五大光学原理，高中物理光学知识点总结

五大光学原理

1.光的直线传播定律：在各向同性的均匀介质中,只是沿直线传播的.

2.光的独立传播定律；不一样光源发出的光线从不一样方向通过某点时,彼此影响不了,各光线的传播不受其它光线影响.

3.光的反射定律：当一束光投射到某一介质光滑表面时,保存一些光反射回原来的介质,这一光线称为反射光线,反射光线、入射光线和法线位因为同一平面内,入射线同法线组成的角称为入射角,反射光线同法线组成的角称为反射角,反射角等于入射角.

4.光的折射定律：当一束光投射到某一介质光滑表面时除了有一些光出现反射外,还有一些光通过介质分界面入射进第二传输介质中,这一些光线称为折射光线,折射光线和入射光线分别位于法线的两侧,且与法线在同一平面.

5.折射光线位于入射光线和法线所决定的平面内.折射光线同法线组成的角称为折射角,入射角的正弦值同折射角正弦值的比值为一恒定值.

1.光的直线传播

指的是光在同种均匀介质中沿直线传播。在光学中，直线传播是运用很早且比较简单的光学情况。2.光的反射

指的是光线传播到物体交界面上时，会改变方向回到原来的物质中3.光的折射

指的是光从一种介质传播到另一种介质时，方向会出现偏折4.光的散射

指的是光线通过不均匀介质时，一些光线会偏离原来的传播方向的情况。5.光的色散

是复色光透过棱镜分解为单色光的情况

光学分为2个部分：几何光学（应用光学）和物理光学。

几何光学中主要的原理：费马原理（整个几何光学的基础），马吕斯定律物理光学：麦克斯韦方程组（物理基础），菲涅耳公式，惠更斯原理（波动光学的基本解释）。

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.

什么是光学？

光学是物理学的重要分支学科。也是与光学工程技术有关的学科。狭义来说，光学是有关光和视见的科学，optics词早期只用于跟眼睛和视见相联系的事物

词早期只用于跟眼睛和视见相联系的事物。而今天常说的光学是广义的是研究从微波、红外线、可见光、紫外线直到X射线和γ射线的宽广波段范围内的电磁辐射的出现、传播、接收和显示，还有与物质相互作用的科学，着重研究的范围是从红外到紫外波段。它是物理学的一个重要组成部分。光学是研究光的行为和性质的物理学科。只是一种电磁波，在物理学中，电磁波由电动力学中的麦克斯韦方程组来描述；同时，光具有波粒二象性，光的粒子性还需用量子力学来描述。

事业单位备考资料及辅导课程

事业单位培训班名师辅导课程