【2022】高中物理光學(xué)知識點(diǎn)總結(jié)

光的微粒說（牛頓）光的波動性（惠更斯）光的電磁說認(rèn) （麥克斯韋

能解釋：光的直線傳播、光的反射等。困難：光的獨(dú)立傳播、光躲到兩種媒質(zhì)的界面上既有反射，又有折射。雙縫干涉光的干涉薄膜干涉光的衍射電磁場理論電磁波譜無線電波、紅外線、可見

6、知道光的波粒二象性：知道一切微觀粒子都具有波粒二象性，知道大量光子容易表現(xiàn)出粒子性，而少量光子容易表現(xiàn)為粒子性。光的直線傳播．光的反射二、光的直線傳播1．光在同一種均勻透明的介質(zhì)中沿直線傳播，各種頻率的光在真空中傳播速度：C＝3×108m/s；各種頻率的光在介質(zhì)中的傳播速度均小于在真空中的傳播速度，即v<C。三、光的反射反射現(xiàn)象：光從一種介質(zhì)射到另一種介質(zhì)的界面上再返回原介質(zhì)的現(xiàn)象．法線兩側(cè)，反射角等于入射角．3．光的本性識深化過程光的本性光子說

光的電磁說光電效應(yīng)及其規(guī)律

光、紫外線、倫琴射線、r射線，由低頻到高頻，構(gòu)成了范圍非常廣闊的電磁波譜。光在空間傳播不是連續(xù)的，而是一份一份的，每

反射。鏡面反射和漫反射都遵循反射定律．四．平面鏡的作用和成像特點(diǎn)作用：只改變光束的傳播方向，不改變光束的聚散性質(zhì)．成像特點(diǎn)：等大正立的虛像，物和像關(guān)于鏡面對稱．光的折射、全反射（愛因斯坦） 光子

一份叫做一個光子。光子的能量E=hv。h=6.63×焦·秒，稱普朗克常量。

一、光的折射折射現(xiàn)象：光從一種介質(zhì)射入另一種介質(zhì)，傳播方向發(fā)生改變的現(xiàn)象．折射光線、入射光線跟法線在同一平面內(nèi)，折射光線、入射光線分居法大量光子、長波長：線兩側(cè)，入射角的正弦跟折射角的正弦成正比．波粒二象性

光既有波動性，又有粒子性，故認(rèn)為光具有波粒二象性(一切微觀粒子都有波粒二象性)。

容易表現(xiàn)出波動性。

在折射現(xiàn)象中光路是可逆的．二、折射率目前的結(jié)論

第十一單元光的性質(zhì)

少量光子短波長： 1．定義：光從真空射入某種介,入射角的正弦跟折射角的正弦之,叫做介質(zhì)的容易表現(xiàn)出粒子 射率．注意：指光從真空射入介質(zhì)．性。 c 1二、學(xué)習(xí)要求

公式：n=sini/sinγ

sinC0

，折射率總大于1．即n＞1．1、知道有關(guān)光的本性的認(rèn)識發(fā)展過程：知道牛頓代表的微粒、惠更斯的波動說一直到光的波粒二象性這一人類認(rèn)識光的本性的歷程，懂得人類對客觀世界的認(rèn)識是不斷發(fā)展不斷深化的。2涉條紋的寬度特征，會用肥皂膜觀察薄膜干涉現(xiàn)象。知道光的衍射：知道光的衍射現(xiàn)象及觀察明顯衍射現(xiàn)象的條件，知道單縫衍射的條紋與雙縫干涉條紋之間的特征區(qū)別。3、知道電磁場，電磁波：知道變化的電場會產(chǎn)生磁場，變化的磁場會產(chǎn)生電場，變化的磁場知道電磁波對人類文明進(jìn)步的作用，知道電磁波有時會對人類生存環(huán)境造成不利影響；從電磁波的廣泛應(yīng)用認(rèn)識科學(xué)理論轉(zhuǎn)化為技術(shù)應(yīng)用是一個創(chuàng)新過程，增強(qiáng)理論聯(lián)系實(shí)際的自覺性。知道光的電磁說：知道光的電磁說及其建立過程，知道光是一種電磁波。4X射線及射線的特征及其主要應(yīng)用。5、知道光電效應(yīng)和光子說：知道光電效應(yīng)現(xiàn)象及其基本規(guī)律，知道光子說，知道光子的能量與光學(xué)知識點(diǎn)其頻率成正比；知道光電效應(yīng)在技術(shù)中的一些應(yīng)用

各種色光性質(zhì)比較：紅光的n最小，在同種介質(zhì)中（除真空外最大，從同種介質(zhì)射向真空時全反射的臨界角C最?。ㄗ⒁鈪^(qū)分。三、全反射全反射現(xiàn)象：光照射到兩種介質(zhì)界面上時，光線全部被反射回原介質(zhì)的現(xiàn)象．全反射條件：光線從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)，且入射角大于或等于臨界角．臨界角公式：光線從某種介質(zhì)射向真空（或空氣）時的臨界角為C，則四、棱鏡與光的色散棱鏡對光的偏折作用由于各種色光的折射率不同，因此一束白光經(jīng)三棱鏡折射后發(fā)生色散現(xiàn)象，在光屏上形成七色光1PAGEPAGE3帶（稱光譜（）關(guān)系如表所示。色散現(xiàn)象n色散現(xiàn)象nvλ(波動性)衍射C臨大顯)(明容易小干涉間距大γ性)小顯)(E光電效應(yīng)光子紅小黃紫大大(不明小難小難大小大易小顯)(不明大(明顯)結(jié)論：(1)折射率全反射的臨界角C；同一介質(zhì)中的傳播速率(4).；光子的能量(7)在真空中光的波長波長大波動性顯著；(8)在相同的情況下，雙縫干涉條紋間距x越來越窄(9)在相同的情況下，衍射現(xiàn)象越來越不明顯

面所成的實(shí)像點(diǎn)；如發(fā)散，則其反向延長后的會聚點(diǎn)即為物點(diǎn)經(jīng)鏡面所成的虛像點(diǎn)。因此，判斷某光學(xué)鏡是否能成實(shí)（虛）像，關(guān)鍵看發(fā)散光束經(jīng)該光學(xué)鏡的反射或折射后是否能變?yōu)闀酃馐赡苋詾榘l(fā)散光束。的虛像。的虛像。,,又能成實(shí)像。七、幾何光學(xué)中的光路問題規(guī)律來確定。所以，對于幾何光學(xué)問題，只要能夠畫出光路圖，剩下的就只是“幾何問題”了。而幾何光學(xué)中的光路通常有如下兩類：“成像光路”——一般來說畫光路應(yīng)依據(jù)光的傳播規(guī)律，但對成像光路來說，特別是對薄透“視場光路”——即用光路來確定觀察范圍。這類光路一般要求畫出所謂的“邊緣光線全反射棱鏡反射棱鏡的作用在射出后偏轉(zhuǎn)9（右圖1）或18（右圖2。要特別注意兩種用法中光線在哪個表面發(fā)生全反射。3.玻璃磚所謂玻璃磚一般指橫截面為矩形的棱柱。當(dāng)光線從上表面入射，從下表面射出時，其特點(diǎn)是：⑴射出光線和入射光線平行；⑵各種色光在第一次入射后就發(fā)生色散；⑶射出光線的側(cè)移和折射率、入射角、玻璃磚的厚度有關(guān)；

一、光的干涉一、光的干涉現(xiàn)象

光的波動性(光的本性)⑷可利用玻璃磚測定玻璃的折射率。4.光導(dǎo)纖維全反射的一個重要應(yīng)用就是用于光導(dǎo)纖維（簡稱光纖。光纖有內(nèi)、 外兩層材料，其中內(nèi)層是光密介質(zhì)，外層是光疏介質(zhì)。光在光纖中傳播時，每次射到內(nèi)、外兩層材料界面，都要求入射角大于臨界角，從而發(fā)生全反射。這樣使從一個端面入射的光，經(jīng)過多次全射能夠沒有損失地全部從另一個端面射出。五、各光學(xué)元件對光路的控制特征光束經(jīng)平面鏡反射后，其會聚（或發(fā)散）于入射角”及平面鏡的反射面是“平面”所共同決定的。束由復(fù)色光組成，由于不同色光偏折的程度不同，將發(fā)生所謂的色散現(xiàn)象。傳播方向不變，只產(chǎn)生一個側(cè)移。透鏡使光束發(fā)散。六、各光學(xué)鏡的成像特征

光的干涉現(xiàn)象。二、產(chǎn)生穩(wěn)定干涉的條件：()即相干波源產(chǎn)生相干光源的方法（必須保證相同。⑴利用激光(因?yàn)榧す獍l(fā)出的是單色性極好的光)；⑵分光法(一分為二)(這樣兩束光都來源于,)下面4個圖分別是利用雙縫、利用楔形薄膜、利用空氣膜、利用平面鏡形成相干光源的示意圖點(diǎn)(或縫)光源分割法：楊氏雙縫(雙孔)干涉實(shí)驗(yàn)；利用反射得到相干光源：薄膜干涉/利用折射得到相干光源： a/SS1SS1S2S dS b結(jié)論：由同一光源發(fā)出的光經(jīng)兩狹縫后形成兩列光波疊加產(chǎn)生．紋；

。至使輪廓模糊不清，產(chǎn)生明顯衍射的條件：··障礙物或孔(0.5mm··Δd≤300λ 當(dāng)Δd=0.1mm=1300λ時看到的衍射現(xiàn)象就很明顯了。②當(dāng)?shù)竭_(dá)某點(diǎn)的路程差為半波長奇數(shù)倍時，既δ=2

(2n1)，該點(diǎn)光互相消弱，出現(xiàn)暗條紋；

小結(jié)：光的干涉條紋和衍射條紋都是光波疊加的結(jié)果，但存在明顯的區(qū)別：單色光的衍射條紋與干涉條紋都是明暗相間分布，但衍射條紋中間亮紋最寬，兩側(cè)x

ld (∝λ)，

條紋逐漸變窄變暗，干涉條紋則是等間距，明暗亮度相同。白光的衍射條紋與干涉條紋都是彩色的。所以用單色光作雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時，屏的中央是亮紋，兩邊對稱地排列明暗相同且間距相等的條紋用白光作雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時，屏的中央是白色亮紋，兩邊對稱地排列彩色條紋，離中央白色亮紋最近的是紫色亮紋。原因：不同色光產(chǎn)生的條紋間距不同，出現(xiàn)各色條紋交錯現(xiàn)象。所以出現(xiàn)彩色條紋。將其中一條縫遮?。簩⒊霈F(xiàn)明暗相間的亮度不同且不等距的衍射條紋光振動在紙面光照到薄膜上，由薄膜前、后表面反射的兩列光波疊加而成．劈形薄膜干涉可光振動在紙面

意義：①干涉和衍射現(xiàn)象是波的特征：證明光具有波動性。λ大，干涉和衍射現(xiàn)明顯，越容易觀察到現(xiàn)象。②衍射現(xiàn)象表明光沿直線傳播只是近似規(guī)律，當(dāng)光波長比障礙物小得多和情況下(條件)光才可以看作直線傳播。(反之)光的直進(jìn)是幾何光學(xué)的基礎(chǔ)，光的衍射現(xiàn)象并沒有完全否認(rèn)光的直進(jìn)，而是指出光的傳播規(guī)律受一定條件制約的任何物理規(guī)律都受一定條件限制光 光振動垂產(chǎn)生平行相間條紋，兩列反射波的路程差dΔδ=2d。由于膜上各處厚度不同，故各處兩列反射波的路程差不等。若：Δδ=2d=nλ(n=1,2…)則出現(xiàn)明紋。Δδ=2d=(2n-1)λ/2(n=1,2…)則出現(xiàn)暗紋。()相間條紋，彩色光出現(xiàn)彩色條紋。薄膜干涉應(yīng)用：肥皂膜干涉、兩片玻璃間的空氣膜干涉、浮在水面上的油膜干涉、牛頓環(huán)、蝴蝶翅膀的顏色等。

學(xué)顯微鏡能放大2000倍，無法再放大，再放大衍射現(xiàn)象明顯了。)(以下新教材適用)三.光的偏振橫波只沿某個特定方向振動，這種現(xiàn)象叫做波的偏振。只有橫波才有偏振現(xiàn)象。根據(jù)波是否具有偏振現(xiàn)象來判斷波是否橫波，實(shí)驗(yàn)表明，光具有偏振現(xiàn)象，說明光波是橫波。自然光。太陽、電燈等普通光源直接發(fā)出的光，包含垂直于傳播方向上沿

直于紙面光照到薄膜上，由膜的前后表面反射的兩列光疊加。看到膜上出現(xiàn)明暗相間的條紋。透鏡增透膜氟化鎂透鏡增透膜的厚度應(yīng)是透射光在薄膜中波長的1／4d=λ)射損失，增強(qiáng)了透射光的強(qiáng)度，這種薄膜叫增透膜。光譜中央部分的綠光對人的視覺最敏感，通過時完全抵消，邊緣的紅、紫光沒有顯著削弱。所有增透膜的光學(xué)鏡頭呈現(xiàn)淡紫色。從能量的角度分析E=E+E+E。在介質(zhì)膜吸收能量不變的前提下，若E=0，則E最大。

一切方向振動的光，而且沿各個方向振動的光波的強(qiáng)度都相同，這種光叫自然光。自然光通過偏振片后成形偏振光。偏振光叫偏振光。自然光射到兩種介質(zhì)的界面上，如果光的入射方向合適，使反射和折射光之間的夾角恰好是90絕大多數(shù)光都是偏振光。除了直接從光源發(fā)出的光外。入增強(qiáng)透射光的強(qiáng)度。

反 透 吸

反 透 偏振片起偏器)由特定的材料制成它上面有一個特殊方透振方只有振動方向和透振方向平如圖所示，兩板之間形成一層空氣膜，用單色光從上向下照射，如果()(與“)注意：由于發(fā)光物質(zhì)的特殊性，任何獨(dú)立的兩列光疊加均不能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。只有采用特殊方法從同一光源分離出的兩列光疊加才能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。光的波長、波速和頻率的關(guān)系v＝λf。光在不同介質(zhì)中傳播時，其頻率f不變，其波長λv成正比．色光的顏色由頻率決定，頻率不變則色光的顏色也不變。二、光的衍射。光的衍射現(xiàn)象是光離開直線路徑而繞到障礙物陰影里的現(xiàn)象．單縫衍射：圓孔衍射：明暗相間不等距的圓環(huán)（與牛頓環(huán)有區(qū)別的）時，圓板陰影的邊緣是模糊的，在陰影外還有不等間距的明暗相間的圓環(huán)。

行的光波才能通過偏振片。B的方向和電磁波的傳播方向之間，兩兩互相垂直。光波的感光作用和生理作用主要是由電場強(qiáng)度E引起的，因此將E的振動稱為光振動。應(yīng)用：四、麥克斯韋光的電磁說．1、光的干涉與衍射充分地表明光是一種波，光的偏振現(xiàn)象又進(jìn)一步表明光是橫波。提出光電磁說的背景3.15×108m/s非常接近，在此基礎(chǔ)上⑴麥克斯韋提出了光在本質(zhì)上是一種電磁波———這就是所謂的光的電磁說。光電磁說的依據(jù)：赫茲在電磁說提出20播速度確實(shí)等于光速，并測出其波長與頻率，并且證明了電磁波也能產(chǎn)生反射、折射、衍射、干。光電磁說的意義：揭示了光的電磁本性，光是一定頻率范圍內(nèi)的電磁波；把光現(xiàn)象和電磁學(xué)統(tǒng)一起來，說明光與電和磁存在聯(lián)系。傳遞。⑵電磁波譜：

說明了光能在真空中傳播的原因：電磁場本身就是物質(zhì)，不需要別的介質(zhì)來

產(chǎn)生。2．吸收光譜：連續(xù)光通過某一物質(zhì)被吸收一部分光后形成的光譜，能反映出原子的特征譜線．()X射級、γ除可見光外，相鄰波段間都有重疊。各種電磁波產(chǎn)生的基理、性質(zhì)差別、用途。

線光譜，也可用吸收光譜．六．.激光的主要特點(diǎn)及應(yīng)用電磁波種類無線電波紅外線可見光紫外線倫琴射線γ射線頻率電磁波種類無線電波紅外線可見光紫外線倫琴射線γ射線頻率(Hz)104～3×10121012～3.9×3.9×1014～7.57.5×1014～53×1016～3×3×1019以上1014×1014×10161020真空中波長(m)3×1014～10—4 3×104～7.7×7.7×10—7～4 4×10—7～6×10—7 ×10—7 10—910—8～10—1210—11以下組成頻率波波長：大 小波動性：明顯 不明顯頻率：小 大 粒子性：不明顯 明顯觀察方法無線電技術(shù) 利用熱效應(yīng) 激發(fā)熒光利用貫穿本領(lǐng)核技術(shù)照相底片感光（化學(xué)效應(yīng)）各種電磁波LC電路中自原子的外層電子受到激發(fā)原子的內(nèi)層電原子核受到的產(chǎn)生機(jī)理由電子的的振子受到激發(fā)激發(fā)蕩特性波動性強(qiáng) 熱效應(yīng) 引起視覺 化學(xué)作用、熒貫穿作用強(qiáng)貫穿本領(lǐng)最光效應(yīng)、殺菌強(qiáng)用途通訊，廣播， 加熱烘干、遙 照明，照相， 日光燈，黑光檢查探測，透探測，治療等導(dǎo)航 測遙感醫(yī)療，加熱 燈手術(shù)室殺菌視，治療等導(dǎo)向等 消毒，治療皮膚病等平行度和方向性非常好（(s=c·t/2)目標(biāo)跟蹤、激光光盤、激光致熱切割、激光核驟變等）“刀”來做外科手術(shù)。①從無線電波到γ射線，都是本質(zhì)上相同的電磁波，它們的行服從同的波動規(guī)律。②由于頻率和波長不同，又表現(xiàn)出不同的特性：波長大(頻率小)干涉、衍射明顯，波動性強(qiáng)?，F(xiàn)在能在晶體上觀察到γ射線的衍射圖樣了。③除了可同光外，上述相鄰的電磁波的頻率并不絕對分開，但頻率、波長的排列有規(guī)律。(3)紅外線、紫外線、X射線的性質(zhì)及應(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、