高中物理光学知识，高中物理光学的常用公式有哪些图片

高中物理光学知识？

光学是一门用经过观察和实验定性和定量地研究光的物理学。它涉及光的属性，如波长，衍射，反射，折射，色散，折射率，干涉和共振。

光学也涉及研究相关用光源和光学元件表现出来的情况，如显微镜，激光，光纤，还有它们如何用于探测和测量环境和物体的特点。

光学知识涵盖几何光学和物理光学2个部分。几何光学涵盖光的直线传播规律，光的反射定律，光的折射定律等。几何光学的应用如，海市蜃楼，雨后的彩虹等。物理光学涵盖光的干涉，光的衍射，光的偏振和光的波粒二象性等。应用如雨后马路上油啧的五颜六色等。

几何光学以光的直线传播为基础，主要研究光在两个均匀介质分界面处的行为规律及其应用。

从知识要点可分为四方面：一是概念;二是规律;三为光学器件及其光路控制作用和成像;四是光学仪器及应用。

(一)光的反射

1.反射定律

2.平面镜：对光路控制作用;平面镜成像规律、光路图及观像视场。

(二)光的折射

1.折射定律

2.全反射、临界角。全反射棱镜(等腰直角棱镜)对光路控制作用。

3.色散。棱镜及其对光的偏折作用、情况及机理

应用注意：

1.处理平面镜成像问题时，要按照其成像的特点(物、像有关镜面对称)，作出光路图再解答。平面镜转过α角，反射光线转过2α

2.处理折射问题的重点是画好光路图，应用折射定律和几何关系解答。

3.研究像的观察范围时，要按照成像位置并应用折射或反射定律画出镜子或遮挡物边缘的光线的传播方向来确定观察范围。

4.不管光的直线传播，光的反射还是光的折射情况，光在传播途中都遵守一个重要规律：即光路可逆。

(三)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，这当中内层是光密介质，外层是光疏介质。光在光纤中传播时，每一次射到内、外两层材料的界面，都要求入射角大于临界角，以此出现全反射。这样使从一个端面入射的光，经过多次全反射可以没有损失地都从另一个端面射出。

(四)光的干涉

光的干涉的条件是有两个振动情况总是一样的波源，即相干波源。(相干波源的频率一定要一样)。形成相干波源的方式有两种：(1)利用激光(因为激光发出的是单色性极好的光)。(2)设法将同一束光分为两束(这样两束光都来源自于同一个光源，因为这个原因频率肯定相等)。

(五)干涉区域内出现的亮、暗纹

1.亮纹：屏上某点到双缝的光程差等于波长的整数倍(相邻亮纹(暗纹)间的距离)。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，因为白光内各自不同的色光的波长不一样，干涉条纹间距不一样，故此，屏的中央是白色亮纹，两边产生彩色条纹，各级彩色条纹都是红靠外，紫靠内。

(六)衍射

注意有关衍射的表达一定要准确。(区分能不能出现衍射和能不能出现明显衍射)

1.各自不同的不一样形状的障碍物都可以使光出现衍射。

2.出现明显衍射的条件是：障碍物(或孔)的尺寸可以跟波长相比，甚至比波长还小。

(七)光的电磁说

1.麦克斯韦按照电磁波与光在真空中的传播速度一样，提出光在实质上是一种电磁波?D?D那就是光的电磁说，赫兹用实验证明了光的电磁说的正确性。

2.电磁波谱。波长从大到小排列顺序为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。各自不同的电磁波中，除可见光以外，相邻两个波段间都拥有重叠。

各自不同的电磁波的出现机理分别是：无线电波是振荡电路中自由电子的周期性运动出现的;红外线、可见光、紫外线是原子的外层电子受到激发后出现的;伦琴射线是原子的内层电子受到激发后出现的;γ射线是原子核受到激发后出现的(伴随α、β衰变而出现)。

3.各自不同的电磁波的出现、特性及应用。

(八)光的偏振

光的偏振也证明了只是一种波，而且，是横波。各自不同的电磁波中电场E的方向、磁场

(九)光电效应

1.在光的照射下物体发射电子的情况叫光电效应。(下图装置中，用弧光灯照射锌版，有电子从锌版表面飞出，使原来不带电的验电器带正电。)光效应中发射出来的电子叫光电子。

ν0，唯有ν0才可以出现光电效应;（2）光电子的初动能与入射光的强度无关，只随入光的频率增大而增大;（3）当入射光的频率大于极限频率时，光电流的强度与入射光的强度成正比;（4）瞬时性(光电子的出现不能超出10-9s)。

3.爱因斯坦的光子说。只是不连续的是一份一份的，每一份叫做一个光子，光子的能量成正比：E=hν

4.爱因斯坦光电效应方程：h-W(W是逸出功，即从金属表面直接飞出的光电子克服正电荷引力所做的功。)

(十)康普顿效应

在研究电子对X射线的散射时发现：有部分散射波的波长比入射波的波长略大。康普顿觉得这是因为光子不仅仅只有能量，也具有动量。实验结果证明这个设想是正确的。因为这个原因康普顿效应也证明了光具有粒子性。

(十一)光的波粒二象性

干涉、衍射和偏振以无可辩驳的事实表达只是一种波;光电效应和康普顿效应又用无可辩驳的事实表达只是一种粒子;因为这个原因现代物理学觉得：光具有波粒二象性。

1高中物理光学重要内容及核心考点总结

物理重要内容及核心考点一、光源

1．定义：可以自行发光的物体．

2．特点：光源具有能量且能故将他它形式的能量转化为光能，光在介质中传播就是能量的传播．

物理重要内容及核心考点二、光的直线传播

1．光在同一种均匀透明的介质中沿直线传播，各自不同的频率的光在真空中传播速度：C＝3³108m/s； 各自不同的频率的光在介质中的传播速度均小于在真空中的传播速度，即 vC。

2．本影和半影

（l）影：影是自光源发出并与投影物体表面相切的光线在背光面的后方围成的区域．

（2）本影：发光面较小的光源在投影物体后形成的光线完全不可以到达的区域．

（3）半影：发光面很大的光源在投影物体后形成的唯有部分光线照射的区域．

（4）日食和月食：人位于月球的本影内能看到日全食，位于月球的半影内能看到日偏食，位于月球本影的延伸区域（即“伪本影”）能看到日环食．当地球的本影部分或都将月球反光面遮住，便分别能看到月偏食和月全食．

3.用眼睛看实质上物体和像

用眼睛看物或像的实质是凸透镜成像原理：角膜、水样液、晶状体和玻璃体共同作用的结果基本上等同于一只 凸透镜。发散光束或平行光束经这只凸透镜作用后，在视网膜上会聚于一点，导致感光细胞的感觉，通过视神经传给大脑，出现视觉。

物理重要内容及核心考点三、光的反射

1.反射情况：光从一种介质射到另一种介质的界面上再返回原介质的情况．

2．反射定律：反射光线跟入射光线和法线在同一平面内，且反射光线和人射光线分居法线两侧，反射角等于入射角．

3．分类：光滑平面上的反射情况叫做镜面反射。出现在粗糙平面上的反射情况叫做漫反射。镜面反射和漫反射都遵守反射定律．

4．光路可逆原理：全部几何光学中的光情况，光路都是可逆的．

物理重要内容及核心考点四．平面镜的作用和成像特点

（1）作用：只改变光束的传播方向，不改变光束的聚散性质．

（2）成像特点：等大正立的虚像，物和像有关镜面对称．

（3）像与物方位关系:上下不颠倒,左右要交换

2物理光学重要内容及核心考点汇总：双缝干涉

(1)两列光波在空间相遇时出现叠加,在某些区域总加强,在另外一部分区域总减弱,以此产生亮暗相间的条纹的情况叫光的干涉情况.

(2)出现干涉的条件

两个振动情况总是一样的波源叫相干波源,唯有相干波源发出的光相互叠加,才可以出现干涉情况,在屏上产生稳定的亮暗相间的条纹.

(3)双缝干涉实验规律

（1）双缝干涉实验中,光屏上某点到相干光源、的路程之差为光程差,记为 .

若光程差是波长λ的整倍数,即(n=0,1,2,3…)P点将产生亮条纹;若光程差是半波长的奇数倍

(n=0,1,2,3…),P点将产生暗条纹.

（2）屏上和双缝、距离相等的点,若用单色光实验该点是亮条纹(中央条纹),若用白光实验该点是白色的亮条纹.

（3）若用单色光实验,在屏上得到明暗相间的条纹;若用白光实验,中央是白色条纹,两侧是彩色条纹.

（4）屏上明暗条纹当中的距离总是相等的,其距离大小与双缝当中距离d.双缝到屏的距离及光的波长λ相关,即 .在和d不变的情况下,和波长λ成正比,应用该式可测光波的波长λ.

（5）用同一实验装置做干涉实验,红光干涉条纹的间距最大,紫光干涉条纹间距最小,故就可以清楚的知道大于 小于.

3物理光学重要内容及核心考点汇总：薄膜干涉

(1)薄膜干涉的成因：

由薄膜的前、后表面反射的两列光波叠加而成,劈形薄膜干涉可出现平行相间的条纹.

(2)薄膜干涉的应用

（1）增透膜：透镜和棱镜表面的增透膜的厚度是入射光在薄膜中波长的.

（2）检查平整程度：待检平面和标准平面当中的楔形空气薄膜,用单色光进行照射,入射光从空气膜的上、下表面反射出两列光波,形成干涉条纹,待检平面若是平的,空气膜厚度一样的各点就位于一条直线上,干涉条纹是平行的;反之,干涉条纹有弯曲情况.

高中物理光学的经常会用到公式有什么？

光的反射和折射（几何光学）

1.反射定律α＝i

｛α;反射角，i:入射角｝

2.绝对折射率(光从真空中到介质)n＝c/v＝sin

/sin

｛光的色散，可见光中红光折射率小，n:折射率，c:真空中的光速，v:介质中的光速，

:入射角，

:折射角｝

3.全反射：1)光从介质中进入真空或空气中时出现全反射的临界角C：sinC＝1/n

双缝干涉:中间为亮条纹；亮条纹位置:

＝nλ；暗条纹位置:

＝(2n+1)λ/2（n＝0,1,2,3,、、、）；

条纹间距

｛

:路程差(光程差)；λ:光的波长；λ/2:光的半波长；d两条狭缝间的距离；l：挡板与屏间的距离｝

薄膜干涉:增透膜的厚度是绿光在薄膜中波长的1/4,即增透膜厚度d＝λ/4

光子说,一个光子的能量E＝hν

｛h:普朗克常量＝6.63×10-34J.s，ν:光的频率｝

爱因斯坦光电效应方程：mVm2/2＝hν－W

｛mVm2/2:光电子初动能，hν:光子能量，W:金属的逸出功｝

光学在高中物理中的地位？

光学是高中物理中的重要组成部分,涵盖光的折射,衍射,激光等详细内容.除开这点，,光学也与实质上生活有着密切联系,通过学习高中物理中的光学知识,也可以够对处理实质上生活中的问题和解释特殊情况起到一定的帮作用，如彩虹的形成原理可以通过高中物理光学中的“光的折射”考点归纳来解释。

寻找高中物理光学的经常会用到公式？

经常会用到的高中物理光学公式有：

1. 光速公式：c = λ·v

2. 光的反射定律：θi = θr

3. 光的折射定律：n1·sinθ1 = n2·sinθ2

4. 衍射定律：mλ = a·d·sinθ

5. 光衰减定律：I = I0·e-α·x

n=c/v 同一介质中折射率与光速的关系 sinC=1/n全反射的临界角

c=λf

λ=dΔx/l 双缝干涉测定波长

E=Hv-W 光电效应最大初动能

光学情况有什么？

光学情况有以下几种：

彩虹：只要空气中有水滴，而阳光已经在观察者的背后以低的视角照射，便可能出现可以观察到的彩虹情况，彩虹最常在下午，雨后刚转天晴时产生，这时空气内尘埃少而充满小水滴，天空的一边因为仍有雨云而较暗，而观察者头上或背后已没有云的遮挡而可见阳光，这样彩虹便会较容易被看到。另一个常常可见到彩虹的地方是瀑布附近。

海市蜃楼 ：是一种因为光的折射和全反射而形成的自然情况是地球上物体反射的光经大气折射而形成的虚像。其实质是一种光学情况。平静的海面、大江江面、湖面、雪原、沙漠或戈壁等地方，不时也会在空中或“地下”产生高大楼台、城廓、树木等幻景，称为海市蜃楼。

日晕 ：也叫做圆虹 ，一种大气光学情况是日光通过卷层云时，受到冰晶的折射或反射而形成的。当光线射入卷层云中的冰晶后，经过两次折射，分散成不一样方向的各色光。日晕半径的视角一般是22度和46度。大家一般可以肉眼观察到“日晕”情况，云层中冰晶含量越大，光环也就越显著，容易让人观察到；反之，则没办法形成“日晕”， 或者就算形成也没办法在地面上了解地观察到这种情况。

光学情况有：

1.折射：当光线从一种介质射入另一种介质时，因为介质密度不一样，致使光线改变方向的情况称为折射。

2.反射：当光线照射到物体表面时，一些光线被物体表面反射回来，这样的情况称为反射。

3.衍射：当光线穿过一个有限大小的孔或通过有规则的结构时，光的传播将出现变化，并在周围形成明暗相间的光条纹，这样的情况称为衍射。

4.干涉：当两束相互干扰的光线相遇时，它们将干涉并形成明暗相间的干涉条纹，这样的情况称为干涉。

5.消色差：当光线通过透镜等光学器材时，不一样波长的光线会因为折射率的不一样而出现不一样的视角的偏折。这样的情况称为色散。

光学情况是指与光相关的各自不同的物理情况，涵盖折射、反射、散射、干涉、衍射、偏振等。下面简要讲解这些情况：

1. 折射：光从一种介质进入另一种介质时，因为介质的折射率不一样，光束会改变传播方向，这样的情况叫做折射。比如，从空气中的光线射入水中，光线就可以向法线弯曲，这是因为水的折射率比空气大。

2. 反射：当光线射入一个界面时，一些光线会被界面反射回来，这样的情况称为反射。比如，当你看到自己的影子时，就是因为光线被地面反射回来的。

3. 散射：当光线穿过透明介质内部的微小颗粒时，就可以出现散射，这样的情况会让光线在全部方向上弥散。比如，白天的蓝天是因为太阳光被空气中的微小颗粒散射而成的。

4. 干涉：当两束光线相遇时，它们会相互干涉。假设是同相干的，它们会加强彼此，形成明亮的条纹；假设是异相干的，它们会相互抵消，形成暗条纹。比如，薄膜干涉情况就是因为光线在两个反射面当中多次反射形成的。

5. 衍射：当光线通过一部分小的孔或细缝时，它会弯曲和扩散，这样的情况称为衍射。比如，在夜晚看到的城市灯火就是因为光线通过建筑物的小孔和缝隙出现的衍射情况。

6. 偏振：当光线沿着一个特定方向振动时，它就被称为偏振光。比如，偏振墨镜就是利用这样的情况来阻止特定方向的光线进入眼睛。

光学情况涵盖折射、反射、干涉、衍射、偏振等。 这些情况是因为光的波动特性和其在介质中传播时速度的改变所致使的。 折射是光线入射到不一样折射率的介质表面上时出现的方向改变；反射是光线碰见反射面时出现的方向变化；干涉是两束光线相遇时会出现明暗相间的条纹，因为光的波动性所导致的；衍射是光通过一个开口或者碰见一个边缘时，出现波前改变而出现的情况；偏振是波的振动方法唯有沿着振动方向的光波才可以通过某些偏振器件，而横向振动的光波则被阻挡。

光学情况主要涵盖折射、反射、干涉、衍射和色散等。 折射是指光线从一种介质射入另一种介质时，因为介质密度的变化而改变传播方向的情况。反射是指光线撞见一种物体或表面时从原来的方向反射回来的情况。干涉是指两束或多束光相遇后出现相互提高或者抵消的情况。衍射是指光通过狭缝或孔洞等几何中心时不仅沿着直线传播，而会膨胀到周围的情况。色散是指折射率随着波长而变化，不一样波长的光线在经过物质后偏转的视角不一样的情况。这些情况全部在物理光学中研究的重要内容。

1、水中捞月一场空:水面基本上等同于平镜面，水中月亮是虚影。

2、池水映明月，潭清疑水浅:光的折射致使水看上去浅了。

3，猪八戒照镜子，里外不是人:平面镜所成像大小相等，物象对称，一一一里外都是猪。

4、坐井观天，所见甚少:光的直线传播。

5、一滴水可见太阳，一件事可见精神:凸透镜原理-放大镜

6、一石击破水中天:水面是平面镜，石块投入打破平面镜，故打破水中天。

7、瞎子点灯白费蜡:光的反射。万物反射光进入视觉正常的人眼，反射光线却不可以进瞎子眼内。

8、照相的底片颠倒黑白:凸透镜两倍焦距外，成相变小倒立，故照片上像与人颠倒。

9、海市蜃楼:因为空气密度不均匀，折射或全反射情况。

10、立竿见影和举杯邀明月，对影成三人:三人中影子成的人，都是因为光的直线传播。

11、人面桃花相映红:桃花反射的红光映到人的脸上。

　　(一)光的直射

　　光的直射是指光在均匀介质中是沿直线传播，在真空中传播速度最快。比如生活中日食、月食情况就是典型的光的直射情况。日食实际上就是月球这个时候运动到太阳和地球中间，挡住了部分或者都太阳射向地球的光，因为这个原因，给人的印象像是太阳的一些或是都消失了。而月食则是当月球运行至地球的阴影部分时，地球这个时候在月球和太阳中间，三者在一条线上，在月球和地球当中的地区会因为太阳光被地球所遮蔽，就看到月球好像缺了一块，以此形成了月食情况。又或者是联系古诗词“一叶障目，不见泰山”，为什么一片小小的叶子挡住眼睛后面，连前面如此巍峨高大的泰山都看不见呢，其实也是因为只是沿直线传播的，叶子这个时候在眼前挡住了来自于泰山的光线。

　　(二)光的反射

　　光的反射是指光在传播到不一样物质时，在分界面上改变传播方向又返回原来物质中的情况。生活中我们常说的俗语“猪八戒照镜子，里外不是人”实际上就很好的反映了反射情况，这个时候猪八戒照镜子，通过平面镜面出现了反射情况，反射回猪八戒的眼睛中，因为这个原因猪八戒看到就是自己原原本本猪的样子，自然就“里外不是人了”。

　　(三)光的折射

　　光的折射是指光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向出现改变，以此使光线在不一样介质的交界处出现偏折。比如联系古诗词“潭清疑水浅，荷动知鱼散”来看，因为潭水清澈见底，让大家怀疑水很浅，其实这是因为光从水进入空气时，出现了折射的缘故，我们看到的是虚像。生活中渔夫去叉鱼时要往下方叉也是这个原因，人在岸上看水中的东西看到的会比实质上浅一部分，而反过来假设你去游泳时你在水中看岸上的树时常会比实质上要高一部分，这其实都是光的折射情况。

　　(四)光的色散

　　光的色散情况是因为介质对不一样波长的光有不一样的折射率，各色光因所形成的折射角不一样而彼此分离是将复色光分解成单色光的过程。比如雨后的彩虹就是因为光的色散出现的，雨后阳光射到空中漂浮的小水滴，经过色散及反射，形成的一条由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色组成的光带。

晚霞

气辉

亚历山大带：在两道彩虹(虹与霓)中间的暗带。

早霞

反云隙光

极光

金星带

蓝闪光

蓝月

环天顶弧：日晕的一种。

曙暮光

地震光

地球影

日华

绿闪光

晕：太阳或月球

宝光或日晕效应，部分是由相对效应(Oppositioneffect)导致的。

彩云

日柱(光柱)

彩虹

日狗

海市蜃楼：涵盖FataMorgana

Shadowset

廷得耳效应

其它光学情况 二色性

其它光学情况

对日照

晕彩

相对效应

Sylvanshine

黄道光

内眼学情况 光线通过睫毛的衍射

1.光的反射

光在两种物质分界面上改变传播方向又返回原来物质中的情况（如镜面反射、漫反射）。

镜子、水面的倒影、月光下的水坑、潜望镜。

1.光的折射

光从一种透明均匀物质斜射到另一种透明物质中时，传播方向出现改变的情况。

水中的筷子、海市蜃楼、彩虹、初升的太阳从岸上看河水比实质上浅、渔夫插鱼要插鱼的下方、透镜。

1.光的散射

光通过不均匀介质时一些光偏离原方向传播的情况。

晴天时天空是蓝色的。

1.直线传播

光在同种均匀媒质中沿直线传播。

手电筒的光、影子的形成、小孔成像、日食、月食、激光准直、排队。

大多数情况下常见的光学情况一般是由来自太阳或月球的光与大气、云、水、灰尘、和其他粒子相互作用。一个常见的例子是彩虹是来自太阳的光被水滴折射和反射形成的。一部分，像是绿光是很罕见的，它们有的时候，被觉得是神秘的。其它的，像是海市蜃楼，在一定程度上的地址位置都可以见到。

其它情况是光学简单有趣的一面，或光学效应。经由三棱镜出现的颜色一般是课堂展示的事例。

光学的三大分支？

光的纯科学领域,一般被称为光学或光学物理.应用光学一般被称为光学工程.光学工程中涉及到照明系统的部分,被特又称为照明工程.每一个分支在应用、技术、焦点还有专业关联上,都拥有很大不一样.在光学工程中,比较新的发现,一般被归类为光子学.

我们一般把光学分成几何光学、物理光学和量子光学。

几何光学是从哪些由实验得来的基本原理出发，来研究光的传播问题的学科。它利用光线的概念、折射、反射定律来描述光在各自不同的媒质中传播的途径，它得出的结果一般总是波动光学在某些条件下的近似或极限。

物理光学是从光的波动性出发来研究光在传播途中所出现的情况的学科，故此，也称为波动光学。它可以比较方便的研究光的干涉、光的衍射、光的偏振，还有光在各向异性的媒质中传插时所表现出的情况。

波动光学的基础就是经典电动力学的麦克斯韦方程组。波动光学不详论介电常数和磁导率与物质结构的关系，而侧重于解释光波的表现规律。波动光学可以解释光在散射媒质和各向异性媒质中传播时情况 ，还有光在媒质界面附近的表现；也可以解释色散情况和各自不同的媒质中压力、温度、声场、电场和磁场对光的情况的影响。

量子光学1900年普朗克在研究黑体辐射时，为了从理论上推导出得到的与实质上符合甚好的经验公式，他大胆地提出了与经典概念迥然不一样的假设，即“组成黑体的振子的能量不可以连续变化，只可以取一份份的分立值”。

1905 年，爱因斯坦在研究光电效应时推广了普朗克的上面说的量子论，进一步提出了光子的概念。他觉得光能依然不会像电磁波理论所描述的那样分布在波阵面上，而是集中在这里说的光子的微粒上。在光电效应中，当光子照射到金属表面时，一次为金属中的电子都吸收，而不需要电磁理论所预估的那种积累能量时间，电子把这能量的一些用于克服金属表面对它的 吸力即作逸出功，余下的就变成电子离开金属表面后的动能。

这样的从光子的性质出发，来研究光与物质相互作用的学科即为量子光学。它的基础主要是量子力学和量子电动力学。

光的这样的既表现出波动性又具有粒子性的情况既为光的波粒二象性。后来的研究从理论和实验上无可争辩地证明了：非但光有这样的两重性，世界的全部物质，涵盖电子、质子、中子和原子还有全部的宏观事物，也都拥有与其本身质量和速度相联系的波动的特性。

应用光学光学是由不少与物理学关联非常密切的分支学科组成；因为它有广泛的应用，故此，还有一系列应用背景很强的分支学科也属于光学范围。比如，相关电磁辐射的物理量的测量的光度学、辐射度学；以正常平均人眼为接收器，来研究电磁辐射所导致的彩色视觉，及其心理物理量的测量的色度学；还有很多的技术光学：光学系统设计及光学仪器理论，光学制造和光学测试，干涉量度学、薄膜光学、纤维光学和集成光学等；还有与其他学科交叉的分支，如天文光学、海洋光学、遥感光学、大气光学、生理光学及兵器光学等。