高三物理光学
高三光学的知识点

高三光学的知识点光学是物理学中非常重要的一个分支,它主要研究光的产生、传播、相互作用以及光与物质之间的关系。
在高三阶段,光学是一个必修的科目,它包含了许多重要的知识点。
本文将以易于理解和学习的方式,对高三光学的知识点进行介绍。
一、光的波动性1. 光的波动模型:根据电磁波理论,光具有波动性,可以用波动模型来描述。
2. 光的波长和频率:光波长和频率之间的关系可以由光的速度公式c=λv推导得到。
3. 光的干涉和衍射:光的波动性导致了光的干涉和衍射现象,比如双缝干涉和单缝衍射实验。
二、光的粒子性1. 光的光子理论:根据光电效应和康普顿散射实验结果,光可以被看作是由光子组成的粒子。
2. 光的能量和动量:光子的能量和动量可以由光的频率和波长计算得到。
3. 光电效应和康普顿散射:光电效应和康普顿散射实验证明了光的粒子性。
三、光的传播1. 光的直线传播:光在一般介质中呈现直线传播的特点,可以用光线模型来描述。
2. 光的折射:光从一种介质传播到另一种介质时,会发生折射现象,根据折射定律可以计算折射角度。
3. 光的全反射:当光从光密介质射入光疏介质时,入射角大于临界角时会发生全反射现象。
四、光的成像1. 几何光学:根据几何光学原理,可以通过光的传播路径和成像规律来分析光的成像过程。
2. 成像公式和光学仪器:通过成像公式可以计算成像的位置和放大倍数,而光学仪器如透镜和反射镜则利用光的折射和反射原理实现成像。
五、光的颜色与衍射1. 光的分光和光谱:光可以通过光栅等光学元件进行分光,得到光的光谱结构。
2. 衍射与干涉的关系:光的衍射与干涉密切相关,衍射现象可以用干涉理论来解释。
3. 高级衍射现象:除了双缝衍射,还有单缝衍射、棱镜衍射、衍射光栅等高级衍射现象。
光学作为一门应用广泛的学科,不仅在物理学中起着重要的作用,也在其他学科中有着广泛应用。
希望通过本文的介绍,能够帮助高三学生们更好地理解和掌握光学的知识点,为他们的学业提供帮助。
《高三物理光学》课件

• 光的性质 • 光的折射与反射 • 光学仪器 • 光的干涉与衍射 • 光的辐射与吸收 • 光学实验与探究
目录
01
光的性质
光的波动性
光的干涉
当两束或多束相干光波在空间某 一点叠加时,光强并不是简单叠 加,而是出现加强或减弱的现象 ,这种现象称为光的干涉。
光的衍射
光绕过障碍物继续传播的现象称 为光的衍射。衍射时,光波的强 度在障碍物的边缘附近出现加强 或减弱的现象。
06
光学实验与探究
光的干涉实验
干涉现象
干涉条件
光的干涉是指两束或多束相干光波在 空间某些区域相遇时,相互叠加产生 明暗相间的干涉条纹的现象。
要产生光的干涉现象,需要满足相干 光源、相同波长、相同方向和相同振 动情况等条件。
双缝干涉实验
通过双缝干涉实验可以观察到明暗相 间的干涉条纹,从而验证光的波动性 质。
光谱吸收
不同波长的光被不同介质吸收的程度不同,这种现象称为光谱吸收。通过研究光 谱吸收,可以了解介质对不同波长光的吸收特性,进而应用于光学仪器、光谱分 析等领域。
光的散射
光的散射现象
光在传播过程中,遇到微小颗粒或气 体分子时,会发生散射现象。散射现 象是造成天空呈蓝色的原因之一。
米氏-摩雷森散射
当光源发出的光波长较长时,散射程 度与波长的四次方成反比,这种现象 称为米氏-摩雷森散射。在气象学、环 保等领域,米氏-摩雷森散射理论有重 要应用。
光的衍射实验
衍射现象
光的衍射是指光在传播过程中遇到障碍物或孔洞时,发生偏离直 线传播的现象。
单缝衍射实验
通过单缝衍射实验可以观察到明暗相间的衍射条纹,从而验证光的 波动性质。
衍射条件
要产生光的衍射现象,需要满足障碍物或孔洞的大小与光的波长相 当或更小。
高三物理光学知识点讲解

高三物理光学知识点讲解光学是物理学中的重要分支,研究光的本质、传播规律以及与物质相互作用的过程。
在高中物理课程中,光学是一个重要的内容,本文将对一些高三物理光学知识点进行讲解。
一、光的反射和折射1. 光的反射光的反射是指光线从一个介质射向另一个介质时,发生方向改变的现象。
根据反射定律,入射角等于反射角,反射光线与法线垂直。
2. 光的折射光的折射是指光线由一种介质射入另一种介质时,发生方向改变的现象。
根据斯涅尔定律,折射角与入射角、两种介质的折射率有关。
二、光的色散和光的干涉1. 光的色散光的色散是指当光通过透明介质时,不同波长的光线被折射角度不同的现象。
根据光的色散特性,我们可以使用光栅进行分光。
2. 光的干涉光的干涉是指两束或多束相干光相遇时,各个光波在空间中叠加的现象。
常见的干涉现象有杨氏双缝干涉和牛顿环等。
三、凸透镜和凹透镜1. 凸透镜凸透镜是中间厚两边薄的透镜,能使光线经过折射后会聚或发散。
凸透镜有两个焦点,分别是实焦和虚焦。
2. 凹透镜凹透镜是两边薄中间厚的透镜,能使光线经过折射后发散。
凹透镜同样有两个焦点,分别也是实焦和虚焦。
四、光的投射和成像1. 光的投射光的投射是光线从一个点向各个方向传播的现象。
根据光的传播路径,我们可以使用光线追迹法进行光线的投射分析。
2. 光的成像光的成像是指通过折射、反射等方式在屏幕上形成的光学图像。
根据物体与成像的关系,可以分为实像和虚像,以及放大和缩小的情况。
五、光的波粒二象性1. 光的波动性光的波动性指的是光具有波动性质,如干涉、衍射等。
这可以用波动理论来解释光的传播和相互作用。
2. 光的粒子性光的粒子性指的是光可以看作由光子组成的粒子,光子具有能量和动量。
这可以用光量子理论来解释光与物质的相互作用。
六、光的偏振和光的衍射1. 光的偏振光的偏振是指光在某一平面上振动的现象。
光的偏振可以通过偏振片进行实验观察和解释。
2. 光的衍射光的衍射是光通过一个障碍物或通过物体的缝隙时,发生弯曲和扩散的现象。
高三光学知识点总结

高三光学知识点总结光学是物理学的一个重要分支,研究光的传播、反射、折射、干涉、衍射等现象。
在高中物理课程中,光学是一个重要的模块。
下面将对高三光学知识点进行总结。
1. 光的传播特性光是一种电磁波,具有直线传播的特性,光的传播速度在真空中为299792458米/秒,符号为c。
光的传播中,光线的传播路径符合光的反射定律和折射定律。
2. 光的反射光的反射定律指出,入射光线、反射光线和法线所在的平面是同一个平面,且入射角等于反射角。
反射现象广泛应用于镜面成像和光学仪器中。
3. 光的折射光的折射定律描述了光在介质间传播时的弯曲现象,折射定律指出,入射光线、折射光线和法线所在的平面是同一个平面,且入射角的正弦与折射角的正弦之比等于两个介质的折射率之比。
4. 透镜透镜是光学仪器中常用的元件,广泛应用于眼镜、放大镜、望远镜等。
根据透镜的形状可以分为凸透镜和凹透镜。
凸透镜能够使光线会聚,形成实像;凹透镜能够使光线发散,形成虚像。
5. 光的干涉光的干涉是指两束或多束光波相互叠加而产生的干涉图样。
干涉现象广泛应用于干涉仪、光栅、薄膜等。
6. 光的衍射光的衍射是指光通过一个障碍物或通过一条狭缝后发生的弯曲现象。
衍射现象广泛应用于光栅、衍射光栅等。
7. 光的色散光的色散是指光的不同波长在介质中的传播速度不同而导致的色彩分离现象。
常见的色散现象包括折射色散和衍射色散。
8. 光的偏振光的偏振是指光的振动方向只在一个特定平面内的现象。
光的偏振应用于偏振片和光学仪器中。
9. 光的波粒二象性光既可以像波一样具有干涉和衍射现象,也可以像粒子一样具有光电效应等现象,这体现了光的波粒二象性。
10. 光学应用光学在现代科学技术中的应用非常广泛,如光通信、光存储、光谱分析、激光技术等。
光学在生物医学、材料科学、信息科学等领域发挥着重要作用。
以上是对高三光学知识点的简要总结,其中涵盖了光的传播特性、反射、折射、透镜、干涉、衍射、色散、偏振、波粒二象性以及光学应用等方面的内容。
高中物理学业水平测试光学知识点归纳

高中物理学业水平测试光学知识点归纳
光学是高中物理学中重要的知识点之一。
本文整理了高中物理学业水平测试中涉及的光学知识,帮助学生更好地复和准备考试。
1. 光的传播
- 光是电磁波,以直线传播。
- 光的传播速度为常数,约为3 × 10^8 m/s。
- 在介质中传播时,光会发生折射和反射现象。
2. 光的反射与折射
- 反射是光在界面上的反弹现象。
- 折射是光从一种介质进入另一种介质时改变传播方向和传播速度的现象。
3. 光的成像
- 光学仪器,如凸透镜、凹透镜和平面镜,可以成像。
- 凸透镜成像规律:物距、像距和焦距的关系。
- 凹透镜成像规律:物距、像距和焦距的关系。
- 平面镜成像规律:物距、像距和镜距的关系。
4. 光的干涉和衍射
- 干涉是两束或多束光相互叠加产生明暗干涉条纹的现象。
- 衍射是光通过小孔或绕过物体时发生的现象,形成衍射图样。
5. 光的颜色
- 光的颜色是由不同波长的光与眼睛的反应相互作用产生的。
- 白光经过三棱镜分光后可得到彩虹光谱。
以上是高中物理学业水平测试光学知识点的归纳。
希望这份文
档能帮助你更好地复光学知识,取得好成绩!。
高三物理光学知识点全面复习

高三物理光学知识点全面复习一、光的传播1.1 光的直线传播•定义:光在同种均匀介质中沿直线传播。
•实例:日食、月食、小孔成像、影子、激光准直。
1.2 光的折射•定义:光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生改变,这是光的折射现象。
•定律:斯涅尔定律,$\nicefrac{\Delta \sin \theta_1}{\Delta \sin \theta_2} = \nicefrac{v_1}{v_2} = \nicefrac{n_2}{n_1}$。
•实例:透镜、水底物体看起来浅、彩虹、海市蜃楼。
1.3 光的反射•定义:光照射到物体表面又返回的现象。
•定律:反射定律,入射角等于反射角。
•实例:平面镜成像、光滑物体反光、凸面镜、凹面镜。
二、光的波动性2.1 光的干涉•定义:两束或多束相干光在空间中相遇产生稳定的干涉现象。
•实例:双缝干涉、单缝衍射、迈克尔孙干涉仪。
2.2 光的衍射•定义:光通过狭缝或物体边缘时,发生弯曲现象。
•条件:孔径或障碍物尺寸与波长相当或更小。
•实例:单缝衍射、圆孔衍射、泊松亮斑。
2.3 光的偏振•定义:光波中,电场矢量在某一平面上振动的现象。
•实例:偏振片、马吕斯定律、自然光与偏振光。
三、光的量子性3.1 光电效应•定义:光照射到金属表面,电子被弹射出来的现象。
•定律:爱因斯坦光电效应方程,E k=ℎν−W0。
•实例:太阳能电池、光电管。
3.2 光的粒子性•定义:光具有粒子性质,每个光子具有能量E=ℎν。
•实例:康普顿效应、光电效应。
四、光的测量4.1 光的强度•定义:光的功率密度,表示光的亮度。
•单位:坎德拉(cd)。
4.2 光的颜色•定义:光的频率或波长决定的特性。
•实例:红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。
4.3 光的传播速度•定义:光在介质中传播的速度。
•公式:$v = \nicefrac{c}{n}$,其中c为真空中的光速,n为介质的折射率。
五、光学仪器5.1 透镜•分类:凸透镜、凹透镜、平面透镜。
高三光学知识点

高三光学知识点光学是物理学中的一门重要分支,研究光的传播、反射、折射、干涉、衍射等现象及光的性质和相互作用规律。
在高三的物理学习中,光学知识点是不可或缺的一部分。
本文将围绕高三光学知识点展开讨论,帮助同学们加深对光学的理解。
1. 光的传播光是一种电磁波,它以光速在真空中传播。
光的传播可以遵循直线传播原理,即在均匀介质中,光线传播路径是直线。
2. 光的反射光线遇到边界面时,一部分光线返回原来的介质中,这种现象叫做光的反射。
光的反射遵循反射定律,即入射角等于反射角。
3. 光的折射光线从一种介质传播到另一种介质时,会发生折射现象。
光的折射遵循折射定律,即入射角的正弦与折射角的正弦的比值是两种介质的折射率之比。
4. 薄透镜薄透镜是由两个或以上的球面界面分开的透明介质组成的。
根据透镜形状的不同,可以分为凸透镜和凹透镜。
凸透镜使平行光线汇聚于焦点处,而凹透镜使平行光线发散。
5. 光的干涉光的干涉是指两束或多束光相互叠加时产生的干涉现象。
产生干涉的条件是光源中有相干光,即同一波长、同一频率、同一相位的光。
6. 光的衍射光的衍射是指光通过孔径或物体边缘时发生的弯曲现象。
衍射有很多种形式,如狭缝衍射、单缝衍射、双缝干涉等。
7. 像的成因在光学中,像有实像和虚像之分。
实像是通过透镜或镜子形成的可投影在物体后的像,虚像则不能实际观察到。
像的成因是光线经过折射或反射后交汇于一点,形成的像。
8. 球面镜球面镜是由一个球面的一部分或两部分所组成的反射镜或折射镜。
根据球面镜的形状,可以分为凸透镜和凹透镜。
9. 光的颜色光的颜色是由光波的频率决定的。
光的颜色包括了可见光的各个颜色,如红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等。
10. 光的偏振光的偏振是指光波的振动方向固定在某一平面内的现象。
只有在某些特定的条件下,光才会偏振。
偏振光可以通过偏振片进行筛选。
以上是高三光学知识点的简要介绍,通过对这些知识点的学习和理解,同学们将能够更好地掌握光学的基本原理和应用。
高中物理光学部分总结

高中物理光学部分总结光学辅导光学包括两大部分内容:几何光学和物理光学.几何光学(又称光线光学)是以光的直线传播性质为基础,研究光在煤质中的传播规律及其应用的学科;物理光学是研究光的本性、光和物质的相互作用规律的学科.一、重要概念和规律(一)、几何光学基本概念和规律1、基本规律光源发光的物体.分两大类:点光源和扩展光源.点光源是一种理想模型,扩展光源可看成无数点光源的集合.光线——表示光传播方向的几何线.光束通过一定面积的一束光线.它是温过一定截面光线的集合.光速——光传播的速度。
光在真空中速度最大。
恒为C=3×108m/s。
丹麦天文学家罗默第一次利用天体间的大距离测出了光速。
法国人裴索第一次在地面上用旋转齿轮法测出了光这。
实像——光源发出的光线经光学器件后,由实际光线形成的.虚像——光源发出的光线经光学器件后,由发实际光线的延长线形成的。
本影——光直线传播时,物体后完全照射不到光的暗区.半影——光直线传播时,物体后有部分光可以照射到的半明半暗区域.2.基本规律(1)光路可逆原理光线逆着反射线或折射线方向入射,将沿着原来的入射线方向反射或折射.(2)光的独立传播规律光在传播时虽屡屡相交,但互不扰乱,保持各自的规律继续传播。
(3)光的直线传播规律先在同一种均匀介质中沿直线传播。
小孔成像、影的形成、日食、月食等都是光沿直线传播的例证。
(4)光的反射定律反射线、人射线、法线共面;反射线与人射线分布于法线两侧;反射角等于入射角。
(5)光的折射定律折射线、人射线、法织共面,折射线和入射线分居法线两侧;对确定的两种介质,入射角(i)的正弦和折射角(r)的正弦之比是一个常数.介质的折射串n=sini/sinr=c/v。
全反射条件①光从光密介质射向光疏介质;②入射角大于临界角A,sinA=1/n。
3.常用光学器件及其光学特性(1)棱镜光密煤质的棱镜放在光疏煤质的环境中,入射到棱镜侧面的光经棱镜后向底面偏折。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
第十四章 高三物理光学一、光的直线传播1.光在同一种均匀介质中是沿直线传播的前提条件是在同一种介质,而且是均匀介质。
否则,可能发生偏折。
如光从空气斜射入水中(不是同一种介质);“海市蜃楼”现象(介质不均匀)。
当障碍物或孔的尺寸和波长可以相比或者比波长小时,将发生明显的衍射现象,光线将可能偏离原来的传播方向。
解光的直线传播方面的计算题(包括日食、月食、本影、半影问题)关键是画好示意图,利用数学中的相似形等几何知识计算。
例1. 如图所示,在A 点有一个小球,紧靠小球的左方有一个点光源S 。
现将小球从A 点正对着竖直墙平抛出去,打到竖直墙之前,小球在点光源照射下的影子在墙上的运动是A.匀速直线运动B.自由落体运动C.变加速直线运动D.匀减速直线运动解:小球抛出后做平抛运动,时间t 后水平位移是vt ,竖直位移是h = gt 2,根据相似形知识可以由比例求得t t vgl x ∝=2,因此影子在墙上的运动是匀速运动。
2.光速光在真空中的转播速度为c =3.00×108m/s 。
⑴光在不同介质中的传播速度是不同的。
根据爱因斯坦的相对论光速不可能超过c 。
⑵近年来(1999-)科学家们在极低的压强(10-9Pa )和极低的温度(10-9K )下,得到一种物质的凝聚态,光在其中的速度降低到17m/s ,甚至停止运动。
⑶也有报道称在实验中测得的光速达到1011m/s ,引起物理学界的争论。
二、反射 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.利用边缘光线作图确定范围 例2 如图所示,画出人眼在S 处通过平面镜可看到障碍物后地面的范围。
解:先根据对称性作出人眼的像点S /,再根据光路可逆,设想S 处有一个点光源,它能通过平面镜照亮的范围就是人眼能通过平面镜看到的范围。
图中画出了两条边缘光线。
例3. 如图所示,用作图法确定人在镜前通过平面镜可看到AB 完整像的范围。
解:先根据对称性作出AB 的像A /B /,分别作出A 点、B 点发出的光经平面镜反射后能射到的范围,再找到它们的公共区域(交集)。
就是能看到完整像的范围。
x 1 2三、折射与全反射1.折射定律 折射定律的各种表达形式:021sin 1sin sin C v c n ='===λλθθ (θ1为入、折射角中的较大者。
)折射光路也是可逆的。
2.各种色光性质比较可见光中,红光的折射率n 最小,频率ν最小,在同种介质中(除真空外)传播速度v 最大,波长λ最大,从同种介质射向真空时发生全反射的临界角C 最大,以相同入射角在介质间发生折射时的偏折角最小(注意区分偏折角和折射角)。
以上各种色光的性质比较在定性分析时非常重要,一定要牢记。
3.边作图边计算有关光的折射和全反射,在解题时要把计算和作图有机地结合起来,根据数据计算反射角、折射角,算一步画一步,画一步在根据需要算一步。
作图要依据计算结果,力求准确。
例4. 直角三棱镜的顶角α=15°, 棱镜材料的折射率n =1.5,一细束单色光如图所示垂直于左侧面射入,试用作图法求出该入射光第一次从棱镜中射出的光线。
解:由n =1.5知临界角大于30°小于45°,边画边算可知该光线在射到A 、B 、C 、D 各点时的入射角依次是75°、60°、45°、30°,因此在A 、B 、C 均发生全反射,到D 点入射角才第一次小于临界角,所以才第一次有光线从棱镜射出。
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、外两层材料的界面,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,经过多次全反射能够没有损失地全部从另一个端面射出。
例5. 如图所示,一条长度为L =5.0m 的光导纤维用折射率为n =2的材料制成。
一细束激光由其左端的中心点以α= 45°的入射角射入光导纤维内,经过一系列全反射后从右端射出。
求:⑴该激光在光导纤维中的速度v 是多大?⑵该激光在光导纤维中传输所经历的时间是多少?解:⑴由n=c/v 可得v =2.1×108m/s⑵由n=sin α/sin r 可得光线从左端面射入后的折射角为30°,射到侧面时的入射角为60°,大于临界角45°,因此发生全反射,同理光线每次在侧面都将发生全反射,直到光线达到右端面。
由三角关系可以求出光线在光纤中通过的总路程为s =2L /3,因此该激光在光导纤维中传输所经历的时间是t =s /v =2.7×10-8s 。
四、棱镜1.棱镜对光的偏折作用一般所说的棱镜都是用光密介质制作的。
入射光线经三棱镜两次折射后,射出方向与入射方向相比,向底边偏折。
(若棱镜的折射率比棱镜外介质小则结论相反。
)作图时尽量利用对称性(把棱镜中的光线画成与底边平行)。
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(红光偏折最小,紫光偏折最大。
)例6. 如图所示,一细束红光和一细束蓝光平行射到同一个三棱镜上,经折射后交于光屏上的同一个点M ,若用n 1和n 2分别表示三棱镜对红光和蓝光的折射率,下列说法中正确的是A.n 1<n 2,a 为红光,b 为蓝光B.n 1<n 2,a 为蓝光,b 为红光C.n 1>n 2,a 为红光,b 为蓝光D.n 1>n 2,a 为蓝光,b 为红光解:由图可知,b 光线经过三棱镜后的偏折角较小,因此折射率较小,是红光。
4.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。
例7. 如图所示,自行车的尾灯采用了全反射棱镜的原理。
它虽然本身不发光,但在夜间骑行时,从后面开来的汽车发出的强光照到尾灯后,会有较强的光被反射回去,使汽车司机注意到前面有自行车。
尾灯的原理如图所示,下面说法中正确的是A.汽车灯光应从左面射过来在尾灯的左表面发生全反射B.汽车灯光应从左面射过来在尾灯的右表面发生全反射C.汽车灯光应从右面射过来在尾灯的左表面发生全反射D.汽车灯光应从右面射过来在尾灯的右表面发生全反射解:利用全反射棱镜使入射光线偏折180°,光线应该从斜边入射,在两个直角边上连续发生两次全反射。
所以选C 。
5.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。
例8. 如图所示,两细束平行的单色光a 、b 射向同一块玻璃砖的上表面,最终都从玻璃砖的下表面射出。
已知玻璃对单色光a 的折射率较小,那么下列说法中正确的有 A.进入玻璃砖后两束光仍然是平行的B.从玻璃砖下表面射出后,两束光不再平行C.从玻璃砖下表面射出后,两束光之间的距离一定减小了D.从玻璃砖下表面射出后,两束光之间的距离可能和射入前相同解:进入时入射角相同,折射率不同,因此折射角不同,两束光在玻璃内不再平行,但从下表面射出时仍是平行的。
射出时两束光之间的距离根据玻璃砖的厚度不同而不同,在厚度从小到搭变化时,该距离先减小后增大,有可能和入射前相同(但左右关系一定改变了)。
例9. 如图所示,AB 为一块透明的光学材料左侧的端面。
建立直角坐标系如图,设该光学材料的折射率沿y 轴正方向均匀减小。
现有一束单色光a 从原点O 以某一入射角θ由空气射入该材料内D.解:如图所示,由于该材料折射率由下向上均匀减小,可以设想将它分割成折射率不同的薄层。
光线射到相邻两层的界面时,如果入射角小于临界角,则射入上一层后折射角大于入射角,光线偏离法线。
到达更上层的界面时入射角逐渐增大,当入射角达到临界角时发生全反射,光线开始向下射去直到从该材料中射出。
例10. 如图所示,用透明材料做成一长方体形的光学器材,要求从上表面射入的光线可能从右侧面射出,那么所选的材料的折射率应满足 A.折射率必须大于2 B.折射率必须小于2C.折射率可取大于1的任意值D.无论折射率是多大都不可能 解:从图中可以看出,为使上表面射入的光线经两次折射后从右侧面射出,θ1和θ2都必须小于临界角C ,即θ1<C ,θ2<C ,而θ1+θ2=90°,故C >45°,n =1/sin C <2,选B 答案。
例11. 如图所示,一束平行单色光a 垂直射向横截面为等边三角形的棱镜的左侧面,棱镜材料的折射率是2。
试画出该入射光射向棱镜后所有可能的射出光线。
解:由折射率为2得全反射临界角是45°。
光线从左侧面射入后方向不发生改变,射到右侧面和底面的光线的入射角都是60°,大于临界角,因此发生全反射。
反射光线分别垂直射向底面和右侧面。
在底面和右侧面同时还有反射光线。
由光路可逆知,它们最终又从左侧面射出。
所有可能射出的光线如图所示。
五、光的波动性1.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2.⑴亮纹:屏上某点到双缝的光程差等于波长的整数倍,即δ= n λ(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=)12(2-n λ(n=0,1,2,……) 相邻亮纹(暗纹)间的距离λλ∝=∆dl x 。
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。
例12. 用绿光做双缝干涉实验,在光屏上呈现出绿、暗相间的条纹,相邻两条绿条纹间的距离为Δx 。
下列说法中正确的有A.如果增大单缝到双缝间的距离,Δx 将增大B.如果增大双缝之间的距离,Δx 将增大C.如果增大双缝到光屏之间的距离,Δx 将增大D.如果减小双缝的每条缝的宽度,而不改变双缝间的距离,Δx 将增大S b解:公式λdl x =∆中l 表示双缝到屏的距离,d 表示双缝之间的距离。