教科版高中物理选修3-4光的知识点总结

1、光的直线传播光的反射一、光源定义：能够自行发光的物体二、光的直线传播C3108m/s；各种频率的光在介质中的传播速度均小于在真空中的传播速度，即 vC。说明：介质，而且是介质。否则，可能发生偏折。如从空气进入水中不是同一种介质“海市蜃楼”现象介质不均匀。C。来的传播方向。下，得到一种17m/s，甚至停顿运动。本影和半影l影：影是自光源发出并与投影物体外表相切的光线在背光面的前方围成的区域本影：发光面较小的光源在投影物体后形成的光线完全不能到达的区域半影：发光面较大的光源在投影物体后形成的只有局部光线照耀的区域日食和月食：人位于月球的本影内能看到日全食，位于月球的半偏食和月全食 A 内将看到日全

2、食；处在区域 B 或 C 内将看到日偏食；处在区域 D 内将看到日 A 内将看到月全食；处在BC D内，所以不存在月环食的自然光现象。3.用眼睛看实际物体和像S当于一只凸透镜。发散光束或平行光束经这只凸透镜作用后，在视S网膜上会聚于一点，引起感光细胞的感觉，通过视神经传给大脑，产生视觉。S/S 可以是点光源，即本身发光的物体。 是实际光线的交点是发散光线的反向延长线的交点。入射光也可以是平行光。三、光的反射反射现象：光从一种介质射到另一种介质的界面上再返回原介质的现象反射角等于入射角的反射现象叫做漫反射。镜面反射和漫反射都遵循反射定律4的反射现象叫做漫反射。镜面反射和漫反射都遵循反射定律4光路

3、可逆原理：全部几何光学中的光现象，光路都是可逆的四平面镜的作用和成像特点作用：只转变光束的传播方向，不转变光束的聚散性质成像特点：等大正立的虚像，物和像关于镜面对称像与物方位关系:上下不颠倒,左右要交换一、光的折射折射现象：光从一种介质射入另一种介质，传播方向发生转变的现象折射定律：折射光线、入射光线跟法线在同一平面内，折射光线、入射光线分居法线两侧，入 射角的正弦跟折射角的正弦成正比在折射现象中光路是可逆的二、折射率指光从真空射入介质c1 v sinC0，折射率总大于 1即 n1各种色光性质比较：红光的 n 最小，最小，在同种介质中除真空外v 最大，最大，从同种介质射向真空时全反射的临界角

4、C 最大，以一样入射角在介质间发生折射时的偏折角最小留意区分。 三、全反射 1全反射现象：光照耀到两种介质界面上时，光线全部被反射回原介质的现象临界角公式：光线从某种介质射向真空或空气时的临界角为 C，则sinC=1/n=v/c四、棱镜与光的色散向底边偏折。(假设棱镜的折射率比棱镜外介质小则结论相反。)作图时尽量利用对称性(把棱镜中的光线画成与底边平行)。由于各种色光的折射率不同，因此一束白光经三棱镜折射后发生色散现象，在光屏上形成七色光带称光谱如表所示。色散现象n色散现象nv(波动性)衍射C干预间 (粒子性)距E光电效应临光子红小大大 (明显)简洁小大小(不明显)小难黄紫大小(不明显)难大小

5、大(明显)大易结论：结论：(1)折射率 n同一介质中的传播速率 v；在平行玻璃块的侧移x光的频率,频率大,粒子性明显.；(7)在真空中光的波长,波长大波动性显著；在一样的状况下，双缝干预条纹间距 x 越来越窄在一样的状况下，衍射现象越来越不明显全反射棱镜横截面是等腰直角三角形的棱镜叫全反射棱镜。选择适当的入射点，1或180o。要特别留意两种用法中光线在哪个外表发生全反射。玻璃砖所谓玻璃砖一般指横截面为矩形的棱柱。当光线从上外表入射，从下外表射出时，其特点是：射出光线和入射光线平行；各种色光在第一次入射后就发生色散；射出光线的侧移和折射率、入射角、玻璃砖的厚度有关；4.光导纤维全反射的一个重要应

6、用就是用于光导纤维简称光纤。光纤有内、外两层材料，其中内层是光密一个端面射出。五、各光学元件对光路的把握特征或发散的程度将不发生转变。这正是反射定律中“反射角等于入射角”及平面镜的反射面是“平面”所共同打算的。由复色光组成，由于不同色光偏折的程度不同，将发生所谓的色散现象。传播方向不变，只产生一个侧移。镜使光束发散。六、各光学镜的成像特征物点发出的发散光束照耀到镜面上并经反射或折射后，如会聚于一点，则该点即为物点经镜面虚像，关键看发散光束经该光学镜的反射或折射后是否能变为会聚光束可能仍为发散光束。的虚像。的虚像。,所以它既能成虚像,又能成实像。七、几何光学中的光路问题几何光学是借用“几何”学问

7、来争辩光的传播问题的，而光的传播路线又是由光的根本传播规何光学中的光路通常有如下两类：“成像光路”一般来说画光路应依据光的传播规律，但对成像光路来说，特别是对薄透镜的成像光路来说，则是依据三条特别光线来完成的。这三条特别光线通常是指：平行于主轴的光线经透镜后必过焦点；过焦点的光线经透镜后必平行于主轴；过光心的光线经透镜后传播方向不变。“视场光路”即用光路来确定观看范围。这类光路一般要求画出所谓的“边缘光线”，而一般的“边缘光线”往往又要借助于物点与像点的一一对应关系来帮助确定。光的波动性(光的本性)一、光的干预一、光的干预现象光的干预现象。二、产生稳定干预的条件：两列波频率一样，振动步调全都(

8、振动方向一样)，相差恒定。两个振动状况总是一样的波源，即相干波源产生相干光源的方法必需保证 一样。利用激光 (由于激光发出的是单色性极好的光)；分光法(一分为二)频率和振动状况完全一样的光。(这样两束光都来源于同一个光源,频率必定相等)4 个图分别是利用双缝、利用楔形薄膜、利用空气膜、利用平面镜形成相干光源的示意图点 (或缝)光源分割法：杨氏双缝(双孔)干预试验；利用反射得到相干光源：薄膜干预利用折射得到相干光源：SS1S2SacacSS/db双缝干预的定量分析L d，O S1 S2 等间距，则当双缝中发出光同时d1射到 O 点四周的 P 点时，两束光波的路程差为=r2r1；由几何关系得：r

9、2=L2+(x1)2，drdr22=L2+(x+ 2 )2.dx考虑到Ld和 Lx，可得= L .假设光波长为，亮纹：则当=k(k=0,1,2,) 屏上某点到双缝的光程差等于波长的整数倍时，两束光叠加干预加强；暗纹当=(2k1)(k=0,1,2,)屏上某点到双缝的光程差等于半波长的奇数倍时两束光叠2加干预减弱，据此不难推算出：L(1)明纹坐标 x=kd* (k=0，1，2，(2)暗纹坐标 x=(2k1)Ld 2(k=1，2，L测量光波长的方法(3)条纹间距相邻亮纹(暗纹)间的距离(Ld)用此公式可以测定单色光的波长。则出n 条亮条纹(暗)条纹的距离 a,相邻两条亮条纹间距a n1ddaLx (

10、)LL n1用白光作双缝干预试验时,由于白光内各种色光的波长不同,干预条纹间距不同,所以屏的中心是白色亮纹,结论：由同一光源发出的光经两狭缝后形成两列光波叠加产生=k，该处的光加强，消灭亮条纹；= 2(2n 1) 该点光相互消弱，消灭暗条纹；x ld ()，所以用单色光作双缝干预试验时， 屏的中心是亮纹，两边对称地排列明暗一样且间距相等的条纹用白光作双缝干预试验时，屏的中心是白色亮纹，两边对称地排列彩色条纹，离中心白色亮纹最近的是紫色亮纹。将其中一条缝遮住：将消灭明暗相间的亮度不同且不等距的衍射条纹薄膜干预现象： 光照到薄膜上，由薄膜前、后外表反射的两列光波叠加而成劈形薄膜干预可产生平行相间条

11、纹，两列反射波的路程差 ,等于薄膜厚度 d 的两倍，即=2d。 由于膜上各处厚度不同，故各处两=dnn=1,2=d=(n-1)/2n=12)则出现暗纹。应留意：干预条纹消灭在被照耀面(即前外表)。后外表是光的折射所造成的色散现象。单色光明暗相间条纹，彩色光消灭彩色条纹。薄膜干预应用：肥皂膜干预、两片玻璃间的空气膜干预、浮在水面上的油膜干预、牛顿环、蝴蝶翅膀的颜色等。光照到薄膜上，由膜的前后外表反射的两列光叠加。看到膜上消灭明暗相间的条纹。透镜增透膜(氟化镁)：透镜增透膜的厚度应是透射光在薄膜中波长的 14 反射光的光程差为半个波长，(T=2d=，得d= )，故反射光叠加后减弱。大大削减了光的反

12、射损失，增加了透射光的强度，这种薄膜叫增透膜。光谱中心局部的绿光对人的视觉最敏感，通过时完全抵消，边缘的红、紫光没有显著减弱。全部增透膜的光学镜头呈现淡紫色。E强透射光的强度。=E入反+EE透吸反最大。增透如下图，两板之间形成一层空气膜，用单色光从上向下照耀，假设被，如图甲所示；假设某处凹下，则对应条纹延后消灭，如图乙所示。 (注：“提前”与“延后”不是指在时间上，而是指由左向右的挨次位置上。 )同一光源分别出的两列光叠加才能产生干预现象。光的波长、波速和频率的关系vf。光在不同介质中传播时，其频率f不变，其波长与光在v 成正比色光的颜色由频率打算，频率不变则色光的颜色也不变。二、光的衍射。光

13、的衍射现象是光离开直线路径而绕到障碍物阴影里的现象单缝衍射：中心明而亮的条纹，两侧对称排列强度减弱，间距变窄的条纹。圆孔衍射：与牛顿环有区分的圆板阴影的边缘是模糊的，在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环。各种不同外形的障碍物都能使光发生衍射。至使轮廓模糊不清，产生明显衍射的条件：(0.5mm 时，有明显衍射现象)d300当d=0.1mm=1300时看到的衍射现象就很明显了。小结：光的干预条纹和衍射条纹都是光波叠加的结果，但存在明显的区分：暗，干预条纹则是等间距，明暗亮度一样。 白光的衍射条纹与干预条光振动垂纹都是彩色的。直于纸面大，干预和衍射现明显，越简洁观看到现象。得多和状况下(条件)光才可以看作直线传播。(反之)纹间距离变大，而亮度变暗。光的直进是几何光学的根底，光的衍射现象并没有完全否认光的直进，而是指出光的传播规律(2022 再放大衍射现象明显了。)(以下教材适用)三.光的偏振横波只沿某个特定方向振动，这种现象叫做波的偏振。只有横波才有偏振现象。依据波是否具有偏振现象来推断波是否横波，试验说明，光具有偏振现象，说明光波是横波。而且沿各个方向振动的光波的强度都一样，这种光叫自然光。自然光通过偏振片后成形偏振光。偏振光。自然光通过偏振片后，在垂直于传播方向的平面上，