高二物理光学知识精讲 人教版

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1、高二物理光学知识精讲人教版一.本周教学内容：高三新课：物理光学二.知识要点：（一）光的本性学说发展史上的五个学说1.牛顿的微粒说：认为光是沿直线高速粒子流，它能解释光的反射和直线传播，难以解释折射和衍射等现象。2.惠更斯的波动说：认为光是某种振动，以波的形式向周围传播，它能解释光的干涉和衍射现象但难以解释光电效应。3.麦克斯韦的电磁说：认为光是电磁波，实验依据是赫兹实验证明了光与电磁波在真空中传播速度相等且均为横波。4.爱因斯坦的光子说：认为光的传播是一份一份的，每一份叫一个光子，其能量与它的频率成正比，

2、即，光子说能成功地解释光电效应现象。5.德布罗意的波粒二象性学说：认为光是既有粒子性，又有波动性。个别光子表现为粒子性，大量光子的行为表现为波动性，频率大的光子粒子性明显，而频率小的光子波动性明显。（二）光的干涉1.相干光及相干光源两束频率相同，振动情况总是相同的光叫相干光；能够产生相干光的光源叫相干光源。2.光的干涉干涉现象：两束（或几束）相干光在空间相遇，互相叠加，在叠加区域，光在一些地方互相加强，在另一些地方互相削弱，这种现象叫光的干涉。干涉图样：在光的叠加区域放一光屏，就能看到干涉条纹，叫干涉图样

3、。单色光的干涉条纹是明暗相间的条纹，白光的干涉条纹是彩色的条纹干涉条件：两列光（或几列光）的频率相同，或振动情况完全相同注：干涉现象是波动独有的特征，光能发生干涉现象，证明了光确实是一种波。3.双缝干涉（1）双缝干涉产生原理：当某点到两缝的路程差为波长的整数倍时，到达该点的光互相加强为亮纹；当某点到两缝的路程差为半波长的奇数倍时，到达该点的光互相削弱出现暗纹，条纹间距跟光的波长成正比。（2）产生稳定干涉的条件：两列光的频率相等且振动状态相同，相干光源可用同一束光分成两列获得。（3）双缝干涉图样：单色光时是

4、明暗相间条纹，且宽度相等，白光时是彩色条纹。4.薄膜干涉的产生原因由薄膜的前、后表面的反射光叠加而产生干涉，出现明、暗相间条纹。注意：白光产生薄膜干涉时得彩色条纹5.光的波长和频率（1）各色光有不同的频率，红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫色光的频率从低到高排列（光的颜色由频率决定，光频率由光源决定，与介质无关）。（2）波速、波长和频率的关系：。注意：①光在不同介质中传播时，速度不同，频率不变，故在不同介质中波长要改变。②在真空中各色光速度相同，故按红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫色光的顺序波长变小。6.光干涉在技术上

5、的应用（1）表面平直检测（利用薄膜干涉原理）（2）镜头增透膜：（利用薄膜干涉，使薄膜厚度为入射光在薄膜中波长的1/4）（三）光的衍射1.波的衍射波的衍射：波在传播时遇到障碍物能够绕过障碍物传播的现象2.光的衍射及明显衍射的条件光能绕过障碍物（或小孔）的传播现象叫光的衍射现象明显衍射条件：只有在障碍物（或孔）的尺寸与光的波长差不多或者更小的情况下，可以清楚地看到光的衍射。注：（1）光能发生衍射现象证明光是一种波。（2）在明显衍射条件中，关于小孔的大小不能太小，因为小到一定程度通过小孔的光的能量太小时，衍射现

6、象也不会明显。3.单缝衍射在挡板上安装一个可调的狭缝，让单色平行光照射到狭缝上，狭缝宽时，在挡板后面的光屏上得一与缝宽相当的亮线（说明光沿直线传播），调到狭缝很窄时，亮线的亮度有所降低，但宽度反而增大（说明光的传播离开了直线）。单缝衍射图样：明暗相间的条纹，中央亮区宽两边变狭，如果用白光做实验，则衍射图样为彩色条纹。注：（1）单缝衍射条纹与双缝干涉条纹的区别在于：前者中央亮区最宽，两边变窄变暗，后者中央亮区的宽度与其他亮区宽度相等。（2）将双缝干涉的一个狭缝挡住，双缝干涉图样变成单缝衍射图样。4.圆孔衍射

7、光线照射到带有圆孔的挡板上后，在挡板后面的光屏上得到一个圆形亮斑。圆孔缩小，亮斑也缩小，当圆孔小到一定程度，亮斑反而增大，发生了圆孔衍射现象。圆孔衍射图样：为明暗相间的圆形条纹，中央为亮斑。注：各种形状不同的障碍物都能使光发生衍射，致使影子的轮廓模糊不清，出现亮暗相同的条纹5.光的直线传播和光的衍射光的直线传播：光在没有障碍物的均匀介质中是沿直线传播的，在障碍物的尺寸比光的波长大得多的情况下，衍射现象不明显，也可以认为光是沿直线传播的。光发生了明显的衍射现象后，光绕过了障碍物传播，就不是沿直线传播了。注：

8、光在传播中遇到障碍物都要发生衍射现象，只不过是明显程度不同而已。（四）光的电磁说1.光的电磁本性：光的本质是电磁波麦克斯韦预言了电磁波的存在，并从理论上得出电磁波在真空中的传播速度与实验测出的光速非常接近，提出光在本质上是一种电磁波（电磁说）注：麦克斯韦提出光是一种电磁波，这就是光的电磁说；赫兹用实验证明了光的电磁说的正确性赫兹实验①证实了电磁波的存在；②测出了实验中的电磁波的频率和波长；③计算了电磁波的传播速度，发现了电磁波