SS光学知识点 光学知识点 光的直线传播 光的反射 光的直线传播 光的反射 - 光源 - 光源 1 能够自行发光的物体的定义 2 特性 光源具有能量，可以转换其他形式的能量转化为光能。 介质中的传播就是能量的传播。 光的两条直线传播。 光的两条直线传播。 1. 光在同一均匀透明介质中沿直线传播。 各种频率的光在真空中以C 3 108m s 的速度传播。 各种频率的光在真空中传播。 在介质中的传播速度小于在真空中的传播速度，即v C。说明直线传播的前提是在同一介质中，并且是均匀介质。 否则可能会发生偏斜。 例如，如果从空气进入水中时介质不一样，就会出现海市蜃楼现象。 媒体不一样。 即使是相同频率的光在不同介质中的传播速度也是不同的。 不同频率的光在同一介质中的传播速度一般是不同的。 在相同介质中，光的频率越低，传播速度越大。 根据爱因斯坦的相对论光速不能超过C。当障碍物或孔洞的尺寸与波长相当或小于波长时，就会发生明显的衍射。 光可能会偏离原来的传播方向。 近年来，在1999年和2001年，科学家们研究了10 9Pa的极低压和10 9K的极端低温，获得了物质的凝聚态，其中光速降低到17m s，并且甚至停止移动 2 本影和半影 l 影子是光源发出的光，与背光面上投影物体表面相切 2 后面围起来的区域是本影发光面较小的光源所形成的区域光线根本无法到达的投影物体后面 3 由光源形成的区域，在投影物体后面有一个大的本影发光表面，仅部分被光照亮 4 日食和月食。 位于月球本影的人可以看到日全食。 位于月球半影的人们可以看到日偏食。 位于月球本影延伸区域，即伪本影的人们，可以在地球本影部分看到日环食。 或者如果完全遮盖月球的反射面，就可以分别看到月偏食和月全食。 具体来说，如果图中的P是月球，那么如果地球上的某个区域在A区，你会在B区或C区看到日全食。如果在D区，你会看到日偏食如果图中的P是地球的话，就会看到日环食。 如果月亮在A区，你会看到月全食。 如果你在B区或C区，你会看到月偏食。 月球与地球的大小和相对位置决定了月球不可能进入D区，因此不存在日环食的自然光现象。 3.用眼睛看到实际的物体和图像。 用眼睛看到物体或图像的本质是凸透镜成像的原理。 角膜水样 液晶和玻璃体共同作用的结果相当于一个凸透镜发散光束或平行光束经过这个凸透镜的作用会聚在视网膜上的一点，引起感光细胞通过视神经传输到大脑，产生视觉。 图中的S可以是点光源。 也就是说，本身发光的物体图中的S也可以是实像点，即实际光线的交点，也可以是虚像点，即发散光线的反向延长线的交点。 入射光也可以是平行光。 在上述各种情况下，入射光线穿过眼睛。 它们都可以汇聚到视网膜上的一点，因此都可以被眼睛看到。 三盏灯的反射。 三盏灯的反射。 1、反射现象。 光线从一种介质射到另一种介质的界面上，然后又返回到原来介质的现象。 2.反射定律。 反射光和入射光。 它与法线在同一平面内，反射光线和入射光线在法线两侧分开。 反射角等于入射角 3.分类 光滑平面上的反射现象称为镜面反射。 在粗糙平面上发生的反射现象称为漫反射。 镜面反射和漫反射。 反射遵循反射定律4、可逆光路原理。 几何光学中的所有光现象都是可逆的。 四平面镜的功能和成像特性。 四平面镜的功能和成像特性。 1、该功能仅改变光束的传播方向，不改变光束的会聚和色散特性。 2、成像特性：正立的虚像物体与像关于镜面对称； 3、图像与物体的方位关系上下不倒置。 左右两侧必须互换散光的验光。 光的全反射的折射。 光的折射。 光的折射。 1、折射现象。 一种介质倾斜进入另一种介质时传播方向发生变化的现象 2 折射定律 折射光的入射光与法线在同一平面 入射光线在法线两侧分开 正弦入射角为折射角的正弦值 入射折射光线 光线在与法线相同的平面内折射。 入射光线在法线的两侧分开。 入射角的正弦与折射角的正弦成正比。 3 在折射现象中，光路是可逆的。 两个折射率。 两个折射率。 1、从真空入射的光的定义某种介质的入射角的正弦与折射角的正弦之比称为该介质的折射率。 注意光是从真空入射到介质2中。公式n sini sin折射率总是大于1，即n 1 0 sin 1 Cv c 3 各种颜色光的性质比较红光的n最小值， v 在除真空以外的同一介质中最大，从同一介质射向真空时全反射的临界角C，同一入射角在介质间折射时偏转角最小，注意区分偏转。 折射角和折射角4 折射率较大的介质称为光密介质，折射率较小的介质称为光稀疏介质。 三个全反射。 三、全反射 1.全反射现象。 当光照射在两种介质的界面上时，所有的光都被吸收。 反射回原介质的现象 2 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 3 临界角公式 光线从光密介质射出时的临界角某介质以真空或空气为C，则sinC 1 nvc 四棱镜与光的色散 四棱镜与光的色散 1 棱镜对光的偏转作用 一般来说，棱镜是由光密介质制成的。 入射光经棱镜折射两次后，将出射方向与入射方向进行比较。 向底座偏转。 如果棱镜的折射率小于棱镜外介质的折射率，则结论相反。 绘制时，尽量利用对称性，将棱镜内的光线绘制成与底面平行。 由于各种颜色光的折射率不同，所以一束白光穿过棱镜。 折射后发生色散现象，在光屏上形成七色光带，称为光谱。 红光的偏转最小，紫光的偏转最大。 在同一介质中，七色光与下列物理量的对应关系如下表所示。 光学中的一系列现象 结论 光学中的一种现象 一系列结论 色散现象 nv 波衍射 C 干涉间距 粒子性质 E 光子 光电效应 红黄紫 小 大 大 大 大 明显 小 不明显 容易 困难 小 大 小 不明显 大 明显小 大 困难 容易 结论 1 折射率 n 2 全反射临界角 C 3 在同一介质中的传播速率 v 4 平行玻璃块的横向位移 x 5 光的频率具有明显的大粒子性 6 光子的能量 E h光子的能量越大，则越容易产生光电效应现象 7 在真空中，光的波长较长，波动显着 8 相同情况下，双缝干涉条纹间距 x 变为越来越窄 9 相同情况下，衍射现象越来越不明显 2 全反射棱镜 截面为等腰直角三角形的棱镜称为全反射棱镜。 选择合适的入射点可以使入射光经全反射棱镜射出后偏转90o。 右图1或右图180o。 图2右。 两种用法中要特别注意灯光的位置。 哪个表面发生全反射？ 3、玻璃砖。 所谓玻璃砖一般是指截面为矩形的棱柱体。 当光从上表面入射，从下表面出射时，其特点是出射光与入射光平行。 各种颜色的光在第一次照射后消散。 光的横向移动与折射率和入射角有关。 玻璃砖的厚度可以用来测量玻璃的折射率。 4 光纤全反射的一个重要应用是用于光纤，简称光导纤维。 光纤有内层和外层两层材料，其中内层是光密介质。 外层是光学稀疏介质。 光在光纤中传播时，每次撞击到内外材料的界面时，都要求入射角大于临界角，从而发生全反射。 这样，从一端面入射的光可以经过多次全反射而不会损失。 全部从另一端面发射。 光路上每个光学元件的五个控制特性。 光路上每个光学元件的五个控制特性。 1、光束经过平面镜反射后，其会聚或发散程度不会发生变化。 这正是反射定律所说的。 反射角等于入射角。 平面镜的角度和反射面是由平面共同决定的。 2、光束射向棱镜，经前后表面两次折射后，其传播光路的特点是向底边偏转。 如果光束由多色光组成，则不同颜色的光的偏转程度是不同的。 就会出现所谓的色散现象。 3、光束发射到前后表面平行的透明玻璃砖上，并被前后表面折射两次。 传播光路变化的特点是传播方向保持不变，仅产生侧移。 4、光束射向透镜，经前后表面两次折射。 传播光路变化的特点是凸透镜使光束会聚，凹透镜使光束发散。 每个光学镜的六种成像特性。 那么该点就是物点透过镜面形成的实像点。 如果发散，反向延伸后的会聚点就是物点透过镜面形成的虚像点。 因此，判断光学镜能否形成真实虚像的关键是看发散光路。 无论光学镜经反射或折射后能否变成会聚光束，它仍可能是发散光束1。平面镜的反射不能改变物点发出的发散光束的发散程度，因此只能形成相对两侧大小相等的正立虚像。 2 凹透镜的折射只能增大物点发出的发散光束的发散度，因此只能在同侧形成缩小的正立虚像。 3 凸透镜的折射不仅可以使物点发出的发散光束仍然发散，而且可以使物点发出发散光。 光束成为会聚光束，因此既可以形成虚像，也可以形成实像。 7. 几何光学中的光路问题 7. 几何光学中的光路问题 几何光学利用几何知识来研究光的传播，而光的传播路线是由光的基本传播规律来确定问题的，所以几何光学问题只要能画出光路图，剩下的就是几何问题了。 几何光学中的光路通常分为以下两类： 1、成像光路。 一般来说，应该根据光的传播规律来绘制光路。 但对于成像光路，特别是对于薄透镜的成像光路来说，是基于三束特殊光线来完成的。 这三种特殊光线通常是指穿过透镜后必须通过焦点的平行于主轴的光线。 通过焦点的光线必须通过透镜。 经过光心的平行于主轴的光线通过透镜后传播方向保持不变。 2 视场光路用于确定观察范围。 这类光路一般需要绘制所谓的边缘光线，而一般的边缘光线往往依靠物点和像点之间的一一对应关系来帮助确定光的波动性质。 光的波动性。 光的本质。 光的干涉。 光的干涉。 光的干涉现象。 光的干涉现象。 两个波相遇的叠加区域。 在某些区域，振动加强并出现明亮的条纹。 部分地区振动减弱，出现深色条纹。 振动加强和振动减弱的区域彼此间隔开，并出现明暗条纹。 这种现象称为光的干涉现象。 光2的干涉现象产生稳定的干涉。 条件2：产生稳定干扰的条件。 两个波具有相同的频率、一致振动、振动方向相同、并且具有恒定的相位差。 两个振动条件始终是同一个波源，即相干波源1。必须保证产生相干光源的方法。 产生相干光源的方法必须保证相同。 使用激光，由于激光发出的光具有优良的单色性，因此分光法分为两种。 一束光被分成两束频率和振动完全相同的光。 这样，两束光来自同一光源，频率必须相等。 四图分别是采用双缝、采用楔形膜、采用空气膜、采用平面镜形成相干光源的示意图。 点光源或狭缝光源的划分方法。 杨氏双缝双孔干涉实验利用反射获得相干光源。 薄膜干涉利用折射来获得相干光源。 2 双缝干涉 双缝干涉的定量分析。 如图所示，狭缝屏间距L远大于双狭缝间距d。 O点与双缝S1和S2等距。 当双缝发出的光同时射到O点附近的P点时，两束光波的光程差为r2 r1。 由几何关系可得 r12 L2 x 2 r22 L2 x 2 2 d 2 d。 考虑L d 和L x ，我们可以得到，如果光的波长为L dx ，那么当 kk 0 1 2 屏幕上某一点 时，屏幕上某一点到双缝的光程差为等于半波长的奇数倍，两束光叠加并干涉以增强暗图案。 干扰减弱 2 由此不难推论 1 亮纹坐标 xkk 0 1 2 2 暗纹坐标 x 2k 1 k 1 2 d L d L 2 测量光波长的方法 3 条带间距 相邻亮纹和暗纹之间的距离 x狭缝屏间距L 双狭缝间距dd L 利用该公式可以测量单色光的波长，并求出n条亮条纹和暗条纹a之间的距离。 相邻两条亮条纹之间的间距为 1 na 1 na L dx L d。 使用白光作为双缝。 干涉实验时，由于白光中各种颜色光的波长不同，干涉条纹的间距不同，所以屏幕中央是一条白色的亮条纹，两侧出现彩色条纹。 结论：同一光源发出的光经过两个狭缝，形成两列光波叠加产生，当这两列光波到达某一点的距离差为波长的整数倍时，即为k，该点的光线相互加强，出现明亮的条纹； 当光波到达某一点的距离差为半波长的奇数倍时，该点的光相互减弱，出现暗条纹 12 2 n 条纹间距与单色光的波长dlx成正比。 因此，当使用单色光进行双缝干涉实验时，屏幕的中心是一个明亮的图案。 两侧对称排列明暗相同、间距相等的条纹。 使用白光。 用白光做双缝干涉实验时，在做双缝干涉实验时，屏幕中央有一条白色的亮条纹。 彩色条纹对称排列在两侧。 距离中央白色条纹最近的白色条纹是紫色亮条纹。 其原因是不同颜色的光产生的条纹之间的间距不同，出现各种颜色条纹交错的现象。 因此，出现彩色条纹。 遮盖其中一个狭缝就会产生亮度不同、明暗距离不等的衍射条纹。 3、薄膜干涉现象。 薄膜干涉现象。 当光线照射到薄膜上时，薄膜前后表面反射的两列光波叠加，形成裂口状的薄膜。 干涉可以产生平行交替的条纹。 两列反射波的路径差等于薄膜厚度d的两倍，即2d。 由于薄膜各处厚度不同，两列反射波的路径差不相等。 如果2d nn 1 2，就会出现清晰的条纹。 2d 2n 1 2 n 1 2 然后出现黑线。 应当注意的是，干涉条纹出现在被照射的表面上，即正面和背面上。 它是由光的折射引起的色散现象。 出现单色浅色和深色条纹。 彩色光上出现彩色条纹。 薄膜干涉应用薄膜干涉。 应用皂膜干涉。 两块玻璃之间的气膜干涉。 漂浮在水面上的油膜会干扰牛顿环。 蝴蝶翅膀的颜色和其他光线闪耀在胶片上。 将胶片前后表面反射的两列光叠加，即可在胶片上看到交替的明暗条纹。 1 镜片增透膜 镜片增透膜 氟化镁 氟化镁镜片增透膜的厚度应为膜中透射光波长的14倍，使反射光在膜上的光程差薄膜的正反面均为半个波长T 2d ，因此反射光叠加后减弱，大大减少了光的反射损耗，增强了透射光的强度。 这种薄膜称为抗反射涂层。 光谱中心部分的绿光对人类视觉最敏感。 当它穿过时，完全抵消了边缘的红紫光，没有任何明显的影响。 削弱所有抗反射涂层的光学镜片呈现淡紫色。 从能量的角度来看，E进入，E反射，E传输，E吸收。 在介质膜吸收的能量不变的前提下，如果E反射为0，则E透射，使透射光的强度最大化。 2.利用干涉利用干涉方法检查平面。 如图所示，两板之间形成空气膜。 使用单色光从上到下照亮它。 如果待检测平面是光滑的，则获得的干涉图案必须是等距的。 如果某处凸出，则相应的亮线或暗线出现较早，如图A所示。如果某处凹入，则相应的条纹出现较晚，如图B SS 1 S 2 d SS acb。 注意，提前和延迟不是指时间，而是指时间。 指从左到右的顺序位置。 请注意，由于发光材料的特殊性，任何两个独立光柱的叠加都不能产生干涉。 只有使用特殊方法将同一光源分离的两列光叠加才能产生干涉。 4. 光 波长、波速和频率之间的关系。 光的波长、波速和频率之间的关系。 vf。 当光在不同介质中传播时，其频率f不变。 其波长与光在介质中的波速v成正比。色光的颜色由频率决定。 如果频率不变，色光的颜色就不变。 两光衍射。 二光衍射 1.光的衍射现象。 光的衍射现象是光离开直线路径绕入障碍物阴影的现象。 单缝衍射。 单缝衍射。 两侧中央有明亮明亮的条纹。 条纹对称排列，强度减弱，间距缩小。 圆孔衍射。 圆孔衍射。 明暗间隔不等的环。 2.泊松亮点。 泊松亮点。 当光线照射在一个非常小的不透明圆盘上时。 圆盘的阴影中央出现了一个亮点。 当形成泊松亮点时，圆板的阴影边缘变得模糊。 阴影之外，还有间隔不等的明暗交替的环。 3 各种形状的障碍物都可以产生衍射光。 各种形状的障碍物可以衍射光线，直到轮廓变得模糊。 4 明显衍射的条件 明显衍射的条件 障碍物或孔洞的大小可以与波长相当甚至更小。 当障碍物或孔洞尺寸小于0 5mm时，有明显的衍射现象d 300。当d 0 1mm 1300时，衍射现象明显。 光的干涉条纹和衍射条纹都是光波叠加的结果，但有明显的区别 总结 光的干涉条纹和衍射条纹都是光波叠加的结果，但有明显的区别。 单色光的衍射条纹和干涉条纹均呈明暗交替的图案分布，但衍射条纹中间的亮条纹最宽，两侧的条纹逐渐变窄变暗。 干涉条纹是等间距光和具有相同亮度的暗白光的衍射条纹。 干涉条纹有彩色含义。 干涉和衍射现象是波的特征。 证明光具有波动性。 干涉和衍射显然更容易观察。 衍射现象表明光沿直线传播只是一个近似的规则。 当光的波长远小于障碍物的波长时，条件光可以视为直线传播。 相反，在明显衍射的情况下，当窄缝变窄时，亮点范围变大，条纹之间的距离变大。 亮度变暗。 光的直线行进是几何光学的基础。 光的衍射现象并不能完全否定光的直线性。 相反，它指出光的传播规律是受到一定条件限制的。 任何物理定律都受到某些条件的约束。 光学显微镜可以放大2000倍。 已经无法再放大、放大衍射现象了。 下面的新教材适用于三光和三光的偏振光。 偏振横波仅在特定方向上振动。 这种现象称为波的偏振。 波的偏振只是横波。 偏振现象取决于波是否具有偏振。 判断波是否为横波的现象。 实验证明光具有偏振性。 该现象表明光波是横波。 1.自然光。 太阳能灯等普通光源直接发出的光，含有在垂直于传播方向的各个方向上振动的光，并且在各个方向上振动的光波的强度是相同的。 同一种光称为自然光。 自然光穿过偏光镜，形成偏振光2.偏振光。 经过偏振片后，偏振光自然光只在垂直于传播方向的平面上沿特定方向振动。 它只在特定方向上振动。 它被称为偏振自然光。 当光入射到两种介质的界面上时，如果光的入射方向合适，使反射光和折射光之间的夹角恰好为90°，则反射光和折射光都是偏振光，并且它们的反射光和折射光都是偏振光。偏振方向彼此垂直。 我们平时看到的光大部分都是偏振光。 除直接从光源发出的光外，偏光片均由特定材料制成。 它有一个特殊的方向，即传输方向。 只有振动方向与传输方向平行。 光波可以穿过偏振片3。只有横波才有偏振现象。 只有横波才有偏振现象。 光的偏振也证明光是一种波，而且是横波。 各种电磁波中电场E的方向。 磁场B的方向和电磁波的传播方向。 两对彼此垂直。 4、光波的光敏性和生理效应主要是由电场强度E引起的，因此E的振动称为光振动。 5、应用立体电影摄影机的镜头，消除汽车灯等的眩光。 麦克斯韦光的四种电磁特性 我们来谈谈麦克斯韦光的电磁理论 1、光的干涉和衍射充分说明光是一种光海浪。 光的偏振现象进一步表明光是横波。 光电磁理论提出的背景。 光电磁理论提出的背景。 麦克斯韦对电磁理论的研究预测了电磁波的存在，并且电磁波传播速度的理论值为3 11 108m s，与当时测量的光速3 15 108m s非常接近。 在此基础上，麦克斯韦提出光本质上是一种电磁波。 麦克斯韦提出光本质上是一种电磁波。 它是一种电磁波。 这就是所谓的光的电磁理论。 这是所谓的光电磁理论。 光电磁理论的基础。 光电磁理论的基础。 提出电磁理论后20多年，赫兹在实验上证实了电磁波的存在，并测量了电磁波的传播。 速度确实等于光的速度，并且已经测量了其波长和频率，并且已经证明电磁波还可以产生反射，折射，衍射，干扰，极化和其他现象。 实验已经证实了光电磁理论的正确性。 实验已经证实了光电磁理论的正确性。 光和电磁理论的意义揭示了光的电磁特性。 光是一定频率范围内的电磁波。 它统一了光现象和电磁学，并解释了光，电和磁性之间的关系。 它解释了轻能在真空中传播的原因。 电磁场本身是材料不需要其他介质来传输电磁频谱。 电磁光谱以波长的降序排列到无线电波，红外光线，可见光，七色紫外线和X射线。 除了可见光外，相邻波段重叠。 各种电磁波的基本特性。 电磁波类型的不同用途无线电波红外可见光紫外线射线频率Hz 104 3 3 9 1014 3 9 1014 3 9 1014 7 5 1014 7 5 1014 7 5 1014 5 1 016 3 1016 3 1016 3 10203 1019或超过波长， 7 10 7 7 7 10 7 4 10 7 4 10 7 6 10 9 10 8 10 1210 11以下光振动垂直于纸的表面。 光振动在纸上。 从无线电波到无线电波，再到射线本质上是相同的电磁波。 由于不同的频率和波长，它们的线遵守不同的波模式显示出不同的特征。 波长很大，频率很小，干扰衍射很明显，并且波性质很强。 现在可以在晶体上观察到射线的衍射图。 除了相同的光之外，上述相邻电磁波的频率不相同。 它们不是绝对分开的，但是频率和波长定期排列。 3射线，紫外线，红外射线，紫外线，紫外线，X射线的属性和应用，射线的属性和应用类型，产生主要属性，施用示例，红外射线，所有对象都可以发射热效应高中物理光学基础知识，遥感，遥控加热，紫外线，所有高温物体都会散发出化学作用。 荧光灭菌合成VD2由高温物体辐射的电磁波具有较高的频率。 在宇宙学中，可以根据恒星发出的光的频率来分析表面温度。 可见光频率范围为3 9 7 5，波长范围为400 770nm。 五个频谱和光谱分析。 可以使用光谱管和光谱仪进行五个光谱和光谱分析，以观察通过分散形成并按频率排列的彩色光带，称为光谱1。发射光谱。 发射光谱1.连续光谱。 连续光谱包含所有波长的光。 它从热固体液体和高压气体中散发出光。 产生2个明亮的线光谱光谱也称为原子光谱。 它仅包含原子的特征光谱线。 它是由稀薄的气体或金属蒸气发出的。 2吸收光谱吸收光谱连续光通过某种物质，并在部分光吸收后形成频谱。 它可以反映原子的特征。 每个元素都有其自己的特征光谱线。 根据不同的特征光谱线，可以确定该物质的化学组成。 光谱分析可以是明亮的线光谱或吸收光谱。 66激光的主要特征和应用。 激光的主要特征和应用。 1激光是人为产生的相干光，可用于光纤通信。 普通光源发出的光是混合光。 激光频率具有单一相干性能，非常好。 颜色特别纯净2.平行性和方向性非常好。 它可以用于激光射程雷达高中物理光学基础知识，并且可以准确测量距离SCT 2.速度测量，目标跟踪，激光盘，激光热切割，激光核突然变化等。3。高亮度和高能量。 用于切割各种材料，打孔和焊接金属。 在医学上，激光用作手术手术的轻刀。 7注意问题7注意问题1.知道如何反映波特性和相关理论的光实验2光的干扰仅需要定性知识以及区分光的干扰和衍射现象的能力。 所有通过单个孔和单个缝隙或多个孔和多个缝隙引起的现象都是衍射现象。 只有通过两孔和双缝，两侧产生的现象才是一种干扰现象。 尽管干扰条纹和衍射条纹都是根据波叠加的原理生成的，但两个条纹具有以下差异。 以相同的浅色和深色的条纹与一个例子一样。 干扰条纹的间距相等。 衍射条纹的中心在亮条纹的亮度是相同的。 它具有宽阔明亮的条纹，并且在两侧都以一系列较弱且较窄的明亮条纹在两侧排列。 频率波，波长和大小显然不太明显。 频率又大。 粒子性质并不明显。 观察方法。 无线电技术利用热效应激发荧光。 通过摄影膜的技术，光敏的化学效应核技术，各种电磁波的生成机制，LC电路中游离电子的振荡，原子的外电子激发，原子的内部电子是激发的，原子的核令人兴奋的是波动的特征，强烈的热效应，视觉化学效果，荧光有效的灭菌，强大的穿透能力，最强的使用，通信，广播，导航，加热，干燥，遥测，遥控感，遥感，医疗指导，照明，照明，摄影，加热，荧光灯，黑灯灯，手术室，消毒，皮肤病的治疗等，检查，检测，荧光镜治疗等，检测，治疗等。
