光學(xué)和原子物理知識點(diǎn)總結(jié)

1、幾何光學(xué)一、光的反射定律：1內(nèi)容：反射光線、入射光線、法線在同一平面內(nèi)，反射光線與入射 光線在法線兩側(cè)，反射角等于入射角。圍繞入射點(diǎn)將平面鏡偏轉(zhuǎn) a角度，法線也偏轉(zhuǎn) a角度，反射光線偏轉(zhuǎn) 鏡面反射與漫反射都遵守光的反射定律。2、平面鏡成像規(guī)律：物體在平面鏡中成虛像，像與物體大小相等，像與 物體到鏡面的距離相等，像和物體的連線與鏡面垂直。（對稱）二、光的折射定律，折射率2、折射率（n）：光從真空射入介質(zhì)中 時(shí)，入射角正弦值與折射角的正弦值之比。 光在真空中的速度與光在介質(zhì)中速度之比。1內(nèi)容：折射光線、入射光線、法線在同一平面內(nèi)，折射光線、入射光線在法線兩側(cè)，入 射角的正弦值與折射角的正弦值成正比

2、。sin i n3、任何介質(zhì)的折射率n都大于1。（空氣近似等于1） Sinr折射率表明了介質(zhì)的折光本領(lǐng)，也表示對光傳播的阻礙本領(lǐng)。注意：在反射、折射現(xiàn)象中，光路是可逆的；在幾何光學(xué)中作出光路圖是解題關(guān)鍵； 三、全反射，臨界角1、光疏介質(zhì)：折射率較小的介質(zhì)。光密介質(zhì)：折射率較大的介質(zhì)。光疏介質(zhì)與光密介質(zhì)是相對的 。2、定義：光由光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時(shí)，折射光線全部消失，只剩反射光線的現(xiàn)象。全反 射光線不是折射光線。3、 全反射的條件：光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)；入射角等于或大于臨界角C光從介質(zhì)中進(jìn)入真空或空氣中時(shí)發(fā)生全反射的臨界角C： |sinC= 1/d4、光導(dǎo)纖維光導(dǎo)纖維是光的全反射的實(shí)際應(yīng)用四、

3、棱鏡：橫截面是三角形或梯形。n越大，光線偏折越多。綠嗑靛輩1、三棱鏡能使射向側(cè)面的光線向底面偏折，相同條件下， 并將白色光分解為：紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫七色光。 （光的色散）棱鏡對紅光的折射率小，介質(zhì)中的紅光光速大； 棱鏡對藍(lán)光的折射率大，介質(zhì)中的藍(lán)光光速小。（1）三棱鏡折射規(guī)律:出射光線向底邊偏折薯対噩牘醫(yī)常壽青翹反肘（2）白光通過三棱鏡發(fā)生色散規(guī)律：紫光靠近底邊偏得最很光的色散，可見光中紅光折射率小，n:折射率，c:真空中的光速,v:介質(zhì)中的光速，2、 全反射棱鏡：橫截面是等腰直角三角形（臨界角C=42 度）。如右圖。3、作用：三棱鏡：向底邊偏折光線，色散。平行玻璃磚：平移光線全反射棱

4、鏡、平面鏡，改變光路方向，不改變聚散性質(zhì)。波動(dòng)光學(xué)一、光的干涉現(xiàn)象，雙縫干涉，薄膜干涉1光的干涉：頻率相同的兩列波疊加后，某些區(qū)域振動(dòng)加強(qiáng)，某些區(qū)域振動(dòng)減弱，加強(qiáng)區(qū) 與減弱區(qū)相互隔開。加強(qiáng)條件：路程差為半波長的偶數(shù)倍一一s =2n 2減弱條件：路程差為半波長的奇數(shù)倍一一s=（2n 1）-亮條紋位置：路程差=n入；暗條紋位置:路程差=（2n+1）入/2 （ n = 0,1,2,3,、）;雙縫干涉：中間為亮條紋;路程差（光程差）；入：光的波長；入/2:光的半波長；雙縫干涉的條紋間距與波長的關(guān)系A(chǔ)X二丄dL :雙縫與屏間的距離也X是相鄰兩條明條紋或暗條紋間距，d是兩條狹縫間的距離;薄膜干涉：是由膜的

5、前表面和后表面反射的兩列光波疊加形成。在厚度為2d =12n 1 -的地方會(huì)出現(xiàn)暗條紋；在厚度 2d二n，的地方會(huì)出現(xiàn)明條紋 2增透膜的厚度是綠光在薄膜中波長的1/4,即增透膜厚度d =入/4利用薄膜干涉法檢查平面的平整程度。光的顏色由光的頻率決定，光的頻率由光源決定，與介質(zhì)無關(guān)，光的傳播速度與介質(zhì)有關(guān)。光的顏色按頻率從低到高的排列順序是：紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫（助記：紫光的頻率大，波長小。）二、光的衍射1、光的衍射：波繞過障礙物繼續(xù)向前傳播。2、 明顯衍射條件：障礙物、縫或孔的尺寸與波長相近或比波長小。d入如單縫衍射、圓孔衍射、泊松亮斑（圓屏衍射）（注意條紋特點(diǎn)）3、光的干涉與衍射對比:

6、光的干涉光的衍射、/圖形 ”翌相鄰紋間距E紋至光屏中社距離 L縫與屏間距蝶閭距AS陰列疲的路程差A(yù)/公式L . aS_-x *石 X d T條件兩列光波頻率相等縫或孔的尺寸與波長相近或比波長小條紋rnnr等間距、尊亮度不等闔距、不尋亮既原因兩列光波的空間疊加縫上不冋位置的光在空間的疊加薄膜干涉：光照射薄膜上被前后兩面反射形成相干光。薄膜不均勻時(shí)出現(xiàn)明暗條紋，薄膜劈（楔）形時(shí)形成明暗相間的線形等距條紋。牛頓環(huán)空氣劈原理光照射到與空氣接觸的兩個(gè)玻璃表面上，反射形成相干光圖/條紋(©公式瞬嶷護(hù)弟來分詠L . L . 空相專顒間距X破快光的直線性是光波動(dòng)的一個(gè)近似。三、光的電磁說：（電磁場，

7、電磁波，電磁波的周期、頻率、波長和波速）1麥克斯韋電磁理論：變化的電場產(chǎn)生磁場，變化的磁場產(chǎn)生電場；均勻變化的電場產(chǎn)生穩(wěn)定磁場，均勻變化的磁場產(chǎn)生穩(wěn)定電場；周期性變化的電場產(chǎn)生周期性變化的磁場，周期性變化的磁場產(chǎn)生周期性變化的電場； 周期性變化的電場或周期性變化的磁場由發(fā)生區(qū)域由近及遠(yuǎn)的傳播形成電磁波2、電磁場：變化的電場和磁場總是相互聯(lián)系的，形成一個(gè)不可分離的統(tǒng)一的場，這就是電磁場。電場和磁場只是這個(gè)統(tǒng)一的電磁場的兩種具體表現(xiàn)。變化的磁場產(chǎn)生電場，變化的電場產(chǎn)生磁場。振蕩電場產(chǎn)生同頻率的振蕩磁場；振蕩磁場產(chǎn)生同頻率的振蕩電場。3、電磁波：電磁波是一種橫波。變化的電場和磁場從產(chǎn)生的區(qū)域由近及遠(yuǎn)

8、地向周圍空間傳播開去，就形成了電磁波。（c=3.0 108m/s）v = ，v = /f4、電磁波的周期、頻率和波速 ： T5、電磁波的應(yīng)用：廣播、電視、雷達(dá)、無線通信等都是電磁波的具體應(yīng)用。6、光波是電磁波的某一部分。87、 光波在真空中的傳播速度：c=3 X 10 m/s,是橫波。8、 公式：v=入/T=入f = c/n（光進(jìn)入另一介質(zhì)時(shí)，頻率、周期不變，波長、波速改變。）可見光的波長范圍：370nm750nm1414頻率范圍：8 X 10 Hz4 X 10 Hz9、 光的本質(zhì)是一種電磁波（麥克斯韋）。電磁波譜（按波長入從大到小排列）:無線電波、紅外線、可見光、紫外線、倫琴射線、丫射線。波

9、長范圍102m1010 m無線電波紅外線可見光紫外線倫琴射線丫射線:產(chǎn)生原理LC回路中 自由電子 的周期運(yùn) 動(dòng)原子外層電子受到激發(fā)原子內(nèi)層 電子受到 激發(fā)原子核受到激發(fā)產(chǎn)生方法LC振湯電 路一切物質(zhì)固液氣體 點(diǎn)燃、氣體高壓激發(fā)高溫物體高速電子轟擊固體天然放射 性物質(zhì)應(yīng)用無線電遙控、遙 感、加熱、 理療照相、攝 像、加熱感光、消 毒、化療探測、透視工業(yè)探傷、醫(yī)用放療著重記憶：紅外線、紫外線、倫琴射線的發(fā)現(xiàn)和特性、產(chǎn)生機(jī)理、實(shí)際應(yīng)用種類產(chǎn)生主要性質(zhì)應(yīng)用舉例紅外線一切物體都能發(fā)出熱效應(yīng)遙感、遙控、加熱紫外線一切咼溫物體能發(fā)出化學(xué)效應(yīng)熒光、殺菌、合成 V D2X射線咼速電子射到固體表面穿透能力強(qiáng)人體透

10、視、金屬探傷四、偏振:1橫波：振動(dòng)方向與波的傳播方向相垂直的波。 縱波：振動(dòng)方向與波的傳播方向相平行的波。2、偏振：只在某一方向上振動(dòng)向前傳播的波。只有橫波才有偏振現(xiàn)象。3、自然光：沿著各個(gè)方向振動(dòng)且強(qiáng)度相同的光波。 偏振光：沿著單個(gè)方向振動(dòng)向前傳播的光波。4、 自然光經(jīng)偏振片起偏后形成偏振光。光的偏振現(xiàn)象說明光波是一種橫波。光的本性（波粒二象性）、近代物理知識、能量量子化，光電效應(yīng)，光子，愛因斯坦光電效應(yīng)方程1、光子說（愛因斯坦）：在空間傳播的光也不是連續(xù)的，而是一分一分的，每一份叫做一個(gè)光量子，簡稱光子，光子的能量E跟光的頻率成正比 即e= h>一個(gè)光子的能量 E = h v h:普

11、朗克常量=6.63X 10-34j.s,v :光的頻率2、 |愛因斯坦光電效應(yīng)方程：Ek =h¥ _WW逸出功：電子脫離某種金屬所做功的最小值；Ek表示動(dòng)能最大的光電子所具有的動(dòng)能W為極限頻率，不同的金屬極限頻率不同）3、光電效應(yīng)：在光的照射下物體發(fā)射電子的現(xiàn)象，叫做光電效應(yīng)，發(fā)射出來的電子叫做光電子。如果入射光的頻率比極限頻率低，那么無論光多么強(qiáng)，照射時(shí)間多么長，都不會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)。入射光的頻率比極限頻率高，即使光不強(qiáng)，也會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)。光電效應(yīng)有瞬時(shí)性。4、記憶光電效應(yīng)的 4條規(guī)律：-91 ）光電效應(yīng)的發(fā)生幾乎是瞬時(shí)的，時(shí)間不超過10 S.2）任何金屬都有一個(gè)能產(chǎn)生光電效應(yīng)的最低

12、照射光頻率，叫做極限頻率。只有當(dāng)入射光的頻率大于金屬的極限頻率，才能發(fā)生光電效應(yīng)。3）光電子的最大初動(dòng)能隨入射光頻率的增大而增大，而與入射光強(qiáng)度無關(guān)。4）飽和光電流強(qiáng)度與入射光的強(qiáng)度成正比.得出結(jié)論：光電效應(yīng)的發(fā)生與否，與光的強(qiáng)弱無關(guān)，與照射時(shí)間 的長短無關(guān)，與光的頻率、金屬材料的種類有關(guān)。5、光電效應(yīng)中各相關(guān)物理量間的關(guān)系:決卅lEi' f-人射光強(qiáng)度 上）數(shù)、上單位時(shí)刑內(nèi)逸出的電數(shù)飽和電流人射光頻率也St了能雖£ =加! r材料蘭逸出功-光電子的最'叫人初功能=加-II；過止電壓竝 1I =丄二、光的波粒二象性，光波是概率波1、最初兩種學(xué)說：微粒說（牛頓）、波動(dòng)說

13、（惠更斯）都是錯(cuò)誤的2、光是電磁波，光是橫波，光具有粒子性，光波是概率波一一光具有波粒二象性 光的波粒二象性：光是一種波，同時(shí)也是一種粒子，光具有波粒二象性。光是一種波光子在空間各點(diǎn)出現(xiàn)的可能性的大小（概率），可以用波動(dòng)規(guī)律來描述。物理學(xué)中把光波叫做概率波。E = me2三、粒子的波粒二象性，物質(zhì)波 1、物質(zhì)波：任何一個(gè)運(yùn)動(dòng)著的物體，小到電子、質(zhì)子，大到行星、太陽，都有一種波與它對應(yīng)，波長二h （P是物體運(yùn)動(dòng)的動(dòng)量，h是普朗克常量）。人們把這種波叫做物質(zhì)波,P也叫德布羅意波。2、實(shí)物粒子也具有波動(dòng)性物質(zhì)波也叫德布羅意波，如電子束穿過鋁箔后的衍射圖樣四、不確定關(guān)系x p _ 本關(guān)系說明，在微觀物

14、理學(xué)中，位置和動(dòng)量不能同時(shí)確定4兀五、激光的特性及應(yīng)用 相干性好 如光電通信就是激光和光導(dǎo)纖維相結(jié)合的產(chǎn)物；全息照相 平行度好如精確測距 亮度高如激光武器、切割、焊接復(fù)習(xí)光學(xué)的重要規(guī)律單色光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)収紅収紫 4 FP紅:糸j f紅包f紫三棱鏡色散實(shí)驗(yàn)n紅” n紫c紅ssinC偏轉(zhuǎn)角折射率介質(zhì)中光速臨界角頻率光子能量波長條紋間距小紅光紅光紫光紫光紅光紅光紫光紫光大紫光紫光紅光紅光紫光紫光紅光紅光原子物理、原子結(jié)構(gòu)科學(xué)進(jìn)程一一原子結(jié)構(gòu)的建立和修正n=00.85eV.-1.51eV"-3.4eV:-13.6eVn=1n=4n=3n=21、盧瑟福：a粒子散射實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)裝置由幾部分組成 實(shí)驗(yàn)的結(jié)果：a粒子散射 盧瑟福對實(shí)