2022年整理高三物理光学专题复习 .docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料 欢迎下载光学专题复习基本学问点回忆一. 学问框架（一）对光传播规律的讨论几何光学光 源直线传播规律基 本反射定律基面镜光路光（几何方法）掌握光的传播速度全反射本 光 学 器 件棱镜成像规 律学 仪 器（物理实质）折射定律透镜规律色散（二）光的本性物理光学光 的 本 性光的光的光的干涉薄膜干涉光的光的衍射双缝干涉波动说电磁说电磁波波谱光谱及波、粒二象性光的光的其分析光电效应微粒说光量子说（一）几何光学重点学问总结（1）光的直线传播规律 条件：同种、匀称介质（2）光的反射定律 注：无论是镜面反射或漫反射,对每条反射光线都遵循反射定律；

2、（3）光的折射定律,特例：光从真空（空气）射入介质时,就nsinisin特例：真空 i 介质（4）光的独立传播定律：几束光在同一介质中传播时虽屡屡相交,但互不扰乱,保持名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料 欢迎下载各自的方向连续传播；（5）光路可逆原理：当光线逆着原先的反射线或折射线方向入射时,将逆着原先的入射线方向反射或折射；（6）几点留意：光射到两种介质界面上,一般情形下都是既有反射,又有折射, 因此需考虑每一条可能的光线（包括垂直入射时按原路返回的反射光）折射率反映了介质的折光本事,取决于光在真空和介

3、质中的传播速度,即nsinic1,vccsinvn所以,测定了介质的折射率,即可算出光在介质中的速度；全反射的条件 1 2 3）光从介质射向真空（空气）；）入射角等于或大于临界角c csin1 1n）条件应用：光线从光密介质射至光疏介质的界面时,第一要检查一下临界角,然后才能确定光线的实际传播路径； 2. 几何光学器件对光路掌握作用对比表：三棱镜等腰直凸透凹透镜器件名称平面镜凹 面凸面镜厚玻璃对比项目镜变向与色角棱镜镜发散对变向会聚发散侧移变向会聚光散倒置线错位定对性当平面平 行平 行 于d 侧移距,d z sin 1如光线在使平行投入平行平 行 于作光用路定控量镜旋转于 主主 轴 光玻璃中传

4、光成90 、于主主 轴 光制作角轴 光线 经 凸cos i播 恰 与0 、 180轴光线 经 透作用时 , 反线 会镜发2 nsin2iBC平倒置变向错线经镜 发 散用射线将聚 于散 , 其行,就 位；透镜其 反 向z 厚度旋转2主 焦反 向 延偏向角 A会聚延 长 线 .点F,长 线 相n 折射率顶角 n=于主相 交 于主 焦交 于 主sin2A焦主焦i 入射角点 处焦点 F；点；点；放 点sinA/2光 源 经 凹 面 镜后 平 行 于 主轴 .几点说明：用平面镜掌握反射光线去向的相关题型：名师归纳总结 1）给出入射光线方向与反射光线去向,要求找镜位；第 2 页,共 7 页 2）镜旋转反射

5、光线转变 2- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料 欢迎下载光线通过平行透亮板的侧移距的相关因素：表达式： dzsin 1n2cos i2in 和入射角 i 有关系；sin说明 d 与玻璃板厚度z,玻璃材料折射率不同色光光路与成像差异的对比：对比在真在介从真空射入某介v 介质 折从 某 介通 过 三平行相 同 条项目空中质中质速度转变量射率 n 质 射 向棱 镜 最主轴件 下 物速度 c 速度真 空 临小 偏 向光线体 通 过光的v 界角 A 角 0 通过凸 透 镜同一生 成 像颜色凸透的 放 大镜的率 K 焦距 f 红色光c0红v红 v 红=

6、 n红A红红 0f红K红（f 红 ） v=c0-v | 两 色 光 相比较紫色光c0紫v紫 v 紫= n紫A紫紫 0 f紫K紫（f 紫） v=c0-v 3. 光学器件（平面镜、透镜）的成像平面镜成像作图与成像运算；题型： 1）平面镜尺寸的设计 2）平面镜尺寸对像长的限制 3）有肯定厚度平面镜成像设计 4）平面镜视场透镜的成像作图法；例图（用焦平面和到光轴法）（二）光的本性物理光学重点学问 1. 对光本性的熟悉：光是具有电磁本质的物质；具有波粒二象性,波长较大时波动性明显,波长很小时微粒性明显； 2. 光的波动性（1）光的干涉（现象及条件）名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共

7、7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料 欢迎下载（2）光的衍射：现象：（a）圆斑衍射（ b）圆孔衍射（3）色散,光谱,电磁波谱（4）光谱比较表：光谱比较表项目特点成因用途种类发连续是连 续 分布的一 切炽 热 固 体 、 液 体可 鉴 别 和 确 定光谱频率 的 光组成的 光及 高 压 气 体 发 的射明线谱光直接产生的；光是不 相 连续的如 干稀 薄 气 体 直 接 发谱光谱个频 率 的光形成 的出 的 光 形 成 的 光元 素 （ 物 质 化吸取光谱光谱谱学成分）在连 续 光谱的背 景高 温 物 体 发 出 的同上上显现如干条暗线光 通 过 低 温 气 体形成

8、的光谱；电磁波波谱对比表种类无 线 电红外线-4可见光紫外线伦 琴 射 射线项目波10-7104 10-7-7 7 106 10-9-7 4 10线10-11 以在真空-4 104 1010-12-8 中波长10下范围（米）产生气LC 振荡原子外层电子受激发而产生有显著的原 子 内原 子 核理电 路 中热 作 用 显能引起视层 电 子受 到 激自 由 电受 激 发发特点子运动而产生穿 透 能穿 透 本著、衍射较觉化 学 作领 和 荧力最强显著用、生理光 效 应作用和荧均很强光效应 3. 光的粒子性的重点学问（1）光电效应现象（2）光电效应试验规律（四条）二. 重点学问规律回忆 重要规律对比表名

9、师归纳总结 规律主要内容说明第 4 页,共 7 页（1）光的直线传播定律光在匀称介质中, 总是沿直线传播在同一种介质中光线不肯定直（2）光的反射定律的；线传播；“ 三线” 共面,“ 两线” 对称,“ 两 “ 三线”为入射、 反射与法线,- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料欢迎下载入、反射线关于法线对称,反角” 相等；射角等于入射角；（3）平面镜成像规律像与物以镜面为对称,像与物大小即 v=u,v 像距, u 物距,可（4）光的折射定律一样,恒为虚像；依据反射定律作图成像；“ 三线”共面、 两线不共介质 “ 两i 是入射线与法线间的夹角；（5）

10、全反射规律角” 正弦成正比, sin / sinn 是折射线与法线间的夹角；c 是光在真空中的速度,n 折射率 nc vv 是光在介质中的速度；产生全反射的条件（1）光线从只有反射光线,没有折射光的现（6）光的色散规律象 ； 光 线 由 介 质 进 入 真 空光密介质射向光疏介质（2）入sinA/ sin901/n射 角 iA （ 临 界 角 ）sinA1/n复色光通过三棱镜分解为单色光,由于同一介质不同色光的传播速度不同, v红玻v紫玻 就 为偏折角,12,紫色光偏折角最大sinic 0n 红玻* （7）透镜成像规律1/u1/v1/f ,依据试验、sin红v红sinic 0n 紫玻sinv紫

11、紫K像长v,作图及公式运算得出：物长u u 物 距 , 就v 像K 表示垂直于主轴方向的线度距 f ； 由 光 路 可 逆 性 , 如放大率；uf ,就 vu2f 时,就 fv2f ,倒立缩小 实 像 K1 , 据 光 路 可 逆 性 fuf ,K1,倒立放大实像 u=2f, v=2f, K=1,倒立等大实 像u1 ,正立放大虚像说明：透镜成像规律运算不要求；（3）“ 光子” 理论胜利说明光电效应；名师归纳总结 4. 光的波粒二象性；光波也不是通常所懂得的连续的波动；光波第 5 页,共 7 页光子流不是一群遵从经典力学规律的粒子；- - - - - - -精选学习资料 - - - - - -

12、- - - 优秀学习资料 欢迎下载强度代表那里显现的光子数；【典型例题】例 1. 如下列图,激光液面掌握仪的原理是：固定的一束激光 AO以入射角 i 照耀到液面上,反射光 OB射到水平的光屏上,屏上用光电容将光讯号转变成电讯号,电讯号输入掌握系统用以掌握液面高度,假如发觉光点 B 在屏上向右移动了 s的距离到 B ,由上可知液面_（填“ 上升” 或“ 降低”）了；解：作出两次的反射光路图如下图所示,由几何图形可知：液面下降,又由几何关系可得： O M 1BBs,液面下降的高度hBs/2tan i1答案：降低了 hs/2tan iM sBi sO1ih2O2例 2. 如下列图, 两块同样的玻璃直

13、角三棱镜 ABC,两者的 AC面是平行放置的,在它们之间是匀称的未知透亮介质,一单色细光束 O垂直于 AB面入射, 在图示的出射光线中（） A. 1,2,3（彼此平行）中的任一条都有可能 B. 4,5,6（彼此平行）中的任一条都有可能 C. 7,8,9（彼此平行）中的任一条都有可能 D. 只能是 4,6 中的某一条分析： 光线经 AC 面的折射情形由于未知透亮介质的折射率的不确定性分为三种情形：（1）透亮介质折射率大于玻璃折射率,可能出射光线为图中第6 条；（2）透亮介质折射率名师归纳总结 等于玻璃折射率,入射光线不偏折,是第5 条光线；（3）透亮介质折射率小于玻璃折射率,第 6 页,共 7

14、页可能射出光线为第4 条光线,所以答案为B；例 3. 有一点光源置于透镜主轴上的A 点经透镜成像于B 点,将此点光源放在B点,经透镜成像于 C点,且 ABBC,如下列图,就（）- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - A. 此透镜肯定是凸透镜优秀学习资料欢迎下载B. 此透镜可能是凹透镜 C. 这两次成像都是虚像 D. 透镜肯定在 A 点的左侧A B C解析： 物点由 A B时,像点由B C,由于 ABBC,说明物体移动速度小于像移动速度,像移动速度大,应为放大的像,所以此透镜确定是凸透镜,如是实像,物放在像的位置时,由光路可逆性知,成的像应在原先物的位置,即物

15、像位置互换,但此题并非如此,所以只能是放大的虚像,透镜处于A 的左侧,所以答案为A、C、 D；例 4. 激光器是一个特别的光源,它发出的光便是激光,红宝石激光器发射的激光是不连续的一道一道的闪光,每道闪光称为一个光脉冲,现有一红宝石激光器,发射功率为10 1110 10 W ,所发射的每个光脉冲连续的时间 t 为 10 10 s,波长为 793.4 nm ,问每列光脉冲的长度 l 是多少？其中含有的光子数 n 是多少？分析与解： 以 t ,l 和 c 分别表示光脉冲的连续时间,长度和光在真空中的传播速度,由题意可知, I c t 以 P 和 E 表示红宝石激光器发射功率和光脉冲能量,就有：E P tc名师归纳总结 以和表示红宝石激光的波长和频率,有：E,因此得到每个红宝石激第 7 页,共 7 页光 光 子 的 能 量 , hhc , 由 两 式 得 ： nP t hc, 代 入 数 据 得 ：hl3 0mm,n351017- - - - - - -