整理高三物理光學專題復習

精品文檔 1歡迎下載 光學專題復習光學專題復習 基本知識點回顧 一 知識框架 一 對光傳播規(guī)律的研究 幾何光學 二 光的本性 物理光學 一 幾何光學重點知識總結 1 光的直線傳播規(guī)律 條件 同種 均勻介質(zhì) 2 光的反射定律 注 無論是鏡面反射或漫反射 對每條反射光線都遵循反射定律 3 光的折射定律 特例 光從真空 空氣 射入介質(zhì)時 則 特例 4 光的獨立傳播定律 幾束光在同一介質(zhì)中傳播時雖屢屢相交 但互不擾亂 保持 精品文檔 2歡迎下載 各自的方向繼續(xù)傳播 5 光路可逆原理 當光線逆著原來的反射線或折射線方向入射時 將逆著原來的入 射線方向反射或折射 6 幾點注意 光射到兩種介質(zhì)界面上 一般情況下都是既有反射 又有折射 因此需考慮每一條 可能的光線 包括垂直入射時按原路返回的反射光 折射率反映了介質(zhì)的折光本領 取決于光在真空和介質(zhì)中的傳播速度 即 所以 測定了介質(zhì)的折射率 即可算出光在介質(zhì)中的速度 全反射的條件 1 光從介質(zhì)射向真空 空氣 2 入射角等于或大于臨界角 3 條件應用 光線從光密介質(zhì)射至光疏介質(zhì)的界面時 首先要檢查一下臨界角 然后 才能確定光線的實際傳播路徑 2 幾何光學器件對光路控制作用對比表 幾點說明 用平面鏡控制反射光線去向的相關題型 1 給出入射光線方向與反射光線去向 要求找鏡位 2 鏡旋轉(zhuǎn)反射光線改變 精品文檔 3歡迎下載 光線通過平行透明板的側移距的相關因素 表達式 說明 d 與玻璃板厚度 z 玻璃材料折射率 n 和入射角 i 有關系 不同色光光路與成像差異的對比 3 光學器件 平面鏡 透鏡 的成像 平面鏡成像作圖與成像計算 題型 1 平面鏡尺寸的設計 2 平面鏡尺寸對像長的限制 3 有一定厚度平面鏡成像設計 4 平面鏡視場 透鏡的成像作圖法 例圖 用焦平面和到光軸法 二 光的本性 物理光學重點知識 1 對光本性的認識 光是具有電磁本質(zhì)的物質(zhì) 具有波粒二象性 波長較大時波動性明 顯 波長很小時微粒性明顯 2 光的波動性 1 光的干涉 現(xiàn)象及條件 精品文檔 4歡迎下載 2 光的衍射 現(xiàn)象 a 圓斑衍射 b 圓孔衍射 3 色散 光譜 電磁波譜 4 光譜比較表 光譜比較表 電磁波波譜對比表 3 光的粒子性的重點知識 1 光電效應現(xiàn)象 2 光電效應實驗規(guī)律 四條 二 重點知識規(guī)律回顧 重要規(guī)律對比表 規(guī)律主要內(nèi)容說明 1 光的直線傳播定律光在均勻介質(zhì)中 總是沿直線傳 播的 在同一種介質(zhì)中光線不一定直 線傳播 2 光的反射定律 三線 共面 兩線 對稱 兩角 相等 三線 為入射 反射與法線 入 反射線關于法線對稱 反 精品文檔 5歡迎下載 射角等于入射角 3 平面鏡成像規(guī)律像與物以鏡面為對稱 像與物大 小一樣 恒為虛像 即 v u v 像距 u 物距 可 依據(jù)反射定律作圖成像 4 光的折射定律 三線 共面 兩線不共介質(zhì) 兩角 正弦成正比 n 折射率 i 是入射線與法線間的夾角 是折射線與法線間的夾角 c 是光在真空中的速度 v 是光在介質(zhì)中的速度 5 全反射規(guī)律只有反射光線 沒有折射光的現(xiàn) 象 光線由介質(zhì)進入真空 產(chǎn)生全反射的條件 1 光線 從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì) 2 入射角 臨界角 6 光的色散規(guī)律復色光通過三棱鏡分解為單色光 為偏折角 紫色光 偏折角最大 由于同一介質(zhì)不同色光的傳播 速度不同 則 7 透鏡成像規(guī)律 根據(jù)實驗 作圖及公式計算得出 u 物距 則 v 像距 由光路可逆性 若 則 u 2f 時 則 f v 2f 倒立縮小 實像 K 1 據(jù)光路可逆性 f uf K 1 倒立放大實像 u 2f v 2f K 1 倒立等大實 像 u1 正立放大 虛像 K 表示垂直于主軸方向的線度 放大率 說明 透鏡成像規(guī)律計算不要求 3 光子 理論成功解釋光電效應 4 光的波粒二象性 光子流不是一群遵從經(jīng)典力學規(guī)律的粒子 光波也不是通常所理解的連續(xù)的波動 光 波強度代表那里出現(xiàn)的光子數(shù) 精品文檔 6歡迎下載 典型例題典型例題 例 1 如圖所示 激光液面控制儀的原理是 固定的一束激光 AO 以入射角 i 照射到液面 上 反射光 OB 射到水平的光屏上 屏上用光電容將光訊號轉(zhuǎn)變成電訊號 電訊號輸入控制 系統(tǒng)用以控制液面高度 如果發(fā)現(xiàn)光點 B 在屏上向右移動了的距離到 由上可知液 面 填 升高 或 降低 了 解 解 作出兩次的反射光路圖如下圖所示 由幾何圖形可知 液面下降 又由幾何關系 可得 液面下降的高度 答案 降低了 例 2 如圖所示 兩塊同樣的玻璃直角三棱鏡 ABC 兩者的 AC 面是平行放置的 在它們 之間是均勻的未知透明介質(zhì) 一單色細光束 O 垂直于 AB 面入射 在圖示的出射光線中 A 1 2 3 彼此平行 中的任一條都有可能 B 4 5 6 彼此平行 中的任一條都有可能 C 7 8 9 彼此平行 中的任一條都有可能 D 只能是 4 6 中的某一條 分析 分析 光線經(jīng) AC 面的折射情況由于未知透明介質(zhì)的折射率的不確定性分為三種情況 1 透明介質(zhì)折射率大于玻璃折射率 可能出射光線為圖中第 6 條 2 透明介質(zhì)折射 率等于玻璃折射率 入射光線不偏折 是第 5 條光線 3 透明介質(zhì)折射率小于玻璃折射 率 可能射出光線為第 4 條光線 所以答案為 B 例 3 有一點光源置于透鏡主軸上的 A 點經(jīng)透鏡成像于 B 點 將此點光源放在 B 點 經(jīng) 透鏡成像于 C 點 且 AB BC 如圖所示 則 A 此透鏡一定是凸透鏡 B 此透鏡可能是凹透鏡 精品文檔 7歡迎下載 C 這兩次成像都是虛像 D 透鏡一定在 A 點的左側 解析 解析 物點由時 像點由 因為 AB BC 說明物體移動速度小于像移 動速度 像移動速度大 應為放大的像 所以此透鏡肯定是凸透鏡 若是實像 物放在像 的位置時 由光路可逆性知 成的像應在原來物的位置 即物像位置互換 但此題并非如 此 所以只能是放大的虛像 透鏡處于 A 的左側 所以答案為 A C D 例 4 激光器是一個特殊的光源 它發(fā)出的光便是激光 紅寶石激光器發(fā)射的激光是不 連續(xù)的一道一道的閃光 每道閃光稱為一個光脈沖 現(xiàn)有一紅寶石激光器 發(fā)射功率為 所發(fā)射的每個光脈沖持續(xù)的時間為 波長為 793 4 nm 問每 列光脈沖的長度 l 是多少 其中含有的光子數(shù) n 是多少 分析與解 分析與解 以 l 和 c 分別表示光脈沖的持續(xù)時間 長度和光在真空中的傳播速度 由題意可知 以 P 和 E 表示紅寶石激光器發(fā)射功率和光脈沖能量 則有 以和表示紅