高考物理光學(xué)部分知識(shí)點(diǎn)完美總結(jié)

戴氏教育集團(tuán)高三物理

高考物理光學(xué)部分知識(shí)點(diǎn)完美總結(jié)

光的反射和折射1.光的直線傳播

（1）光在同一種均勻介質(zhì)中沿直線傳播.小孔成像，影的形成，日食和月食都是光直線傳播的例證.（2）影是光被不透光的物體擋住所形成的暗區(qū).影可分為本影和半影，在本影區(qū)域內(nèi)完全看不到光源發(fā)出的光，在半影區(qū)域內(nèi)只能看到光源的某部分發(fā)出的光.點(diǎn)光源只形成本影，非點(diǎn)光源一般會(huì)形成本影和半影.本影區(qū)域的大小與光源的面積有關(guān)，發(fā)光面越大，本影區(qū)越小.（3）日食和月食:人位于月球的本影內(nèi)能看到日全食，位于月球的半影內(nèi)能看到日偏食，位于月球本影的延伸區(qū)域（即“偽本影”）能看到日環(huán)食;當(dāng)月球全部進(jìn)入地球的本影區(qū)域時(shí)，人可看到月全食.月球部分進(jìn)入地球的本影區(qū)域時(shí)，看到的是月偏食.2.光的反射現(xiàn)象---:光線入射到兩種介質(zhì)的界面上時(shí)，其中一部分光線在原介質(zhì)中改變傳播方向的現(xiàn)象.（1）光的反射定律:

①反射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi)，反射光線和入射光線分居于法線兩側(cè).②反射角等于入射角.

（2）反射定律表明，對(duì)于每一條入射光線，反射光線是唯一的，在反射現(xiàn)象中光路是可逆的.3.平面鏡成像

（1.）像的特點(diǎn)---------平面鏡成的像是正立等大的虛像，像與物關(guān)于鏡面為對(duì)稱。（2.）光路圖作法-----------根據(jù)平面鏡成像的特點(diǎn)，在作光路圖時(shí)，可以先畫(huà)像，后補(bǔ)光路圖。

（3）.充分利用光路可逆-------在平面鏡的計(jì)算和作圖中要充分利用光路可逆。（眼睛在某點(diǎn)A通過(guò)平面鏡所能看到的范圍和在A點(diǎn)放一個(gè)點(diǎn)光源，該電光源發(fā)出的光經(jīng)平面鏡反射后照亮的范圍是完全相同的。）

4.光的折射--光由一種介質(zhì)射入另一種介質(zhì)時(shí)，在兩種介質(zhì)的界面上將發(fā)生光的傳播方向改變的現(xiàn)象叫光的折射.

（2）光的折射定律---①折射光線，入射光線和法線在同一平面內(nèi)，折射光線和入射光線分居于法線兩側(cè).

②入射角的正弦跟折射角的正弦成正比，即sini/sinr=常數(shù).（3）在折射現(xiàn)象中，光路是可逆的.

5.折射率---光從真空射入某種介質(zhì)時(shí)，入射角的正弦與折射角的正弦之比，叫做這種介質(zhì)的折射率，折射率用n表示，即n=sini/sinr.

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某種介質(zhì)的折射率，等于光在真空中的傳播速度c跟光在這種介質(zhì)中的傳播速度v之比，即n=c/v，因c>v，所以任何介質(zhì)的折射率n都大于1.兩種介質(zhì)相比較，n較大的介質(zhì)稱為光密介質(zhì)，n較小的介質(zhì)稱為光疏介質(zhì).6.全反射和臨界角

（1）全反射:光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)，或光從介質(zhì)射入真空（或空氣）時(shí)，當(dāng)入射角增大到某一角度，使折射角達(dá)到90°時(shí)，折射光線完全消失，只剩下反射光線，這種現(xiàn)象叫做全反射.（2）全反射的條件

①光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)，或光從介質(zhì)射入真空（或空氣）.②入射角大于或等于臨界角

（3）臨界角:折射角等于90°時(shí)的入射角叫臨界角，用C表示sinC=1/n7.光的色散:白光通過(guò)三棱鏡后，出射光束變?yōu)榧t、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫七種色光的光束，這種現(xiàn)象叫做光的色散.

（1）同一種介質(zhì)對(duì)紅光折射率小，對(duì)紫光折射率大.（2）在同一種介質(zhì)中，紅光的速度最大，紫光的速度最小.

（3）由同一種介質(zhì)射向空氣時(shí)，紅光發(fā)生全反射的臨界角大，紫光發(fā)生全反射的臨界角小.

光學(xué)中的一個(gè)現(xiàn)象一串結(jié)論

色散現(xiàn)象

n紅小黃紫大

vλ(波動(dòng)性)衍射C臨

干涉間距

結(jié)論：(1)折射率n、；

(2)全反射的臨界角C；

(3)同一介質(zhì)中的傳播速率v；(4)在平行玻璃塊的側(cè)移△x

(5)光的頻率γ,頻率大,粒子性明顯.；

(6)光子的能量E=hγ則光子的能量越大。越容易產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象

(7)在真空中光的波長(zhǎng)λ,波長(zhǎng)大波動(dòng)性顯著；

(8)在相同的情況下，雙縫干涉條紋間距x越來(lái)越窄(9)在相同的情況下，衍射現(xiàn)象越來(lái)越不明顯

全反射的條件：光密到光疏；入射角等于或大于臨界角

全反射現(xiàn)象：讓一束光沿半圓形玻璃磚的半徑射到直邊上,可以看到一部分光線從玻璃直邊上折射到空氣中,一部分光線反射回玻璃磚內(nèi).逐漸增大光的入射角,將會(huì)看到折射光線遠(yuǎn)離法線,且越來(lái)越弱.反射光越來(lái)越強(qiáng),當(dāng)入射角增大到某一角度C臨時(shí),折射角達(dá)到900,即是折射光線完全消失,只剩下反射回玻璃中的光線.這種現(xiàn)象叫全反射現(xiàn)象.折射角變?yōu)?00時(shí)的入射角叫臨界角

應(yīng)用:光纖通信(玻璃sio2)內(nèi)窺鏡海市蜃樓沙膜蜃景炎熱夏天柏油路面上的蜃景

愛(ài)心專心恒心用心

2

大大(明顯)容易

難小小(不明顯)小

大大小

γ(粒子性)小(不明顯)大(明顯)

E光子光電效應(yīng)

小大

難易戴氏教育集團(tuán)高三物理

水中或玻璃中的氣泡看起來(lái)很亮.

理解：同種材料對(duì)不同色光折射率不同；同一色光在不同介質(zhì)中折射率不同。

8.全反射棱鏡-------橫截面是等腰直角三角形的棱鏡叫全反射棱鏡。選擇適當(dāng)?shù)娜肷潼c(diǎn)，可以使入射光線經(jīng)過(guò)全反射棱鏡的作用在射出后偏轉(zhuǎn)90o（右圖1）或180o（右圖2）。要特別注意兩種用法中光線在哪個(gè)表面發(fā)生全反射。.玻璃磚-----所謂玻璃磚一般指橫截面為矩形的棱柱。當(dāng)光線從上表面入射，從下表面射出時(shí)，其特點(diǎn)是：⑴射出光線和入射光線平行；⑵各種色光在第一次入射后就發(fā)生色散；⑶射出光線的側(cè)移和折射率、入射角、玻璃磚的厚度有關(guān)；⑷可利用玻璃磚測(cè)定玻璃的折射率。光的波動(dòng)性和微粒性1.光本性學(xué)說(shuō)的發(fā)展簡(jiǎn)史

（1）牛頓的微粒說(shuō):認(rèn)為光是高速粒子流.它能解釋光的直進(jìn)現(xiàn)象，光的反射現(xiàn)象.

（2）惠更斯的波動(dòng)說(shuō):認(rèn)為光是某種振動(dòng)，以波的形式向周?chē)鷤鞑?它能解釋光的干涉和衍射現(xiàn)象.2、光的干涉

光的干涉的條件是：有兩個(gè)振動(dòng)情況總是相同的波源，即相干波源。（相干波源的頻率必須相同）。形成相干波源的方法有兩種：⑴利用激光（因?yàn)榧す獍l(fā)出的是單色性極好的光）。⑵設(shè)法將同一束光分為兩束（這樣兩束光都來(lái)源于同一個(gè)光源，因此頻率必然相等）。下面4個(gè)圖分別是利用雙縫、利用楔形薄膜、利用空氣膜、利用平面鏡形成相干光源的示意圖。2.干涉區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生的亮、暗紋

⑴亮紋：屏上某點(diǎn)到雙縫的光程差等于波長(zhǎng)的整數(shù)倍，即δ=nλ（n=0，1，2，……）⑵暗紋：屏上某點(diǎn)到雙縫的光程差等于半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍，即δ=（n=0，1，2，……）相鄰亮紋（暗紋）間的距離。用此公式可以測(cè)定單色光的波長(zhǎng)。用白光作雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，由于白光內(nèi)各種色光的波長(zhǎng)不同，干涉條紋間距不同，所以屏的中央是白色亮紋，兩邊出現(xiàn)彩色條紋。

3.衍射----光通過(guò)很小的孔、縫或障礙物時(shí)，會(huì)在屏上出現(xiàn)明暗相間的條紋，且中央條紋很亮，越向邊緣越暗。

⑴各種不同形狀的障礙物都能使光發(fā)生衍射。

⑵發(fā)生明顯衍射的條件是：障礙物（或孔）的尺寸可以跟波長(zhǎng)相比，甚至比波長(zhǎng)還小。（當(dāng)障礙物或孔的尺寸小于0.5mm時(shí)，有明顯衍射現(xiàn)象。）

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⑶在發(fā)生明顯衍射的條件下當(dāng)窄縫變窄時(shí)亮斑的范圍變大條紋間距離變大，而亮度變暗。

4、光的偏振現(xiàn)象：通過(guò)偏振片的光波，在垂直于傳播方向的平面上，只沿著一個(gè)特定的方向振動(dòng)，稱為偏振光。光的偏振說(shuō)明光是橫波。5.光的電磁說(shuō)

⑴光是電磁波（麥克斯韋預(yù)言、赫茲用實(shí)驗(yàn)證明了正確性。）

⑵電磁波譜。波長(zhǎng)從大到小排列順序?yàn)椋簾o(wú)線電波、紅外線、可見(jiàn)光、紫外線、X射線、γ射線。各種電磁波中，除可見(jiàn)光以外，相鄰兩個(gè)波段間都有重疊。各種電磁波的產(chǎn)生機(jī)理分別是：無(wú)線電波是振蕩電路中自由電子的周期性運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的；紅外線、可見(jiàn)光、紫外線是原子的外層電子受到激發(fā)后產(chǎn)生的；倫琴射線是原子的內(nèi)層電子受到激發(fā)后產(chǎn)生的；γ射線是原子核受到激發(fā)后產(chǎn)生的。⑶紅外線、紫外線、X射線的主要性質(zhì)及其應(yīng)用舉例。種類產(chǎn)生主要性質(zhì)應(yīng)用舉例

紅外線一切物體都能發(fā)出熱效應(yīng)遙感、遙控、加熱

紫外線一切高溫物體能發(fā)出化學(xué)效應(yīng)熒光、殺菌、合成VD2X射線陰極射線射到固體表面穿透能力強(qiáng)人體透視、金屬探傷

光電效應(yīng)

光電效應(yīng)規(guī)律:實(shí)驗(yàn)裝置、現(xiàn)象、總結(jié)出四個(gè)規(guī)律①任何一種金屬都有一個(gè)極限頻率，入射光的頻率必須大于這個(gè)極限頻率，才能產(chǎn)生光電效應(yīng)；低于這個(gè)極限頻率的光不能產(chǎn)生光電效應(yīng)。②光電子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)，只隨入射光頻率的增大而增大。

③入射光照到金屬上時(shí)，光子的發(fā)射幾乎是瞬時(shí)的，一般不超過(guò)10-9s④當(dāng)入射光的頻率大于極限頻率時(shí)，光電流強(qiáng)度與入射光強(qiáng)度成正比。

(4)康普頓效應(yīng)(石墨中的電子對(duì)x射線的散射現(xiàn)象)這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)都證明光具粒子性光波粒二象性:

情況體現(xiàn)波動(dòng)性(大量光子,轉(zhuǎn)播時(shí),λ大),粒子性光波是概率波(物質(zhì)波)任何運(yùn)動(dòng)物體都有λ與之對(duì)應(yīng)(這種波稱為德布羅意波)

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1.光的折射--光由一種介質(zhì)射入另一種介質(zhì)時(shí)，在兩種介質(zhì)的界面上將發(fā)生光的傳播方向改變的現(xiàn)象叫光的折射.

（2）光的折射定律---①折射光線，入射光線和法線在同一平面內(nèi)，折射光線和入射光線分居于法線兩側(cè).

②入射角的正弦跟折射角的正弦成正比，即sini/sinr=常數(shù).（3）在折射現(xiàn)象中，光路是可逆的.

2.折射率---光從真空射入某種介質(zhì)時(shí)，入射角的正弦與折射角的正弦之比，叫做這種介質(zhì)的折射率，折射率用n表示，即n=sini/sinr.

某種介質(zhì)的折射率，等于光在真空中的傳播速度c跟光在這種介質(zhì)中的傳播速度v之比，即n=c/v，因c>v，所以任何介質(zhì)的折射率n都大于1.兩種介質(zhì)相比較，n較大的介質(zhì)稱為光密介質(zhì)，n較小的介質(zhì)稱為光疏介質(zhì).3.全反射和臨界角

（1）全反射:光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)，或光從介質(zhì)射入真空（或空氣）時(shí)，當(dāng)入射角增大到某一角度，使折射角達(dá)到90°時(shí)，折射光線完全消失，只剩下反射光線，這種現(xiàn)象叫做全反射.（2）全反射的條件

①光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)，或光從介質(zhì)射入真空（或空氣）.②入射角大于或等于臨界角

（3）臨界角:折射角等于90°時(shí)的入射角叫臨界角，用C表示sinC=1/n4.光的色散:白光通過(guò)三棱鏡后，出射光束變?yōu)榧t、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫七種色光的光束，這種現(xiàn)象叫做光的色散.

（1）同一種介質(zhì)對(duì)紅光折射率小，對(duì)紫光折射率大.（2）在同一種介質(zhì)中，紅光的速度最大，紫光的速度最小.

（3）由同一種介質(zhì)射向空氣時(shí)，紅光發(fā)生全反射的臨界角大，紫光發(fā)生全反射的臨界角小.

5.光學(xué)中的一個(gè)現(xiàn)象一串結(jié)論

色散現(xiàn)象

n紅小黃紫大

vλ(波動(dòng)性)衍射C臨

干涉間距

6.全反射棱鏡-------橫截面是等腰直角三角形的棱鏡叫全反射棱鏡。選擇適當(dāng)?shù)娜肷潼c(diǎn)，可以使入射光線經(jīng)過(guò)全反射棱鏡的作用在射出后偏轉(zhuǎn)90o（右圖1）或180o（右圖2）。要特別注意兩種用法中光線在哪個(gè)表面發(fā)生全反射。.玻璃磚-----所謂玻璃磚一般指橫截面為矩形的棱柱。當(dāng)光線從上表面入射，從下表面射出時(shí)，其特點(diǎn)是：⑴射出光線和入射光線平行；⑵各種色光在第一次入射

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大大(明顯)容易

難小小(不明顯)小

大大小

γ(粒子性)小(不明顯)大(明顯)

E光子光電效應(yīng)

小大

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后就發(fā)生色散；⑶射出光線的側(cè)移和折射率、入射角、玻璃磚的厚度有關(guān)；⑷可利用玻璃磚測(cè)定玻璃的折射率。7、光的干涉

光的干涉的條件是：有兩個(gè)振動(dòng)情況總是相同的波源，即相干波源。（相干波源的頻率必須相同）。形成相干波源的方法有兩種：⑴利用激光（因?yàn)榧す獍l(fā)出的是單色性極好的光）。⑵設(shè)法將同一束光分為兩束（這樣兩束光都來(lái)源于同一個(gè)光源，因此頻率必然相等）。下面4個(gè)圖分別是利用雙縫、利用楔形薄膜、利用空氣膜、利用平面鏡形成相干光源的示意圖。.干涉區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生的亮、暗紋

⑴亮紋：屏上某點(diǎn)到雙縫的光程差等于波長(zhǎng)的整數(shù)倍，即δ=nλ（n=0，1，2，……）⑵暗紋：屏上某點(diǎn)到雙縫的光程差等于半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍，即δ=（n=0，1，2，……）相鄰亮紋（暗紋）間的距離。用此公式可以測(cè)定單色光的波長(zhǎng)。用白光作雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，由于白光內(nèi)各種色光的波長(zhǎng)不同，干涉條紋間距不同，所以屏的中央是白色亮紋，兩邊出現(xiàn)彩色條紋。

8.衍射----光通過(guò)很小的孔、縫或障礙物時(shí)，會(huì)在屏上出現(xiàn)明暗相間的條紋，且中央條紋很亮，越向邊緣越暗。⑴各種不同形狀的障礙物都能使光發(fā)生衍射。⑵發(fā)生明顯衍射的條件是：障礙物（或孔）的尺寸可以跟波長(zhǎng)相比，甚至比波長(zhǎng)還小。（當(dāng)障礙物或孔的尺寸小于0.5mm時(shí)，有明顯衍射現(xiàn)象。）

⑶在發(fā)生明顯衍射的條件下當(dāng)窄縫變窄時(shí)亮斑的范圍變大條紋間距離變大，而亮度變暗。9、光的偏振現(xiàn)象：通過(guò)偏振片的光波，在垂直于傳播方向的平面上，只沿著一個(gè)特定的方向振動(dòng)，稱為偏振光。光的偏振說(shuō)明光是橫波。10.光的電磁說(shuō)⑴光是電磁波（麥克斯韋預(yù)言、赫茲用實(shí)驗(yàn)證明了正確性。）⑵電磁波譜。波長(zhǎng)從大到小排列順序?yàn)椋簾o(wú)線電波、紅外線、可見(jiàn)光、紫外線、X射線、γ射線。各種電磁波中，除可見(jiàn)光以外，相鄰兩個(gè)波段間都有重疊。各種電磁波的產(chǎn)生機(jī)理分別是：無(wú)線電波是振蕩電路中自由電子的周期性運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的；紅外線、可見(jiàn)光、紫外線是原子的外層電子受到激發(fā)后產(chǎn)生的；倫琴射線是原子的內(nèi)層電子受到激發(fā)后產(chǎn)生的；γ射線是原子核受到激發(fā)后產(chǎn)生的。⑶紅外線、紫外線、X射線的主要性質(zhì)及其應(yīng)用舉例。種類產(chǎn)生主要性質(zhì)應(yīng)用舉例

紅外線一切物體都能發(fā)出熱效應(yīng)遙感、遙控、加熱

紫外線一切高溫物體能發(fā)出化學(xué)效應(yīng)熒光、殺菌、合成VD2X射線陰極射線射到固體表面穿透能力強(qiáng)人體透視、金屬探傷

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