高考物理光学部分知识点完美总结

戴氏教育集团高三物理爱心专心恒心用心1高考物理光学部分知识点完美总结光的反射和折射1.光的直线传播（1）光在同一种均匀介质中沿直线传播.小孔成像，影的形成，日食和月食都是光直线传播的例证.（2）影是光被不透光的物体挡住所形成的暗区.影可分为本影和半影，在本影区域内完全看不到光源发出的光，在半影区域内只能看到光源的某部分发出的光.点光源只形成本影，非点光源一般会形成本影和半影.本影区域的大小与光源的面积有关，发光面越大，本影区越小.（3）日食和月食:人位于月球的本影内能看到日全食，位于月球的半影内能看到日偏食，位于月球本影的延伸区域（即“伪本影”）能看到日环食;当月球全部进入地球的本影区域时，人可看到月全食.月球部分进入地球的本影区域时，看到的是月偏食.2.光的反射现象---:光线入射到两种介质的界面上时，其中一部分光线在原介质中改变传播方向的现象.（1）光的反射定律:①反射光线、入射光线和法线在同一平面内，反射光线和入射光线分居于法线两侧.②反射角等于入射角.（2）反射定律表明，对于每一条入射光线，反射光线是唯一的，在反射现象中光路是可逆的.3.平面镜成像（1.）像的特点---------平面镜成的像是正立等大的虚像，像与物关于镜面为对称。（2.）光路图作法-----------根据平面镜成像的特点，在作光路图时，可以先画像，后补光路图。（3）.充分利用光路可逆-------在平面镜的计算和作图中要充分利用光路可逆。（眼睛在某点A通过平面镜所能看到的范围和在A点放一个点光源，该电光源发出的光经平面镜反射后照亮的范围是完全相同的。）4.光的折射--光由一种介质射入另一种介质时，在两种介质的界面上将发生光的传播方向改变的现象叫光的折射.（2）光的折射定律---①折射光线，入射光线和法线在同一平面内，折射光线和入射光线分居于法线两侧.②入射角的正弦跟折射角的正弦成正比，即sini/sinr=常数.（3）在折射现象中，光路是可逆的.5.折射率---光从真空射入某种介质时，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，折射率用n表示，即n=sini/sinr.戴氏教育集团高三物理爱心专心恒心用心2某种介质的折射率，等于光在真空中的传播速度c跟光在这种介质中的传播速度v之比，即n=c/v，因cv，所以任何介质的折射率n都大于1.两种介质相比较，n较大的介质称为光密介质，n较小的介质称为光疏介质.6.全反射和临界角（1）全反射:光从光密介质射入光疏介质，或光从介质射入真空（或空气）时，当入射角增大到某一角度，使折射角达到90°时，折射光线完全消失，只剩下反射光线，这种现象叫做全反射.（2）全反射的条件①光从光密介质射入光疏介质，或光从介质射入真空（或空气）.②入射角大于或等于临界角（3）临界角:折射角等于90°时的入射角叫临界角，用C表示sinC=1/n7.光的色散:白光通过三棱镜后，出射光束变为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光的光束，这种现象叫做光的色散.（1）同一种介质对红光折射率小，对紫光折射率大.（2）在同一种介质中，红光的速度最大，紫光的速度最小.（3）由同一种介质射向空气时，红光发生全反射的临界角大，紫光发生全反射的临界角小.光学中的一个现象一串结论色散现象nvλ(波动性)衍射C临干涉间距γ(粒子性)E光子光电效应红黄紫小大大小大(明显)小(不明显)容易难小大大小小(不明显)大(明显)小大难易结论：(1)折射率n、；(2)全反射的临界角C；(3)同一介质中的传播速率v；(4)在平行玻璃块的侧移△x(5)光的频率γ,频率大,粒子性明显.；(6)光子的能量E=hγ则光子的能量越大。越容易产生光电效应现象(7)在真空中光的波长λ,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全反射的条件：光密到光疏；入射角等于或大于临界角全反射现象：让一束光沿半圆形玻璃砖的半径射到直边上,可以看到一部分光线从玻璃直边上折射到空气中,一部分光线反射回玻璃砖内.逐渐增大光的入射角,将会看到折射光线远离法线,且越来越弱.反射光越来越强,当入射角增大到某一角度C临时,折射角达到900,即是折射光线完全消失,只剩下反射回玻璃中的光线.这种现象叫全反射现象.折射角变为900时的入射角叫临界角应用:光纤通信(玻璃sio2)内窥镜海市蜃楼沙膜蜃景炎热夏天柏油路面上的蜃景戴氏教育集团高三物理爱心专心恒心用心3水中或玻璃中的气泡看起来很亮.理解：同种材料对不同色光折射率不同；同一色光在不同介质中折射率不同。8.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，可以使入射光线经过全反射棱镜的作用在射出后偏转90o（右图1）或180o（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。.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；⑷可利用玻璃砖测定玻璃的折射率。光的波动性和微粒性1.光本性学说的发展简史（1）牛顿的微粒说:认为光是高速粒子流.它能解释光的直进现象，光的反射现象.（2）惠更斯的波动说:认为光是某种振动，以波的形式向周围传播.它能解释光的干涉和衍射现象.2、光的干涉光的干涉的条件是：有两个振动情况总是相同的波源，即相干波源。（相干波源的频率必须相同）。形成相干波源的方法有两种：⑴利用激光（因为激光发出的是单色性极好的光）。⑵设法将同一束光分为两束（这样两束光都来源于同一个光源，因此频率必然相等）。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。2.干涉区域内产生的亮、暗纹⑴亮纹：屏上某点到双缝的光程差等于波长的整数倍，即δ=nλ（n=0，1，2，……）⑵暗纹：屏上某点到双缝的光程差等于半波长的奇数倍，即δ=（n=0，1，2，……）相邻亮纹（暗纹）间的距离。用此公式可以测定单色光的波长。用白光作双缝干涉实验时，由于白光内各种色光的波长不同，干涉条纹间距不同，所以屏的中央是白色亮纹，两边出现彩色条纹。3.衍射----光通过很小的孔、缝或障碍物时，会在屏上出现明暗相间的条纹，且中央条纹很亮，越向边缘越暗。⑴各种不同形状的障碍物都能使光发生衍射。⑵发生明显衍射的条件是：障碍物（或孔）的尺寸可以跟波长相比，甚至比波长还小。（当障碍物或孔的尺寸小于0.5mm时，有明显衍射现象。）戴氏教育集团高三物理爱心专心恒心用心4⑶在发生明显衍射的条件下当窄缝变窄时亮斑的范围变大条纹间距离变大，而亮度变暗。4、光的偏振现象：通过偏振片的光波，在垂直于传播方向的平面上，只沿着一个特定的方向振动，称为偏振光。光的偏振说明光是横波。5.光的电磁说⑴光是电磁波（麦克斯韦预言、赫兹用实验证明了正确性。）⑵电磁波谱。波长从大到小排列顺序为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。各种电磁波中，除可见光以外，相邻两个波段间都有重叠。各种电磁波的产生机理分别是：无线电波是振荡电路中自由电子的周期性运动产生的；红外线、可见光、紫外线是原子的外层电子受到激发后产生的；伦琴射线是原子的内层电子受到激发后产生的；γ射线是原子核受到激发后产生的。⑶红外线、紫外线、X射线的主要性质及其应用举例。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、遥控、加热紫外线一切高温物体能发出化学效应荧光、杀菌、合成VD2X射线阴极射线射到固体表面穿透能力强人体透视、金属探伤光电效应光电效应规律:实验装置、现象、总结出四个规律①任何一种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须大于这个极限频率，才能产生光电效应；低于这个极限频率的光不能产生光电效应。②光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光频率的增大而增大。③入射光照到金属上时，光子的发射几乎是瞬时的，一般不超过10-9s④当入射光的频率大于极限频率时，光电流强度与入射光强度成正比。(4)康普顿效应(石墨中的电子对x射线的散射现象)这两个实验都证明光具粒子性光波粒二象性:情况体现波动性(大量光子,转播时,λ大),粒子性光波是概率波(物质波)任何运动物体都有λ与之对应(这种波称为德布罗意波)