选修3-4光学基础知识复习

《选修3-4光学基础知识复习》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、第十三章光学基础知识复习一、光的传播规律1、光的直线传播：在无障碍物的同种均匀介质中光沿直线传播。2、光的反射与折射：⑴、现象：光斜射到两种介质分界面时，一部分被反射回原介质，另一-部分进入另一介质且改变传播方向。⑶、折射率:①相关公式:反映介质对光的偏折程度。既与介质有关，还与光的频率有关。”=沁=£=如=丄（―为入、折射角屮的较sinvAsinC视深红紫⑵、规律：反射角等于入射角。折射角正弦与入射角正弦成止比。（反射定律、折射定律略）反射与折射现象中光路可逆。大者。）②光疏介质与光密介质：两种介质相比较，折射率小的为光疏介质，折射率人的为光密介质。

2、光从光疏介质到光密介质折射光线靠近法线，从光密介质到光疏介质，折射光线远离法线。**视深与视高：设水的折射率为n,则从正上方观察水中h深处的物体，视深为h/n,从正下方观察水面以上h高处的物体，视高为nh。3、棱镜的色散⑴、光的色散：含冇多种颜色的光被分解为单色光的现象。⑵、各曲年世性厦％嬰可见光中，红光的折射率兄最小,以相同入射角在介质间发生折射时的偏折程度最小（注意区分偏折角和折射角）o波长入o最大，频率/最小，在同种介质屮（除真空外）传播速度"最人，从同种介质射向真空时发生全反射的临界角C最人，其他条件相同做双缝干涉实验时相邻条纹间距最人，最易发

3、生明显衍射。4、全反射⑴现彖：光从光密介质射入光疏介质吋，当入射角超过临界角吋，无折射光，只剩下反射光。⑵临界角：折射角为90°,即刚能发牛:全反射时的入射角。⑶全反射条件：①光从光密介质射入光疏介质；②入射角大于或等于临界角。⑷全反射棱镜：横截而是等腰玄角三角形的棱镜，作用：利用全反射改变传播方向而不损失能量（区别于平面镜）。应用：口行车尾灯，潜望镜等。⑸光导纤维：通常为直径1-lOOum的玻璃纤维丝。光纤有内、外两层材料，其中内层折射率大，外层折射率小。光纤通信优点：容量大，衰减小，抗十扰性强。二、光的波动性光的波动性：光能发生干涉和衍射说明光是一

4、种波，能够发生偏振说明光是一种横波。麦克斯韦提出，赫兹证实光是一种电磁波。1、光的干涉：双缝干涉：⑴干涉条件：频率相同（相干光源）⑵干涉条纹特征：屮央是亮纹，两边是亮暗相间的等间距条纹（白光：屮央白色，两边是彩色条纹，最靠近中央亮纹的是紫色）。⑶亮、暗纹的产生亮纹：屏上某点到双缝的光程差等于波长的整数倍，即Ar=nA5=0,1,2,……）暗纹：屏上某点到双缝的光程差等于半波长的奇数倍，（2/7+1）5=0,1,2,……）⑷相邻亮纹（暗纹）中心I'可距：=其小L—缝到屏的距离，d—双缝间距，入一波长d薄膜干涉：⑴相干光源：液面前后两表面的反射光（2）成因

5、：薄膜厚度不同，两束光路程差为厶r=2do注意观察薄膜干涉需从入射光的同侧观察。⑶应用：①检杏工件平整度；②照相机锐头前涂增透膜，厚度为膜屮波长为1/4,使反射光干••••涉相消，增强透射光强度。2、光的衍射（1）、单缝衍射条纹特征小央条纹亮而宽，两侧逐渐变暗变窄，单缝越窄，波长越长，则屮央条纹越宽，各条纹间距越人。匸（2）、圆孔衍射现象：亮暗相间的圆环（白光则为彩色圆环）；孔由很大逐渐减至很小的过程中现象变化：圆形光斑（直线传播）一光源倒像（直线传播，小孔成像）一亮暗相间的圆环（衍射）（3）、障碍物的衍射：①单色光在传播途中遇一较小圆形障碍物会在阴影

6、屮心出现一个亮斑，即泊松亮斑。②各种不同形状的障碍物都能发生衍射，使影的边缘模糊不清。3、光的偏振⑴光的偏振证明了光是一种横波。⑵自然光：太阳、电灯等普通泄邂頁核孩申即泄，包含垂直于传播方向上沿一切方向振动的光,而且沿各个方向振动的光波的强度都相同，这种光叫白然光。⑶偏振光。在垂直于传播方向的平面上，只沿一个特定的方向振动，叫偏振光。注：除从光源直接发出的光外，通常看到的绝大多数光都是偏振光。各种反射光和折射光均为不同程度的偏振光。光射到两种介质的界而上，如呆入射方向合适，使反射光和折射光之间恰好垂直，这时，反射光和折射光就都是完全偏振光，且偏振方向互

7、相垂直。常见光学现象及成因总结光学原理现象直线传播①彫子的形成，②小孔成像③日、月食折射色散①虹、霓的形成，②露珠的彩色，③透过棱镜或盛水的杯了看到彩色光带干涉①增透膜，②牛顿环，③透明标板检查工件平整度，④肥皂泡的彩色，⑤水面汕膜的彩色衍射①挤紧的铅笔缝平行看H光灯看到的彩色，②透过小孔形成的彩色光环，③泊松亮斑，④影子的边缘模糊不清。偏振①拍摄水下或玻璃橱窗中景物加偏振片，②观看立体电影，③电子表等的液品显示全反射①水中气泡看起来非常亮，②潜水员向上看看到水底水草，③海市蜃楼及沙漠蜃以，④夏日柏油路看起来很亮，⑤光导纤维，⑥全反射棱镜，如潜望镜、自

8、行车尾灯等