 光谱 电磁波谱 4 光谱比较表 光谱比较表 电磁波波谱对比表 3 光的粒子性的重点知识 1 光电效应现象 2 光电效应实验规律 四条 二 重点知识规律回顾 重要规律对比表 规律主要内容说明 1 光的直线传播定律光在均匀介质中 总是沿直线传 播的 在同一种介质中光线不一定直 线传播 2 光的反射定律 三线 共面 两线 对称 两角 相等 三线 为入射 反射与法线 入 反射线关于法线对称 反 精品文档 5欢迎下载 射角等于入射角 3 平面镜成像规律像与物以镜面为对称 像与物大 小一样 恒为虚像 即 v u v 像距 u 物距 可 依据反射定律作图成像 4 光的折射定律 三线 共面 两线不共介质 两角 正弦成正比 n 折射率 i 是入射线与法线间的夹角 是折射线与法线间的夹角 c 是光在真空中的速度 v 是光在介质中的速度 5 全反射规律只有反射光线 没有折射光的现 象 光线由介质进入真空 产生全反射的条件 1 光线 从光密介质射向光疏介质 2 入射角 临界角 6 光的色散规律复色光通过三棱镜分解为单色光 为偏折角 紫色光 偏折角最大 由于同一介质不同色光的传播 速度不同 则 7 透镜成像规律 根据实验 作图及公式计算得出 u 物距 则 v 像距 由光路可逆性 若 则 u 2f 时 则 f v 2f 倒立缩小 实像 K 1 据光路可逆性 f uf K 1 倒立放大实像 u 2f v 2f K 1 倒立等大实 像 u1 正立放大 虚像 K 表示垂直于主轴方向的线度 放大率 说明 透镜成像规律计算不要求 3 光子 理论成功解释光电效应 4 光的波粒二象性 光子流不是一群遵从经典力学规律的粒子 光波也不是通常所理解的连续的波动 光 波强度代表那里出现的光子数 精品文档 6欢迎下载 典型例题典型例题 例 1 如图所示 激光液面控制仪的原理是 固定的一束激光 AO 以入射角 i 照射到液面 上 反射光 OB 射到水平的光屏上 屏上用光电容将光讯号转变成电讯号 电讯号输入控制 系统用以控制液面高度 如果发现光点 B 在屏上向右移动了的距离到 由上可知液 面 填 升高 或 降低 了 解 解 作出两次的反射光路图如下图所示 由几何图形可知 液面下降 又由几何关系 可得 液面下降的高度 答案 降低了 例 2 如图所示 两块同样的玻璃直角三棱镜 ABC 两者的 AC 面是平行放置的 在它们 之间是均匀的未知透明介质 一单色细光束 O 垂直于 AB 面入射 在图示的出射光线中 A 1 2 3 彼此平行 中的任一条都有可能 B 4 5 6 彼此平行 中的任一条都有可能 C 7 8 9 彼此平行 中的任一条都有可能 D 只能是 4 6 中的某一条 分析 分析 光线经 AC 面的折射情况由于未知透明介质的折射率的不确定性分为三种情况 1 透明介质折射率大于玻璃折射率 可能出射光线为图中第 6 条 2 透明介质折射 率等于玻璃折射率 入射光线不偏折 是第 5 条光线 3 透明介质折射率小于玻璃折射 率 可能射出光线为第 4 条光线 所以答案为 B 例 3 有一点光源置于透镜主轴上的 A 点经透镜成像于 B 点 将此点光源放在 B 点 经 透镜成像于 C 点 且 AB BC 如图所示 则 A 此透镜一定是凸透镜 B 此透镜可能是凹透镜 精品文档 7欢迎下载 C 这两次成像都是虚像 D 透镜一定在 A 点的左侧 解析 解析 物点由时 像点由 因为 AB BC 说明物体移动速度小于像移 动速度 像移动速度大 应为放大的像 所以此透镜肯定是凸透镜 若是实像 物放在像 的位置时 由光路可逆性知 成的像应在原来物的位置 即物像位置互换 但此题并非如 此 所以只能是放大的虚像 透镜处于 A 的左侧 所以答案为 A C D 例 4 激光器是一个特殊的光源 它发出的光便是激光 红宝石激光器发射的激光是不 连续的一道一道的闪光 每道闪光称为一个光脉冲 现有一红宝石激光器 发射功率为 所发射的每个光脉冲持续的时间为 波长为 793 4 nm 问每 列光脉冲的长度 l 是多少 其中含有的光子数 n 是多少 分析与解 分析与解 以 l 和 c 分别表示光脉冲的持续时间 长度和光在真空中的传播速度 由题意可知 以 P 和 E 表示红宝石激光器发射功率和光脉冲能量 则有 以和表示红