中考物理辅导--光学知识的归纳

一、主要概念和纪律

(一)、几何光学根基概念和纪律

1、根基纪律

光源 发光的物体.分两年夜类：点光源和扩展光源.点光源是一种理想模子，扩展光源可算作无数点光源的集结.光线暗示光传布标的目的的几何线.光束 经由过程必然面积的一束光线.它是温过必然截面光线的集结.光速光传布的速度。光在真空中速度最年夜。恒为C=3108m/s。丹麦天文学家罗默第一次操作天体间的年夜距离测出了光速。法国人裴索第一次在地面上用扭转齿轮法测出了光这。实像光源发出的光线经光学器件后，由现实光线形成的.虚像光源发出的光线经光学器件后，由发现实光线的延迟线形成的。本影光直线传布时，物体后完全照射不到光的暗区.半影光直线传布时，物体后有部门光可以照射到的半明半暗区域.

2.根基纪律

(1)光的直线传布纪律 先在统一种平均介质中沿直线传布。小孔成像、影的形成、日食、月食等都是光沿直线传布的例证。

(2)光的自力传布纪律 光在传布时虽屡屡订交，但互不侵扰，连结各自的纪律继续传布。

(3)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。

(4)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。全反射前提①光年夜光密介质射向光疏介质;②入射角年夜于临界角A，sinA=1/n。

(5)光路可逆事理 光线逆着反射线或折射线标的目的入射，将沿着原本的入射线标的目的反射或折射.

3.常用光学器件及其光学特征

(1)平面镜 点光源发出的齐心发散光束，经平面镜反射后，获得的也是齐心发散光束.能在镜后形成等年夜的、正立的虚出，像与物对镜面临称。

(2)球面镜 凹面镜有会聚光的浸染，凸面镜有发散光的浸染.

(3)棱镜 光密煤质的棱镜放在光疏煤质的情形中，入射到棱镜侧面的光经棱镜后向底面偏折。隔着棱镜看到物体的像向项角偏移。棱镜的色散浸染 复色光经由过程三棱镜被分化成单色光的现象。

(4)透镜 在光疏介质的情形中放置有光密介质的透酒瘫，凸透镜对光线有会聚浸染，凹透镜对光线有发散浸染.透镜成像作图 操作三条非凡光线。成像纪律1/u+1/v=1/f。线放年夜率m=像长/物长=|v|/u。声名①成像公式的符号法例凸透镜焦距f取正，凹透镜焦距f取负;实像像距v取正，虚像像距v取负。②线放年夜率与焦距和物距有关.

(5)平行透明板 光线经平行透明板时发生平行移动(侧移).侧移的巨细与入射角、透明板厚度、折射率有关。

4.简单光学仪器的成像事理和眼睛

(1)放年夜镜 是凸透镜成像在。u(2)摄影机 是凸透镜成像在u2f时的应用.获得的是倒立缩小施实像。

(3)幻灯机 是凸透镜成像在 f

(4)显微镜 由短焦距的凸透镜作物镜，长焦距的透镜作目镜所组成。物体位于物镜焦点外很接近焦点处，经物镜成实像于目镜焦点内很接近焦点处。再经物臼ё仝同侧形成一放年夜虚像(凡是位于明视距离处)。

(5)千里镜 由长焦距的凸透镜作物镜，辕焦距的〕透镜作目镜所组成。极远处至物镜的光可算作平行光，经物镜成中心像(倒立、缩小、实像)于物镜焦点外很接近焦点处，恰位于目镜焦点内，再经目镜成虚像于极远处(或明视距离处)。

(6)眼睛 等效于一变焦距摄影机，正常人明视距约25厘米。明视距离小子25厘米的近视眼患者需配戴凹透镜做镜片的眼镜;明视距离年夜于25厘米的远视25者需配戴凸透镜做镜片的眼镜。

(二)物理光学人类对光赋性的熟悉成长过程

(1)微粒说(牛顿) 根基不雅概念 认为光像一群弹性小球的微粒。尝试基本 光的直线传布、光的反射现象。坚苦问题 无法诠释两种媒质界面同时发生的反射、折射现象以及光的自力传布纪律等。

(2)波动说(惠更斯) 根基不雅概念 认为光是某种振动激起的波(机械波)。尝试基本 光的干与和衍射现象。

①个的干与现象杨氏双缝干与尝试

前提 两束光频率不异、相差恒定。装配 (略)。 现象 呈现中心明条，双方等距分布的明暗相间条纹。诠释 屏上某处到双孔(双缝)的旅程差是波长的整数倍(半个波长的偶数倍)时，两波同相叠加，振动增强，发生明条;两波反相叠加，振动相消，发生暗条。应用 搜检平面、测量厚度、增强光学镜头透射光强度(增透膜).

②光的衍射现象单缝衍射(或圆孔衍射)

前提 缝宽(或孔径)可与波长对比拟。装配 (略)。现象 呈现中心最亮最宽的明条，双方不等距揭晓的明暗条纹(或明暗乡下的圆环)。坚苦问题 难以诠释光的直进、寻找不到传布介质。

(3)电磁说(麦克斯韦) 根基不雅概念 认为光是一种电磁波。 尝试基本 赫兹尝试(证实电磁波具有跟光同样的性质和波速)。各类电磁波的产朝气理 无线电波 自由电子的行为;红外线、可见光、紫外线 原子外层电子受激发;x射线 原子内层电子受激发;射线 原子核受激发。可见光的光谱 发射光谱持续光谱、明线光谱;领受光谱(特征光谱。 坚苦问题 无法诠释光电效应现象。

(4)光子说(爱因斯坦) 根基不雅概念 认为光由一份一份不持续的光子组成每份光子的能量E=h。尝试基本 光电效应现象。装配 (略)。现象 ①入射光照到光电子发射几乎是瞬时的;②入射光频率必需年夜于功夫极金属的极限频率

③当v。时，光电流强度与入射光强度成正比;④光电子的最年夜初动能与入射光强无关，只跟着人射光灯中的增年夜而增年夜。诠释 ①光子能量可以被电子全数领受.不需能量堆集过程;②概况电子战胜金属原子核引力逸出至少需做功勋逸出功)h③入射光强。单元时刻内助射光子多，发生光电子多;④入射光子能量只与其频率有关，入射至金属表，除用于逸出功外。其余转化为光电子初动能。 坚苦问题 无法诠释光的波动性。

(5)光的波粒二象性 根基不雅概念 认为光是一种具有电磁赋性的物质，既有波动性。又有粒子性。年夜量光子的行为纪律显示波动性，个体光子的行为显示粒子性。尝试基本 微弱光线的干与，X射线衍射.

二、主要研究体例

1.作图锋几何光学离不开光路图。操作作图法可以直不美观地纺暌钩光线的传布，便利地确定像的位置、巨细、倒正、虚实以及成像区域或不雅察看规模等.把它与公式法连系起来，可以互相填补、互相验证。

2.光路追踪法 用作图法研究光的传布和成像问题时，抓住物点上发出的某条光线为研究对象。不竭追踪下去的体例.尤其适合于研究组合光具成多重保的情形。

3.光路可逆法 在几何光学中，一所有的光路都是可逆的，操作光路可逆事理在作图和计较上往在城市带来便利。

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