【2022】高中物理光学知识点总结

光的微粒说（牛顿）光的波动性（惠更斯）光的电磁说认 （麦克斯韦

能解释：光的直线传播、光的反射等。困难：光的独立传播、光躲到两种媒质的界面上既有反射，又有折射。双缝干涉光的干涉薄膜干涉光的衍射电磁场理论电磁波谱无线电波、红外线、可见

6、知道光的波粒二象性：知道一切微观粒子都具有波粒二象性，知道大量光子容易表现出粒子性，而少量光子容易表现为粒子性。光的直线传播．光的反射二、光的直线传播1．光在同一种均匀透明的介质中沿直线传播，各种频率的光在真空中传播速度：C＝3×108m/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v<C。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．法线两侧，反射角等于入射角．3．光的本性识深化过程光的本性光子说

光的电磁说光电效应及其规律

光、紫外线、伦琴射线、r射线，由低频到高频，构成了范围非常广阔的电磁波谱。光在空间传播不是连续的，而是一份一份的，每

反射。镜面反射和漫反射都遵循反射定律．四．平面镜的作用和成像特点作用：只改变光束的传播方向，不改变光束的聚散性质．成像特点：等大正立的虚像，物和像关于镜面对称．光的折射、全反射（爱因斯坦） 光子

一份叫做一个光子。光子的能量E=hv。h=6.63×焦·秒，称普朗克常量。

一、光的折射折射现象：光从一种介质射入另一种介质，传播方向发生改变的现象．折射光线、入射光线跟法线在同一平面内，折射光线、入射光线分居法大量光子、长波长：线两侧，入射角的正弦跟折射角的正弦成正比．波粒二象性

光既有波动性，又有粒子性，故认为光具有波粒二象性(一切微观粒子都有波粒二象性)。

容易表现出波动性。

在折射现象中光路是可逆的．二、折射率目前的结论

第十一单元光的性质

少量光子短波长： 1．定义：光从真空射入某种介,入射角的正弦跟折射角的正弦之,叫做介质的容易表现出粒子 射率．注意：指光从真空射入介质．性。 c 1二、学习要求

公式：n=sini/sinγ

sinC0

，折射率总大于1．即n＞1．1、知道有关光的本性的认识发展过程：知道牛顿代表的微粒、惠更斯的波动说一直到光的波粒二象性这一人类认识光的本性的历程，懂得人类对客观世界的认识是不断发展不断深化的。2涉条纹的宽度特征，会用肥皂膜观察薄膜干涉现象。知道光的衍射：知道光的衍射现象及观察明显衍射现象的条件，知道单缝衍射的条纹与双缝干涉条纹之间的特征区别。3、知道电磁场，电磁波：知道变化的电场会产生磁场，变化的磁场会产生电场，变化的磁场知道电磁波对人类文明进步的作用，知道电磁波有时会对人类生存环境造成不利影响；从电磁波的广泛应用认识科学理论转化为技术应用是一个创新过程，增强理论联系实际的自觉性。知道光的电磁说：知道光的电磁说及其建立过程，知道光是一种电磁波。4X射线及射线的特征及其主要应用。5、知道光电效应和光子说：知道光电效应现象及其基本规律，知道光子说，知道光子的能量与光学知识点其频率成正比；知道光电效应在技术中的一些应用

各种色光性质比较：红光的n最小，在同种介质中（除真空外最大，从同种介质射向真空时全反射的临界角C最小（注意区分。三、全反射全反射现象：光照射到两种介质界面上时，光线全部被反射回原介质的现象．全反射条件：光线从光密介质射向光疏介质，且入射角大于或等于临界角．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，则四、棱镜与光的色散棱镜对光的偏折作用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1PAGEPAGE3带（称光谱（）关系如表所示。色散现象n色散现象nvλ(波动性)衍射C临大显)(明容易小干涉间距大γ性)小显)(E光电效应光子红小黄紫大大(不明小难小难大小大易小显)(不明大(明显)结论：(1)折射率全反射的临界角C；同一介质中的传播速率(4).；光子的能量(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

面所成的实像点；如发散，则其反向延长后的会聚点即为物点经镜面所成的虚像点。因此，判断某光学镜是否能成实（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。,,又能成实像。七、几何光学中的光路问题规律来确定。所以，对于几何光学问题，只要能够画出光路图，剩下的就只是“几何问题”了。而几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“视场光路”——即用光路来确定观察范围。这类光路一般要求画出所谓的“边缘光线全反射棱镜反射棱镜的作用在射出后偏转9（右图1）或18（右图2。要特别注意两种用法中光线在哪个表面发生全反射。3.玻璃砖所谓玻璃砖一般指横截面为矩形的棱柱。当光线从上表面入射，从下表面射出时，其特点是：⑴射出光线和入射光线平行；⑵各种色光在第一次入射后就发生色散；⑶射出光线的侧移和折射率、入射角、玻璃砖的厚度有关；

一、光的干涉一、光的干涉现象

光的波动性(光的本性)⑷可利用玻璃砖测定玻璃的折射率。4.光导纤维全反射的一个重要应用就是用于光导纤维（简称光纤。光纤有内、 外两层材料，其中内层是光密介质，外层是光疏介质。光在光纤中传播时，每次射到内、外两层材料界面，都要求入射角大于临界角，从而发生全反射。这样使从一个端面入射的光，经过多次全射能够没有损失地全部从另一个端面射出。五、各光学元件对光路的控制特征光束经平面镜反射后，其会聚（或发散）于入射角”及平面镜的反射面是“平面”所共同决定的。束由复色光组成，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。透镜使光束发散。六、各光学镜的成像特征

光的干涉现象。二、产生稳定干涉的条件：()即相干波源产生相干光源的方法（必须保证相同。⑴利用激光(因为激光发出的是单色性极好的光)；⑵分光法(一分为二)(这样两束光都来源于,)下面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)干涉实验；利用反射得到相干光源：薄膜干涉/利用折射得到相干光源： a/SS1SS1S2S dS b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．纹；

。至使轮廓模糊不清，产生明显衍射的条件：··障碍物或孔(0.5mm··Δd≤300λ 当Δd=0.1mm=1300λ时看到的衍射现象就很明显了。②当到达某点的路程差为半波长奇数倍时，既δ=2

(2n1)，该点光互相消弱，出现暗条纹；

小结：光的干涉条纹和衍射条纹都是光波叠加的结果，但存在明显的区别：单色光的衍射条纹与干涉条纹都是明暗相间分布，但衍射条纹中间亮纹最宽，两侧x

ld (∝λ)，

条纹逐渐变窄变暗，干涉条纹则是等间距，明暗亮度相同。白光的衍射条纹与干涉条纹都是彩色的。所以用单色光作双缝干涉实验时，屏的中央是亮纹，两边对称地排列明暗相同且间距相等的条纹用白光作双缝干涉实验时，屏的中央是白色亮纹，两边对称地排列彩色条纹，离中央白色亮纹最近的是紫色亮纹。原因：不同色光产生的条纹间距不同，出现各色条纹交错现象。所以出现彩色条纹。将其中一条缝遮住：将出现明暗相间的亮度不同且不等距的衍射条纹光振动在纸面光照到薄膜上，由薄膜前、后表面反射的两列光波叠加而成．劈形薄膜干涉可光振动在纸面

意义：①干涉和衍射现象是波的特征：证明光具有波动性。λ大，干涉和衍射现明显，越容易观察到现象。②衍射现象表明光沿直线传播只是近似规律，当光波长比障碍物小得多和情况下(条件)光才可以看作直线传播。(反之)光的直进是几何光学的基础，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受一定条件制约的任何物理规律都受一定条件限制光 光振动垂产生平行相间条纹，两列反射波的路程差dΔδ=2d。由于膜上各处厚度不同，故各处两列反射波的路程差不等。若：Δδ=2d=nλ(n=1,2…)则出现明纹。Δδ=2d=(2n-1)λ/2(n=1,2…)则出现暗纹。()相间条纹，彩色光出现彩色条纹。薄膜干涉应用：肥皂膜干涉、两片玻璃间的空气膜干涉、浮在水面上的油膜干涉、牛顿环、蝴蝶翅膀的颜色等。

学显微镜能放大2000倍，无法再放大，再放大衍射现象明显了。)(以下新教材适用)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。根据波是否具有偏振现象来判断波是否横波，实验表明，光具有偏振现象，说明光波是横波。自然光。太阳、电灯等普通光源直接发出的光，包含垂直于传播方向上沿

直于纸面光照到薄膜上，由膜的前后表面反射的两列光叠加。看到膜上出现明暗相间的条纹。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1／4d=λ)射损失，增强了透射光的强度，这种薄膜叫增透膜。光谱中央部分的绿光对人的视觉最敏感，通过时完全抵消，边缘的红、紫光没有显著削弱。所有增透膜的光学镜头呈现淡紫色。从能量的角度分析E=E+E+E。在介质膜吸收能量不变的前提下，若E=0，则E最大。

一切方向振动的光，而且沿各个方向振动的光波的强度都相同，这种光叫自然光。自然光通过偏振片后成形偏振光。偏振光叫偏振光。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绝大多数光都是偏振光。除了直接从光源发出的光外。入增强透射光的强度。

反 透 吸

反 透 偏振片起偏器)由特定的材料制成它上面有一个特殊方透振方只有振动方向和透振方向平如图所示，两板之间形成一层空气膜，用单色光从上向下照射，如果()(与“)注意：由于发光物质的特殊性，任何独立的两列光叠加均不能产生干涉现象。只有采用特殊方法从同一光源分离出的两列光叠加才能产生干涉现象。光的波长、波速和频率的关系v＝λf。光在不同介质中传播时，其频率f不变，其波长λv成正比．色光的颜色由频率决定，频率不变则色光的颜色也不变。二、光的衍射。光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：圆孔衍射：明暗相间不等距的圆环（与牛顿环有区别的）时，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。

行的光波才能通过偏振片。B的方向和电磁波的传播方向之间，两两互相垂直。光波的感光作用和生理作用主要是由电场强度E引起的，因此将E的振动称为光振动。应用：四、麦克斯韦光的电磁说．1、光的干涉与衍射充分地表明光是一种波，光的偏振现象又进一步表明光是横波。提出光电磁说的背景3.15×108m/s非常接近，在此基础上⑴麦克斯韦提出了光在本质上是一种电磁波———这就是所谓的光的电磁说。光电磁说的依据：赫兹在电磁说提出20播速度确实等于光速，并测出其波长与频率，并且证明了电磁波也能产生反射、折射、衍射、干。光电磁说的意义：揭示了光的电磁本性，光是一定频率范围内的电磁波；把光现象和电磁学统一起来，说明光与电和磁存在联系。传递。⑵电磁波谱：

说明了光能在真空中传播的原因：电磁场本身就是物质，不需要别的介质来

产生。2．吸收光谱：连续光通过某一物质被吸收一部分光后形成的光谱，能反映出原子的特征谱线．()X射级、γ除可见光外，相邻波段间都有重叠。各种电磁波产生的基理、性质差别、用途。

线光谱，也可用吸收光谱．六．.激光的主要特点及应用电磁波种类无线电波红外线可见光紫外线伦琴射线γ射线频率电磁波种类无线电波红外线可见光紫外线伦琴射线γ射线频率(Hz)104～3×10121012～3.9×3.9×1014～7.57.5×1014～53×1016～3×3×1019以上1014×1014×10161020真空中波长(m)3×1014～10—4 3×104～7.7×7.7×10—7～4 4×10—7～6×10—7 ×10—7 10—910—8～10—1210—11以下组成频率波波长：大 小波动性：明显 不明显频率：小 大 粒子性：不明显 明显观察方法无线电技术 利用热效应 激发荧光利用贯穿本领核技术照相底片感光（化学效应）各种电磁波LC电路中自原子的外层电子受到激发原子的内层电原子核受到的产生机理由电子的的振子受到激发激发荡特性波动性强 热效应 引起视觉 化学作用、荧贯穿作用强贯穿本领最光效应、杀菌强用途通讯，广播， 加热烘干、遥 照明，照相， 日光灯，黑光检查探测，透探测，治疗等导航 测遥感医疗，加热 灯手术室杀菌视，治疗等导向等 消毒，治疗皮肤病等平行度和方向性非常好（(s=c·t/2)目标跟踪、激光光盘、激光致热切割、激光核骤变等）“刀”来做外科手术。①从无线电波到γ射线，都是本质上相同的电磁波，它们的行服从同的波动规律。②由于频率和波长不同，又表现出不同的特性：波长大(频率小)干涉、衍射明显，波动性强。现在能在晶体上观察到γ射线的衍射图样了。③除了可同光外，上述相邻的电磁波的频率并不绝对分开，但频率、波长的排列有规律。(3)红外线、紫外线、X射线的性质及应用。种类 产 生 主要性质 应用举例红外线一切物体都能发出热效应遥感、