2022年物理模型.整理终版 .pdf

光学模型光学物理模型物理模型图模型特征重要规律光的反射光 能 在 其 中 传 播的物质.3.光的直线传播:光 在 同 种 均 匀 介质 中 总 是 沿 着 直线传播的.光在真空 中 的 传 播 速 度c=3.0 108m/s;在任 何 介 质 中 的 传播 速 度 都 小 于c,v=c/n(n为 该 介质的折射率)(1)作用:只改变光束的传播方向,不改 变 光 束 的 聚 散性质.(2)成像特点:等大?正立的虚像,物和像关于镜面对称.1.反射现象:光从一种介质射到另一种介质的界面上再返回原介质的现象.2.反射定律:反射光线跟入射光线还有法线在同一平面内,且反射光线和入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角.3.分类:镜面反射和漫反射.注意镜面反射和漫反射都遵循反射定律.4.光路可逆原理:所有几何光学中的光现象,光路都是可逆的物或平面镜移动问题1，当物或平面镜平动时;如图若镜不动,物速为v 且垂直镜面移动,则像速为 v 且垂直镜面 与 物 运 动 方 向相反.2.当平面镜绕镜上 某 点 转 过 一 微小角度 角时,据反射定律,法线也随之转过 角,反射光线则偏转2角.1.若镜动而物不动,当镜速为v 时,像对物速度为2v,且方向与镜移动方向相同.2.利用平面镜成像规律作出像 点S,如 图 所 示,连 接SS、AS,利用对称关系,可知 ASS为等边三角形,当平面镜从A 向右移到 S点,像点也从S移至 S 点.显然像点沿 SS 连线向 S 运动,速率 v等于 v.名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 6 页 -光的直线传播日食形成影的形成：1)、定义:点光源发出的光，照到 不 透 明 的 物 体上时，物体向光的表面被照亮，在背光 面 的 后 方 形 成一 个 光 照 不 到 的黑暗区域，这就是物体的影。影区是发 自 光 源 并 与 被照 物 体 的 表 面 相切的光线围成的。2.光 在 真 空 中 传播速度 C A、本影:光源上所有发光点都照不到的区域。对同一个物体，其本影区的大小，与光源发光面的大小和光源到物体的距离有关：光源到物体的距离一定时，光源发光面越大，则物体的本影越小；光源发光面越小，则物体的本影越大。光源发光面一定时，光源到物体的距离越小，则物体的本影区越大；光源到物体的距离越大，则物体的本影区越小。B、半影:光源上一部分发光点能照到,而另一部分发 光点照不到的区域成为半明半暗的半影。本影与半影 都 是 光 的 直 线 传 播 的 结果.确定平面镜成像的观察范围的方法在 用 遮 光 板 将由 物 点 射 向 平 面镜 的 光 线 不 全 部挡住的情况下,平面 镜 前 的 物 体 总能在镜中成像,但只 有 在 一 定 范 围内才能看到.若要看 到 平 面 镜 中 完整的像,则需借助边界光线,边界光线的公共部分,即为 完 整 像 的 观 察范围.通过平面镜看虚像的情况就像通过与平面镜等大的“窗口”看窗外物体一样.具体观察范围为像点和平面镜的边缘连线所限定.名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 6 页 -光的折射1.折射现象:光传播 到 两 种 介 质 的分界面上,一部分光 进 入 另 一 种 介质中,并且改变了原来的传播方向,这 种 现 象 叫 做 光的折射.如图所示,AO 为入射光线,O 为入射点,OB为 反 射 光线,OC 为 折 射 光线.2.折射率n 是反映 介 质 光 学 性 质的物理量,它的大小 由 介 质 本 身 及入 射 光 的 频 率 决定,与入射角、折射角的大小无关.在 折 射 现 象 中光路是可逆的a.内容:折射光线与入射光线、法线处在同一平面内,折射光线与入射光线分别位于法线的两侧;入射角的正弦与折射角的正弦成正比.b.表达式=n12式中 n12是比例常数为 cv,所以n1.任何介质的折射率都大于1.光的全反射与应用1.全反射的概念当光从光密介质进入光疏介质时,折射角大于入射角.当入射角 增 大 到 某 一 角 度时,折射角等于90,此 时,折射光完全消失.入射光全部反射到原来的介质中,这种现象叫做全反射海 市 蜃 楼 的 成因和规律：夏天，在气压恒定的海面上，空气密度随高度增加而减小，对光的折射率也随之减小从 而 形 成 一 具有 折 射 率 梯 度 的空气层。当光线通过此空气层时，将发生偏转。如下图所示，设一束从远处景物 A发出的光线 a 以入射角 I 由光导纤维光纤通讯：1.一种利用光的全反射原理制成的能传导光的玻璃丝,由内芯和外套组成,直径只有几微米到 100微米左右,内芯的折射率大于外套的折射率.当光线 射 到 光 导 纤 维 的 端 面 上时,光线就折射进入光导纤维内,经内芯与外套的界面发生多次全反射后2.从光导纤维的另一端面射出,而不从外套散逸,故光能损耗极小.如果把光导纤维聚集成束使其两端纤维排列的相对位置相同,这样的纤维束就可以传送图像,如图所示。3.利用光导纤维可以弯曲传光,传 像,可 制 作各 种 潜 望镜,医用内窥镜等v名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 6 页 -折射率为 n 处射入空气层。由折射定律有：nsini=n1sinr1,(1)n1sinr1=n2sinr2光的色散折射时的色散：含有多色的光被分解为单色光象叫光的色散（1）光通过棱镜时 将 向 棱 镜 的 横截 面 的 底 边 方 向偏折（2）通过棱镜成像偏向顶点光的色散规律：红光通过棱镜后偏折的程度比其他颜色的光的要小，而紫光的偏折程度比其他颜色的光要大。常用结论：像似深度h/=H/n 全反射nC/1sin折射率与波速度的关系vCn光的本性光的干涉现象(1)光的干涉:在两列 光 波 的 叠 加 区域,某些区域的光被加强,出现亮纹,某 些 区 域 的 光 被减弱,出现暗纹,且加 强 区 域 和 减 弱区 域 互 相 间 隔 的现 象 叫 做 光 的 干涉现象.(2)干涉的条件:两总结规律：凡光程差等于波长整数倍的位置，产生亮条纹；凡光程差等于半波奇数倍的位置，产生暗条纹，即产生亮暗条纹条件表达式：亮 纹光 程 差 =k(k=0，1，2,)暗纹光程差=2)12(k(k=0，1，2,)名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 6 页 -列频率相同、振动情 况 完 全 相 同 的光相遇小结：(1)实验可证明(或用上述亮暗纹的位置公式得亮纹间距)dxL(2)利用双缝干涉实验，测量x 可测单色光的波长薄膜干涉薄膜干涉：由薄膜前后表面反射的两 列 光 波 叠 加 而成，楔形薄膜干涉可产生平行、等间距的条纹(1)若入射光为单色光，可形成明暗相间的干涉条纹；若入射光为白光，可形成彩色的干涉条纹.(2)可用来检查工作表面平整度，精度可达10-8 m，也可用作增透膜，增透膜的厚度应是透射 光 的 薄 膜 中 波 长 的0.25 倍光的衍射(1)衍射现象光 在 遇 到 障 碍 物时,偏离直线传播方 向 而 照 射 到 阴影 区 域 的 现 象 叫做光的衍射.(2)发生明显衍射现象的条件当 孔 或 障 碍 物 的尺 寸 比 光 波 波 长小,或者跟波长差不多时,光才能发生 明 显 的 衍 射 现象.小孔衍射单 缝 衍 射 泊 松亮斑。1光的衍射现象进一步证明了光具有波动性2光的衍射现象是光偏离了直线传播方向绕到障碍物阴影区的现象，衍射光强按一定的规律分布，形成明暗相间的条纹，它的规律与缝宽、孔的大小及光的波长有关3对于光产生明显衍射的条件的认识，从上述的一系列衍射实验虽然单缝、小孔和小 圆 屏 的 尺 寸 比 光 波 大 得多，仍能看到极好的衍射现象，只是缝或孔的尺寸越小，衍射现象越明显，即障碍物尺寸是波长几百倍时，对光波来说，仍可认为衍射条件中的“差不多”名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页，共 6 页 -光的偏振（1）定义：在垂直 于 传 播 方 向 的平面上，只沿一个特 定 方 向 振 动 的光，叫做偏振光.（2）偏振光的产生方式 自 然 光 通 过 起偏器:通过两个共轴 的 偏 振 片 观 察自然光,第一个偏振 片 的 作 用 是 把自 然 光 变 成 偏 振光,叫起偏 器.第二个 偏 振 片 的 作 用是 检 验 光 是 否 为偏振光,检偏器.其实,偏振片 并非刻有狭缝,而是具有一种特性,即存在 一 个 偏 振 化 方向,只让平行于该方 向 振 动 的 光 通过,其他振动方向的光则被吸收了.自 然 光 射 到 两种 介 质 的 交 界 面上,如果光入射的方向合适,使反射光 和 折 射 光 之 间的 夹 角 恰 好 是90时,反射光和折 射 光 都 是 偏 振光,且偏振方向相互垂直.偏振光的理论意义和应用理论意义:光的干涉和衍射现象充分说明了光是波,但不能确定光波是横波还是纵波.光的偏振现象说明了光波是一种 横波.应 用:照 相 机 镜头、立体电影、消除车灯炫光等.说明：除从光源（如太阳、电灯等）直接发出的光以外，我们通常看到的绝大部分光都是不同程度的偏振光.名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 6 页，共 6 页 -