高二物理光学
高二物理竞赛课件：光学
非热辐射光源（冷光源） 气体放电管、日光灯、萤火虫
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•原子的发光模型
激发态寿命 10-11～10-8 s 自发辐射
能级
E2
激发态
原子发光——原子光波列： 一定频率、振动方向，长度有 限的光波列
普通光源发光：
E1
基态
原子光波列
大量原子和分子持续、随机地发 射的光波列
三.光的电磁说（19世纪的后半期---） 19世纪后半期Maxwell建立电磁理论，提出了
光的电磁性，1887年赫兹用实验证实。 性质：电磁波在电磁以太中传播。
四.光的量子说（20世纪初---） 电磁波动说在解释“热幅射实验”及“光电效
应”等实验遇到困难。
1900年普朗克提出了“热幅射量子理论”，爱因 斯坦提出了光子理论，将光看成一束粒子流与电磁 波动说相抗衡。
两个特点：间歇性、随机性
x ct
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二、单色光
单色光： 0, t 或 0, x
有限长的单色波列
x ct
：谱线宽度
普通单色光源： 0.1 ~ 103 nm
激光：
109 nm
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三、相干光
光波中的电场矢量 E 称为光矢量。
• 两同频单色光的叠加
E
E2
E1 E10 cos(t 10)
代表：牛顿 v水 v空气 对立面：惠更斯--波动说 v水 v空气
分歧的焦点：光在水中的速度
1850年傅科（Foucauld）测定 v水 v空气
微粒说开始瓦解
二.光的机械波动说（19世纪初--后半世纪）
英国人l)通过干涉、衍射、偏振等实验证明 了光的波动性及光的横波性。 性质：弹性机械波，在机械以太中传播。
高二物理光学知识点总结归纳
高二物理光学知识点总结归纳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、衍射等现象及其规律。
在高二物理学习中，我们也接触到了一些光学的基本知识点。
本文将对高二物理光学知识点进行总结归纳，希望能够帮助大家学习和复习。
一、光的传播与反射1. 光的传播：光是一种电磁波，在真空中传播的速度是光速，约为3.0×10^8m/s。
光在一种介质中传播时，会发生折射现象。
2. 光的反射：光在与介质边界相遇时，会发生反射现象。
根据反射定律，入射角等于反射角，光线的入射角、反射角和法线在同一平面上。
二、光的折射与光密度1. 光的折射：当光从一种介质进入另一种介质时，由于介质密度的不同，光线会发生折射。
根据斯涅尔定律，光线的入射角、折射角和两种介质的光密度之比，满足一个常数关系。
2. 光密度：光密度是光在介质中的传播速度与真空中的光速之比。
光密度与介质的折射率有关，折射率越大，光密度越小。
三、透镜与成像1. 透镜的分类：透镜分为凸透镜和凹透镜。
凸透镜使光线向透镜中心汇聚，称为正透镜；凹透镜使光线发散，称为负透镜。
2. 成像规律：透镜成像满足一定的成像规律。
凸透镜的物体距离透镜越远，成像距离透镜越近；凹透镜的物体越靠近透镜，成像距离透镜越远。
四、光的干涉与衍射1. 光的干涉：当两束或多束光波相遇时，叠加产生干涉现象。
其中，相干干涉是指两束光波的相位差保持不变；非相干干涉是指两束光波的相位差随着时间变化。
2. 光的衍射：当光波通过一个小孔或绕过一个物体的边缘时，会发生衍射现象。
衍射是光的波动性质的表现，是光波传播过程中波的弯曲和扩散现象。
五、偏振与光的颜色1. 光的偏振：光波的振动方向不一致，称之为偏振光。
利用偏振光的特性可以实现光的解析、消光等应用。
2. 光的颜色：白光是由多种颜色的光波混合而成。
通过棱镜的折射和色散效应，可以将白光分解为一系列彩色光。
以上是高二物理光学知识点的简要总结归纳。
希望通过这篇文章的阅读，可以帮助大家复习和巩固相关知识，为物理学习打下坚实的基础。
高中二年级物理光学基础知识
高中二年级物理光学基础知识物理是自然科学的一个重要分支，而光学则是物理学中的一门重要学科。
对于高中二年级的学生来说，掌握光学的基础知识是非常重要的。
本文将介绍高中二年级物理光学基础知识，包括光的传播、光的反射和折射以及光的波动性。
一、光的传播光是一种电磁波，它是通过振动的电场和磁场相互作用而传播的。
光在真空中的传播速度是恒定的，约为3.0×10^8米/秒，通常用符号c表示。
光在不同媒质中的传播速度会有所改变，这是由媒质对光的折射性质决定的。
二、光的反射光的反射是指光遇到物体的表面，发生改变方向并返回原来的媒质中的现象。
反射的规律可以用光的入射角和反射角相等来描述。
当光线从一种介质射入另一种介质时，由于介质的不同折射率，会发生折射现象。
三、光的折射光的折射是指光线从一种介质传播到另一种介质时，改变传播方向的现象。
根据斯涅尔定律，当光线从一种介质射入另一种折射率不同的介质中时，入射光线和折射光线所在的平面与法线的夹角之比等于两种媒质折射率之比。
四、光的波动性光的波动性是指光的传播具有波动的特性。
根据赫兹实验，光在干涉、衍射和偏振现象中表现出波动特性。
干涉是指两束或多束光线相遇并产生交叠干涉图案的现象，常见的干涉现象有杨氏双缝干涉和牛顿环实验。
衍射是指光通过较小孔径或者障碍物后，发生弯曲和扩散的现象。
光的衍射可以解释很多现象，比如夜间看星星时的眩光现象。
而光的偏振是指光振动方向的限定特性，只有在特定方向上的振动才能通过偏振片。
总结高中二年级的物理光学基础知识主要包括光的传播、光的反射和折射以及光的波动性。
通过学习和理解这些基础知识，可以帮助学生更好地理解光学现象，并逐渐深入学习光的成像、光的色散等内容。
在学习过程中，学生应注重实际操作和观察实验现象，加深对光学知识的理解和应用能力。
希望这篇文章对高中二年级的学生有所帮助，进一步巩固和扩展光学基础知识。
高二物理光学知识点
高二物理光学知识点一、光的传播1. 光的直线传播：在均匀介质中，光沿直线传播。
2. 光的反射定律：入射角等于反射角。
3. 光的折射定律：在两种介质的界面上，入射光线、折射光线和法线都在同一个平面内，且入射角和折射角的正弦值之比等于两种介质的折射率之比。
二、反射镜1. 平面镜：成像特点为正立、等大、虚像。
2. 曲面镜：包括凹面镜和凸面镜，凹面镜能聚焦光线，凸面镜能散射光线。
三、折射1. 透镜：包括凸透镜和凹透镜，凸透镜能聚焦光线，凹透镜能发散光线。
2. 透镜成像规律：透镜的焦距、物距和像距之间的关系，以及成像的性质（实像或虚像）。
四、光的干涉1. 杨氏双缝干涉实验：证明了光的波动性。
2. 干涉条件：相干光波相遇时，满足相位差为整数倍的波长时产生构造性干涉，相位差为半整数倍的波长时产生破坏性干涉。
五、光的衍射1. 单缝衍射：光通过狭缝时发生弯曲和扩散现象。
2. 衍射光栅：由多个等距的狭缝组成的光栅，能产生明暗相间的衍射图样。
六、光的偏振1. 偏振光：只在一个平面内振动的光。
2. 马吕斯定律：描述偏振光通过偏振片时，透射光强度与偏振片的偏振方向的关系。
七、光的颜色和光谱1. 色散：光通过介质时，不同波长的光速不同，导致不同颜色的光分离。
2. 光谱：通过棱镜或光栅分解白光，得到从红到紫的连续光谱。
八、光的量子性1. 光电效应：光照射到金属表面时，能使金属发射电子。
2. 光子：光的量子，具有能量和动量。
九、激光1. 激光的特性：单色性好、相干性高、方向性高的光源。
2. 激光的应用：通信、医疗、工业加工等领域。
以上是高二物理光学的主要知识点概述。
每个知识点都可以进一步深入学习，包括相关的实验、公式推导和应用实例。
这篇文章的目的是提供一个清晰的框架，帮助学生理解和复习光学的基本概念。
高二物理选修一光学知识点
高二物理选修一光学知识点光学是高二物理选修课程中的重要组成部分，它主要研究光的性质、光的传播以及光与物质的相互作用。
本文将详细介绍高二物理选修一中的光学知识点，帮助学生更好地理解和掌握光学的基本概念和原理。
一、光的基本概念光是一种电磁波，它在真空中的传播速度是宇宙中最快的速度，即光速，约为每秒299,792,458米。
光具有波粒二象性，即既可以表现为波动，也可以表现为粒子。
在光学中，我们通常关注的是光的波动性质，如干涉、衍射和偏振等现象。
二、光的传播1. 直线传播在均匀介质中，光沿直线传播。
这一现象可以通过小孔成像、日食和月食等现象来解释。
光的直线传播是光学成像的基础，也是光学仪器设计的重要依据。
2. 反射当光遇到不同介质的界面时，部分光会被反射回来。
反射分为镜面反射和漫反射。
镜面反射是指光在光滑表面上反射，反射光线与入射光线的夹角相等；漫反射则是指光在粗糙表面上反射，反射光线向各个方向散射。
3. 折射光从一种介质进入另一种介质时，其传播方向会发生改变，这种现象称为折射。
折射的程度取决于两种介质的折射率，遵循斯涅尔定律。
折射现象是透镜成像的基础，也是解释彩虹等自然现象的关键。
三、光的干涉和衍射1. 干涉当两束或多束相干光波相遇时，它们会相互叠加，形成干涉现象。
干涉现象可以分为构造性干涉和破坏性干涉。
构造性干涉是指两个波峰或两个波谷相遇，光强增强；破坏性干涉是指波峰与波谷相遇，光强减弱。
干涉现象是精密测量和光纤通信等领域的重要原理。
2. 衍射当光波遇到障碍物或通过狭缝时，会发生弯曲和展开，这种现象称为衍射。
衍射现象的特点是光波在障碍物的边缘形成明暗相间的条纹。
衍射现象是研究光波特性的重要手段，也是制造光栅和研究微观结构的基础。
四、光的偏振偏振是光波振动方向的选择性。
自然光是偏振方向随机的光波，而偏振光则是振动方向有序的光波。
通过使用偏振片，可以选择性地过滤掉特定方向的光波，从而获得偏振光。
偏振现象在液晶显示、3D电影以及光学仪器中有着广泛的应用。
高二物理光学知识点
高二物理光学知识点光学是物理学中的一个重要分支，在高二物理的学习中，光学知识占据着重要的地位。
下面我们就来详细了解一下高二物理光学的相关知识点。
一、光的折射当光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向会发生改变，这种现象叫做光的折射。
折射定律是理解光折射现象的关键。
折射定律指出：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别位于法线的两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成正比。
折射率是一个反映介质光学性质的物理量，它等于光在真空中的速度与光在该介质中的速度之比。
折射率越大，光在该介质中传播速度越慢。
在实际生活中，我们常见的折射现象有很多。
比如，把一根筷子插入水中，看起来筷子好像在水面处折断了；还有我们通过放大镜看物体，也是利用了光的折射原理。
二、光的全反射当光从光密介质射向光疏介质时，如果入射角增大到某一角度，折射光线会消失，只剩下反射光线，这种现象叫做全反射。
发生全反射的条件有两个：一是光从光密介质射向光疏介质；二是入射角大于或等于临界角。
临界角是指折射角等于 90 度时的入射角。
通过折射率可以计算出临界角的大小。
全反射在现代科技中有广泛的应用，比如光纤通信就是利用了光的全反射原理，使得光能够在光纤中高效传输。
三、光的干涉两列频率相同、振动方向相同、相位差恒定的光波相遇时，会出现明暗相间的条纹，这种现象叫做光的干涉。
杨氏双缝干涉实验是证明光具有波动性的重要实验之一。
在双缝干涉实验中，相邻两条亮条纹或暗条纹之间的距离与光的波长、双缝间距以及双缝到光屏的距离有关。
通过这个实验，我们可以测量光的波长。
光的干涉在生产和生活中也有很多应用，比如在光学仪器的制造中，可以利用干涉原理来检测光学元件表面的平整度；在镀膜技术中，通过控制薄膜的厚度和折射率，可以实现增透膜或增反膜的效果。
四、光的衍射光在传播过程中遇到障碍物或小孔时，会偏离直线传播路径，在障碍物后面的屏上出现光强分布不均匀的现象，叫做光的衍射。
高二物理选修4《光学、电磁场和电路分析》练习题及答案
高二物理选修4《光学、电磁场和电路分
析》练习题及答案
1. 光学题目
1.1. 问题：一束光从空气射入玻璃，其入射角为45度。
如果玻璃的折射率为1.5，计算反射角和折射角。
答案：根据斯涅尔定律，反射角等于入射角，折射角由正弦关系计算得出，折射角约为29.1度。
1.2. 问题：一束光通过凹透镜聚焦。
如果物距为30厘米，凹透镜的焦距为10厘米，计算像距和放大率。
答案：根据薄透镜公式，1/f = 1/v - 1/u，其中f为焦距，v为像距，u为物距。
代入数值计算，得到像距为20厘米，放大率为2。
2. 电磁场题目
2.1. 问题：一根长直导线通电，产生的磁场强度如何随距离变化？
答案：根据安培定律，距离直线导线越远，磁场强度越弱。
2.2. 问题：一个平行板电，两板间的电场强度如何随距离变化？
答案：根据电场的定义，两平行板间的电场强度与距离成反比
关系。
3. 电路分析题目
3.1. 问题：一个由电阻、电容和电感串联的电路，如何计算电流？
答案：根据欧姆定律和基尔霍夫定律，可以通过计算电路中的
总电阻，以及应用电压和总电阻的关系计算电流。
3.2. 问题：一个并联电路中，两个电阻的等效电阻如何计算？
答案：在并联电路中，两个电阻的等效电阻可以通过公式1/R
= 1/R1 + 1/R2 计算得出。
以上是《光学、电磁场和电路分析》的一些练题及答案，希望
能对您的研究有所帮助。
高二物理选修一光学知识点
高二物理选修一光学知识点光学作为物理学的一个重要分支，研究光的传播、反射、折射等现象，在我们日常生活和科学研究中有着广泛的应用。
下面将为大家介绍高二物理选修一中的一些重要的光学知识点。
1. 光的传播光是一种电磁波，其传播速度为300,000 km/s，在真空中传播的速度最快。
当光经过不同介质时，会发生折射现象，即光线改变传播方向和速度。
根据斯涅尔定律，光线在界面上的入射角和折射角满足sinθ1/sinθ2=n2/n1，其中n1和n2分别为两个介质的折射率。
2. 光的反射光线在与界面发生反射时，遵循反射定律，即入射角等于反射角。
这一定律描述了光在平面镜、光学镜片等表面的反射现象。
3. 光的色散光的色散是指光经过某些介质时，不同波长的光被折射的角度不同，导致光的分离现象。
这是由于不同波长的光在介质中的折射率不同造成的。
最典型的例子就是通过三棱镜使白光分为七种颜色的光谱。
4. 光的干涉和衍射干涉和衍射是光的波动性质的重要体现。
干涉是指两束光线在空间中叠加形成明暗相间的干涉条纹，它可以通过双缝干涉、薄膜干涉等实验得到。
衍射是指当光通过一个小孔或绕过障碍物时，光波会出现弯曲和扩散的现象。
5. 光的透射和吸收光线经过透明介质时，可以部分或全部穿过，这一现象称为透射。
常见的透射现象包括玻璃的透明和空气中的大气折射。
与透射相反，光线也可以被物体吸收，被吸收的光能量会转化为物体的内能。
6. 光的成像光学成像描述了光线通过光学系统（如透镜或凸面镜）形成的实物或虚像。
通过透镜的折射和凸面镜的反射，可以将物体的形状、位置和大小按比例地再现在成像平面上。
7. 光的光学仪器光学仪器用于改变、增强或观察光的性质。
光学仪器包括望远镜、显微镜、投影仪等。
它们利用光的传播、反射、折射和成像的原理，实现了对物体的观察、测量和成像。
以上是高二物理选修一中的一些重要的光学知识点。
通过学习这些知识，我们可以更好地理解和应用光学原理。
在日常生活中，我们可以利用这些知识解释光的传播、反射和折射等现象，同时也可以运用光学仪器进行观察和测量。
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面N，因M∥N，故其入射角i′=r＜C。即光只要通过M即不可能在表面N发生折射。
若光通过M先射到MN面再射到P面（如图13－6），同样可以证明经P面发生反射，反射光线射至N面时，由几何关系可以证明入射角i′=r，根据折射定律折射角r′=i，同样不可能发生全反射。故应选B，D。
【错解原因】
对透镜的作用不清楚，而是简单地由镜子的形状来判断它对光线的作用种类，认为凸型空气泡与平时用的玻璃凸透镜形状一样．便认为空气泡透镜对光线的作用与玻璃透镜的作用效果相同。
【分析解答】
设想在图13－7中，沿AB方向把玻璃砖等分为二，即成为图13－8中情形，显然该束光经过的是一凹透镜。由光学知识可知，凹透镜对光线有发散作用，则平行光束在空气泡中将发生发散，故应选C。
sinr=n·sini=1.53×sin30°=0.765
r= 49°54′
【评析】
解光的折射现象的题目时，首先应做出判断：光线是从光疏媒质进入光密媒质，还是光线是从光密媒质进入光疏媒质。如是前者则i＞r，如是后者则i＜r。其次，如果是从光密媒质进入光疏媒质中，还有可能发生全反射现象，应再判断入射角是否大于临界角，明确有无折射现象。
例3 光从玻璃射入空气里时传播方向如图13－l所示，请在图中标出入射角和折射角。
【错解】
如图 13－2所示，α为入射角，β为折射角。
【错解原因】
错解原因一是受思维定势的影响，不加分析地认定玻璃与空气总是上下接触的；二是对光的折射及其规律未吃透，将题设文字条件与图形条件结合起来的分析能力差。根据光的折射规律，光从水或玻璃等透明物质射入空气里时，折射角大于入射角，题设文字条件是“从玻璃射入空气”，因此折射角大于入射角，再结合题设所给图形，可知CD为界面，AB为法线。
例4 如图13－4所示，放在空气中折射率为n的平行玻璃砖，表面M和N平行，P，Q两个面相互平行且与M，N垂直。一束光射到表面M上（光束不与M平行），则：
A．如果入射角大于临界角，光在表面M发生全反射。
B．无论入射角多大，光在表面M都不会发生全反射。
C．光可能在表面N发生全反பைடு நூலகம்。
D．由于M与N平行，光只要通过M就不可能在表面N发生全反射。
（1）入射角为50”
（2）入射角为30°
【错解】
r=30°3′
r=19°4′
【错解原因】
此解法中没有先分析判断光线是从光疏媒质进入光密媒质，还是从光密媒质进入光疏媒质，会不会发生全反射。而是死套公式，引起错误。
【分析解答】
光线由玻璃里射入空气中，是由光密媒质射入光疏媒质，其临界角为
由已知条件知，当i=50°时，i＞A，所以光线将发生全反射，不能进入空气中。当i=30°时，i＜A，光进入空气中发生折射现象。
【评析】
同一个初始条件可能有若干个不同结果。这是对考生思维能力的考查。本题中，当光线射到M上，发生折射。以A为分界点，入射点在AC之间，光线先要到达P界面，所以一定先要讨论光线在P界面上的行为。光线在P界面一定会发生反射现象，是否发生折射要看入射角是否大于临界角。由于此问题与本题无关所以可以不讨论它。如果试题提出光线在P界面的行为时，就要认真讨论。结论是：入射到M面光线的入
【错解】
光束从空气中射到玻璃砖表面M上，是由光疏媒质到光密媒质，不可能发生全反射，而从表面N射出空气，是由光密媒质到光疏媒质，光可能发生全反射，故选B，C。
【错解原因】
机械地记住光从光密媒质到光疏媒质，可能发生全反射，而不具体分析光通过表面M后射到N表面光线的入射角的大小是否大于临界角，而错选C。
【分析解答】
【分析解答】
如图 13－3所示， α′为入射角， β′折射角（CD左面为玻璃，右面为空气）。
【评析】
解光的折射现象的题目，首先应对光线是从光疏媒质进入光密媒质呢？还是光线是从光密媒质进入光疏媒质作出判断。为了保证你每次做题时，能够不忘判断，建议同学们做光的折射题时，先画出光路图，标出入射光线和出射光线的方向，在界面处标出哪一个是光密媒质，哪一个是光疏媒质。然后再解题。
当光从一种媒质进入另一种媒质时，波长变化了，波速也相应变化了，但它的频率却不变。所以在水中该光仍是红色。
【评析】
物理规律的因果关系是有条件的，记忆规律时应该首先弄清规律成立的条件。凡是波，无论是机械波还是电磁波，只要振源的频率不变，波的频率就不变。
例2 一束白光从玻璃里射入稀薄空气中，已知玻璃的折射率为1.53，求入射角为下列两种情况时，光线的折射角各为多少？
例5：如图13－7所示，有一长方形的玻璃砖，内有一个凸型空气泡，某学生用这个玻璃砖来做光学实验。当一平行光束通过玻璃砖时，光在空气泡中发生的现象是：
A．这一平行光束在空气泡中将不改变原来的方向。
B．这一平行光束在空气泡中将发生会聚。
C．这一平行光束在空气泡中将发生发散。
D．无法确定。
【错解】
不少学生看里面是一个凸型气泡，认为光线经过的是凸透镜，故最终成为一束会聚光线，应选B。
高二物理光学
一、主要内容
本章内容包括光的直线传播、棱镜、光的色散、光的反射、光的折射、法线、折射率、全反射、临界角、透镜（凸、凹）的焦点及焦距、光的干涉、光的衍射、光谱、红外线、紫外线、X射线、y射线、电磁波谱、光电子、光子、光电效应、等基本概念，以及反射定律、折射定律、透镜成像公式、放大率计算式，光的波粒二象性等基本规律，还有光本性学说的发展简史。
例1 波长为0.65μm的红光，从空气射入水中，水相对空气的折射率为1.33。求该光在水中的波长，并判断在水中该光的颜色。
【错解】
得波长0.49μm的光是蓝色。
【错解原因】
上述求得光在水中的波长为0.49μm是正确的，但用光谱表查得光的颜色却错了。人眼对光的色觉决定于光的频率而不是波长。
【分析解答】
二、基本方法
本章涉及到的方法有：运用光路作图法理解平面镜、凸透镜、凹透镜等的成像原理，并能运用作图法解题；根据透镜成像规律，运用逻辑推理的方法判断物象变化情况。
三、错解分析
在本章知识应用的过程中，初学者常犯的错误主要表现在：解题操作过程不规范导致计算错误；将几何光学与物理光学综合时概念不准确；不善于用光路图对动态过程作分析。