2010年高中物理光学期末考试总结

第一篇：2010年高中物理光学期末考试总结

线偏振光的方位角：线偏振光的振动面与入射面间的夹角称为线偏振光的方位角。

相干时间：⑴光源发出的一个光波列所用的平均时间⑵指光源发出的光波列被一分为二再合二为一时能产生干涉的最大时间差（答对1，2个中的一个即可）(2分)⑶相干时间越大，单色性越好。(1分)

相干长度：⑴指光源发出的光波列的平均长度⑵光源发出的光波列被一分为二，再合二为一时能产生干涉的最大光称差（答对1，2中的一个即可）(2分)⑶是光源单色性的标志(1分)

惠更斯——菲涅耳原理：任一时刻，波前上的每一点都可看成是新的子波波源，下一时刻的波前就是这些子波的公切面（包络面）。(1分)后来，菲涅耳考虑到惠更斯原理中诸子波既然来自同一波前，它们必定是相干的，因此求出诸子波的干涉效应，也就得出新波前的强度分布了，所以一般把惠更斯原理加干涉原理称为惠更斯——菲涅耳原理。(1分)

夫朗和菲衍射：当光源和衍射物之间的距离和衍射物与观察屏之间距离二者均为无限远时的衍射称为菲涅耳衍射。菲涅耳衍射：当光源和衍射物之间的距离和衍射物与观察屏之间距离二者至少有一个是有限的衍射称为菲涅耳衍射。（没答至少扣一分）

晶体的磁光效应：媒质因磁场而引起的折射率变化，称为磁光效应。晶体的电光效应：媒质因电场而引起的折射率变化，称为电光效应。

半波损失：在小角度入射(1分)或掠入射(1分)两种情况下，光波由折射率小的媒质（光疏媒质）进入折射率大的媒质（光密媒质）时，反射光和入射光的振动方向相反，这种现象通常称为“半波损失”。(1分)寻常光： Eo∥Do，lso∥lko(1分)；即折射率与lk方向无关，与各向同性媒质中光传播情况一样(2分)，故称为“寻常光”

非寻常光：一般情况下Ee不平行于 De(1分)，lke不平行于lse(1分)，折射率随lk的方向改变，与各方向同性媒质中光传播情况不同，故称为“非寻常光”。(1分)

等厚干涉：各相干光均以同样的角度入射于薄膜(1分)，入射角θo不变(1分)，改变膜厚度，这时每个干涉条纹对应的是同一个厚度的光干涉的结果。(1分)

等倾干涉：指薄膜（一般板的厚度很小时，均称为薄膜）厚度处处相同(1分)，两光束以各种角度入射时产生的一组干涉条纹(2分)。

干涉条纹的半宽度：在透射光的情况下，半宽度是指透射光强度下降到其峰值的一半时所对应的位相变化量

圆偏振光：电矢量E的端点所描述的轨迹是一个圆(1分)：即在任一时刻，沿波传播方向上，空间各点E矢量末端在x,y平面上的投影是一个圆；(1分)或在空间任一点E的端点在相继各时刻的轨迹是一个圆，这种电磁波在光学上称为圆偏振光。(1分)

线偏振光：电矢量E的方向永远保持不变(1分)，即在任一时刻，沿波传播方向上，空间各点E矢量末端在x,y平面上的投影是一直线(1分)；或在空间任一点E的端点在相继各时刻的轨迹是一直线，这种电磁波在光学上称为线偏振光。(1分)

光轴：当光在晶体中沿某方向传播时不发生双折射，晶体内这种特殊方向称之为光轴。补偿器：改变偏振态的器件叫补偿器。

牛顿环与等倾干涉条纹有何异同？实验上如何区分这两种干涉图样？(5分)解：⑴相同处：(2分)

ⅰ干涉条纹都是同心圆环

ⅱ等倾干涉：条纹间距 eNf2n0n eNh(N1)1 N 即越向边缘环的半径越大，条纹越密 等厚干涉：（牛顿环）em⑵不同点：(1分)1R,m增加 em减少 ,即 越向外条纹越密

2m ⅰ等倾干涉：2nhcos 2nh ⅱ等厚干涉：2nh2 对于h固定时，θ=0是中央条纹，即

2 光程差和干涉极次最大，当环半径增大时对应θ增大Δ减小，m减小

2（若小角度入射时）

中央条纹的光程差最小即 2

干涉极次最小即 m m1 2 当环的半径增大时，干涉极次和光程差都在增大。

⑶实验上区别的方法，可以改变h值的方法（用手压h减小，反之h增大）(2分)

ⅰ等倾干涉：2nhcosm，每个圆条纹均有自己的干涉极次m，对于m亮环来说，当h变小时cosθ必然要增大，以保持m不变,因此这第m极环所对应的半张角θ0 就跟着减小，也就是环的半径不断减小，环向中心收缩而且每减少一个环，中心点的亮暗就要变化一次。

ⅱ等厚干涉：2nh2，对于h=0时是中央条纹，干涉极次最小，等厚干涉的每一条纹是对应膜上厚度相同的点，当h减小Δ减小，对应干涉极次m减小，所以对于原来同一位置即同一半径r处当h减小时，干涉极次由m减小到m-1，即牛顿环在h变化时向外扩张。

写出平行平板多光束干涉的光强分布公式，并给出公式中各项的物理意义，并分析透射光强I(t)的最大，最小值分别是多少？(5分)I(t)1解：⑴光强分布：(0)I1Fsin2⑵各项含义：F2（1分)

4R(0)(t)II R –反射率 –入射光光强 –透射光相干后在干涉仪处的光强(1分)，2(1R)δ–相邻两透射光位相差(1分)

(t)⑶Imax Imin(t)1(0)II(0)当sin0 有最大值(1分)1021I(0)当sin1 有最小值(1分)1F2

菲涅耳圆孔衍射（R→∞,r0有限）当r0连续变化时，观察屏上轴上点的光强如何变化？为什么？（R，光源到孔间距；r0观察点到孔间距）(5分)解：开孔半径N2RroN2RroN

∴N(1分)∴当R→∞时，RroRroN21N,当ro连续变化时，N的奇偶性发生变化，而轴上点的复振幅Aa1a2a3a4,由于相邻roAN两带的相位差π而绝对值近于相等∴N为奇数时，(1分)∴光强出现明暗交替的变化。(1分)

a1aNa1aNA光强大(2分)而N为偶数时N光强小，2222在平行光的双缝衍射实验中，缝距d=2a（a是缝宽）。试粗略画出条纹的光强分布。若挡住一缝，条纹有何变化？原来亮条纹处的光强是否会变小？为什么？

解：（1）已知N2，缝距d2a，光强分布为I(p)4I0(sin)2cos22，1kdsin，0kasin，2处，干涉主极大，衍射主极大，∴IImax4I0(1分)衍射主极大内包含2()13 个干涉主极大。条纹的光强分布如下图所示。

da

缝衍射，条纹变宽。(1分)

（3）由于双缝的光强分布为：I(p)4I0((1分)（2）挡住一缝相当于单

sin)2cos22

单缝的光强分布为：I(p)Io(sin)2

双缝亮条纹I(p)4I0(sin)2为单缝的4倍，所以原来亮条纹处的光强会变小。

试比较单缝、双缝、多缝衍射和闪耀光栅的平行光衍射的光强分布，并说明这些光强分布不同的原因。解：单缝衍射的光强分布：I(p)Io(sin)2，1kasin，a--缝宽，θ—衍射角 22

Io--衍射花样中心θ=0处的光强，k双缝衍射的光强分布：I(p)4I0((1分)

Sin)2Cos22，1kaSin，kdSin(1分)d--两缝对应点间距离 2双缝衍射是因为双缝中各单缝的衍射光的双光束干涉。(1分)

sin2sinN2)多缝衍射的光强分布：I(p)Io（N--缝数 sin2多缝衍射是多个单缝衍射光的多光束干涉。(1分)

N2sin2)闪耀光栅的光强分布：I(p)Io((1分)sin22sin2在夫琅和费单缝衍射中，当何条件下可以不考虑缝长方向上的衍射？是何原因？（4分）（试说明为何单缝衍射时只考虑缝宽方向的衍射而不考虑缝长方向的衍射）解：衍射宽度a

a—缝宽，(1分)当λ确定时a增加，减小，衍射效应不显著，(1分)a减小，增加，衍射效应显著。(1分)因为缝长远远大于缝宽，宽度很小，衍射效果不显著，因此不考虑缝长衍射。(1分)为什么在各向异性晶体中光波的相速度与能量传递速度不同？两者在方向和大小上有何关系？

222解：一般晶体中三个主折射率n11，n22，n33，不完全相等，(1分)导致D和E在一般情况下不平行，使得光能流方向(光线方向)ls与光波法线方向lk一般不重合，(1分)即光能不沿波法线方向而是沿光线方向传播，等相面前进的方向（法线方向）既然与光能传播方向（光线方向）不同，(1分)其对应的速度—相速度（Vp）与光线速度（Vr）也就不同，(1分)两者在方向上有一夹角为α（D，E间夹角）大小关系如下：VpVrcos(1分)简述波带片与透镜的区别与联系。

波带片：焦距不是单值的，因此一平行光入射到这种波带片上，在许多位置上都会出现亮点，有一系列虚焦点。成像时在像点周围会形成一些亮暗相间的同心环。(3分)

透镜：焦距是单值的，因此一平行光入射到透镜上只有一个亮点，成像时也只是一个亮点。(2分)利用片堆产生偏振光的方法其原理是什么？(4分)它是由一组平行玻璃片叠在一起构成，自然光以布鲁斯特角入射并通过片堆，因透过片堆的折射光连续以相同条件反射和折射，每通过一次界面，都从折射光中反射掉一部分垂直分量，(3分)最后使通过片堆的折射光接近一个平行于入射面的平面偏振光。(1分)简述利用反射，折射产生偏振光的基本原理是什么？(4分)解：⑴反射：如果光以布鲁斯特角入射到界面上，则反射光无平行分量，只有垂直分量，产生偏振光。（2分）⑵折射：光通过单轴晶体时，在晶体内有一束光分成两束，通常两束光的传播速度不等，传播方向不同，两光束均为100%线偏振光，其光振动方向相互垂直。因此只要能把晶体内的这两个正交模式的光在空间分开，就可利用它制成偏振器。（2分）

平行单色光垂直入射到一光栅上，在满足dsin3时，经光栅相邻两缝沿θ方向衍射的两束光的光程差是多少？经第1缝和第n缝衍射的两束光的光程差又是多少？这时通过任意两缝的光迭加是否都会加强？(5分)解:(1)dsinsinm

当0时 dsinm（1分）而m=3衍射角为时相邻两缝的光程差为dsin3（1分）所以相邻两缝光程差为3.(2)第1和第3条缝光程差2(3)

1,n(n1)dsin(n1)3n-缝数（1分）

(3)只考虑干涉因子时任意两缝间光程差都是波长的整数倍,所以相位差为2的整数倍,应是相干加强,但由于衍射作用的存在,有可能不会加强.（2分）

迈克尔逊干涉仪作为等倾干涉仪使用时，如果h连续变化，干涉条纹如何变化？为什么？ 解：h连续变化，将引来圆条纹的收缩或扩散，加粗或变细。(1分)

2nhcos0m（θ0-第m极环对应的半张角）

h减小 cosθ0增大 θ0减小，将引起圆条纹不断向中心收缩，在圆条纹中心周期性的发生明暗变化。(2分)

h增大 cosθ0减小θ0增大，将引起圆条纹不断向外扩张，在圆条纹中心周期性的发生明暗变化。(2分)

写出斯托克斯矢量的通式，并分别写出在水平方向和垂直方向振动的线偏振光、左旋、右旋圆偏振光、与X正方向成45o振动的线偏振光的斯托克斯矢量，并在邦加球上标出它们的位置。22EEsoxoy0sE2E2ox1oy解：s(1分)s22EEcosoxoys32EoxEoysinE0212归一化1E(2分)

如图 A点 水平方向：EoxEo

Eoy0 令δ=0 则 s00000E0212归一化1E垂直方向：Eox0

EoyEo

令δ=0 则s 0(2分)如图B点

0000

(2分),每点1分

右旋圆偏振光：EoxEoyEo

令22m

(m0,1,2)

2Eo21归一化00（2分）

如图 C点（1分）

s 0022Eo1左旋圆偏振光：EoxEoyEo

令2m

(m0,1,2)

22Eo21归一化00（2分）

如图D点（1分）

s 0022E1oo与x正方向成45o： 4

5EoxEocos45o EoyEosin45

(2分)

oE021归一化00令δ=0 则s (2分)如图E点(2分)E21000平面波正入射，光轴平行于正单轴晶体的晶面时，画出折射率椭球和折射率曲面，标出反射波矢（kr）透射波矢（kt）及o光、e光的传输方向（So ,Se）并分析光线通过晶体后偏振态是否改变。（7分）

(3分)分)(d-n曲面（椭球法）

k-n曲面（斯涅耳作图法）∵n0ne

∴有光程差，偏振状态发生改变。(1分)

平面波正入射，光轴垂直于正单轴晶体的晶面时，画出折射率椭球和折射率曲面，标出反射波矢kr，透射波长kt，o光、e光传输方向（So ,Se）并画图说明光线通过晶体后偏振态是如何改变的。（7分）解：

(3 分)(3分)

因为π平面为一个圆，所以no=ne P平面光线没有分开，k0∥ke∥so∥se且no=ne，所以无光程差，无相位差，因此偏振方向不改变，偏振状态不改变。(1分)

画出迈克尔逊干涉仪的原理图，说明产生干涉的原理及补偿板的作用。

解：①扩展光源S发出光束在A面上反射和透射后分为强度相等的两束相干光⑴和⑵。⑴经M1反射后通过A面，⑵经M2反射后通过A面，两者形成干涉，⑴和⑵干涉可看作M2在A面内虚像M2′和M1构成的虚平板产生的干涉。(2分)

②P2作用是补偿光路，相干光⑴一共经过平板P1三次，附加光程差为3nl，相干光⑵一共经过平板P1一次，附加光程差为nl。由于在空气中行程无法补偿，所以加P2使⑵走过的光程同⑴，P1 与P2材料、厚度完全相同且平行。(2分)

(3分)

画图说明片堆产生偏振光的方法其原理是什么？ 解：

(2分)(2分)

菲涅耳曲线

由菲涅耳曲线可知：当入射角θi=θB时，r∥=0,反射光无平行分量，只有垂直分量。(1分)自然光从θB角入射到片堆上，只有平行分量通过，垂直分量部分被反射掉，(1分)再经过平玻璃平行分量通过，垂直分量部分被反射掉，经过一系列平玻璃后出射光只剩平行分量，由此产生了偏振光。(1分)画出菲涅耳曲线，并由图分析反射光和透射光的位相变化。（光由光疏进入光密媒质）（6分）

解：菲涅耳曲线如下图所示

(3分)

t∥，t⊥ 在入射角θ1为任何角度时均大于0，说明透射光的相位与入射光相位相同，既无相位变化；(1分)r⊥<0说明反射光的垂直分量与入射光的垂直分量相位差π；(1分)θ1<θB时r∥>0说明反射光的平行分量无相位变化，θ1>θB时r∥<0说明反射光的平行分量与入射光的平行分量相位差π。(1分)

在平行光的多缝衍射实验中，当缝数N=5时，试粗略画出在相邻干涉主极大间干涉极小和干涉次极大的示意图，并标出相应的位相值。（6分）解：干涉极小：在相邻m间有N-1个极小值，即当N=5时24(N1)2，„„，(1分)NNN2468，，有4个极小值。(1分)5555干涉次极大：有N-2个值，即当N=5时352N3，„„(1分)NNN357，有3个次极大值。如下图所示。555(3分)

1．如图所示，为了只让e光通过尼科耳（Nicol）棱镜,且使其在棱镜中平行于长边，则棱镜的长边与底面间的夹角应为多大？已知棱镜的ne1.516，no1.658，加拿大树胶的n1.54，并设o光射在加拿大树胶层上的入射角比临界角大145,试求棱镜的长厚比a/b之值。

解：已知棱镜（BDAB，BDCD）由题意

e光//AD//BC

则 

o2e

2()(BD//入射光线的法线)

为o光在BD面上的临界角。

sinn1.5468o15'(2分)no1.658o'已知

145

则

022o(1分)

由折射定律：

sinenesinonosin

则

sinesinonone

将o20o代入则

e22o(2分)

 2e



68o(1分)

CDb

sin aCDba12

cossin

(3分)

abcossinsin2由图中可以看出

coso将68代入得

ab2.88(1分)

2．一束光直径为2mm的He—Ne激光器（λ=623.8nm）自地面射向月球。已知地面和月球相距3.76×105km，问在月球上得到的光斑有多大？如用望远镜做扩束器把该光束扩成直径为5m，应用多大倍数的望远镜？用此扩束镜后再射向月球，问在月球上的光斑是多大？ 解：（1）爱里斑的角宽度 1.22(2分)D光斑大小 2op=2stg2s(1分)

s 是地球到月球的距离

op为光斑半径

23.7610111.220.0006328

(2分)2290公里51032500倍(2分)（2）D由2mm5m

放大倍数为

2（3）光斑大小为2stg2s2s1.22(1分)

D2500倍

D

光斑大小2500倍 即为290/2500=116米。(2分)

3．一观察者站在水池边观看从水面反射来的太阳光，若以太阳光为自然光，则观察者所看到的反射光是自然光，线偏振光还是部分偏振光？它与太阳的位置有什么关系？为什么？

（1）当入射角1B时，反射光为线偏振光，(2分)因此时R//0

tgBRR

1.331B53o即当153o时反射光为线偏振光。(3分)

（2）当10,和190oR//R反射光为自然光。(3分)

（3）其他角度时，反射光为部分偏振光。(2分)

4.欲使线偏振光的激光束通过红宝石棒时，在棒的端面上没有反射损失，则棒端面对棒轴倾角α应取何值？光束入射角φ1等于多少？入射光的振动方向如何？已知红宝石的折射率为n=1.76，光束在棒内沿棒轴方向传播。解：要想没有反射损失，则光沿布鲁斯特角入射(3分)，即tgBn21.76，B60.396(2分)n1并且，入射光的振动方向平行入射面无垂直分量(2分)∴1B60.396,(1分)由于是布鲁斯特角入射，则入射角与折射角互余(1分)。∴160.396(1分)

5.一方解石直角棱镜，光轴平行于直角棱，自然光垂直入射。要使出射光只有一种线偏振光，另一种被完全反射掉，顶角应取在什么范围？出射光振动方向如何？（已知no1.6583，ne1.4864）

解：已知：no1.6583，ne1.4864

全反射临界角为c

sincn2

这里n21.0（空气）（1分）n1

n1为方解石的折射率

当入射角ic时全反射（1分）对于o光：sinco110.6030

co=37.08o（2分）no1.65831110.6727

ce=42.28o（2分）"ne1.4864n对于e光：since当入射角在37.08oi42.28o之间时o光全反射，只有e光一种线偏振光出射。（2分）由图中可知i顶角在37.08o~42.28o之间时，o光全反射e光透射。（1分）又因为e光在主截面内振动所以透射光的振动方向在主截面内。（1分）

6.波长0.63μm的一束激光，穿过一直径D=3.19mm的小圆孔，与孔相距D0=1m处放一白屏，问：⑴屏上正对孔中心的点P0处是亮还是暗？⑵要使P0点光强度变成与⑴相反的情况，则屏应向小孔移动多少距离？ 解：（1）入射光近似认为是平行光，衍射物到屏距离有限，所以认为菲涅耳圆孔衍射。（1分）

r0D01m 0.63m 衍射圆孔半径2NNr0ND 2RRr0当R时2NNr0（1分）

DND02即波带数N=4(偶数)23.19D2N4（1分）334D040.6310102A4a1a2a3a40 所以轴上P0点为暗点.（1分）

(2)N为奇数时, P0点将由暗变亮.（1分）

2Nr0NRRr0当R与N一定时,r0大,N小;r0小,N大（1分）

现在要求屏向小孔方向移动,即r0变小,N变大.取N=5(奇数)（1分）

2NNr0

D2即:54r03.19D2r0807.26mm0.8m（2分）

20200.631032屏向孔移动 1m-0.8m=0.2m（1分）

7.试说明下列各组光波表达式所代表的偏振态。⑴ExE0sin(tkz)，EyE0cos(tkz)⑵ExE0cos(tkz)，EyE0cos(tkz4)

⑶ExE0sin(tkz)，EyE0sin(tkz)解：（1）ExE0sin(tkz)，EyE0cos(tkz)

ExE0cos(tkz∴2)，EoxEoyE0

，∴为右旋圆偏振光（3分）

22（2）ExE0cos(tkz)，EyE0cos(tkz)

4，∴Ey超前Ex

 4，EEE2x2y20，Ey超前Ex 且tgcosEoyEox

1，∴4

tg2tg2costg24，∴4∴ 为右旋椭圆偏振光，长轴在y=x方向上（3分）

（3）ExE0sin(tkz)，EyE0cos(tkz)

EyE0sin(tkz)，，EoxEoyE0

tgEoyEox1，∴4，tg2tg2costg2cos∴4

∴ 为线偏振光，振动方向为y=-x（4分）

8.将迈克耳逊干涉仪调到能看到定域在无穷远的圆干涉条纹，一望远镜焦距为40cm，在焦平面处放有直径为1.6cm的光阑，两反射镜到半镀银镜的距离为30cm和32cm。问对λ=570.0nm 的入射光波，在望远镜中能看到几个干涉条纹？ 解：

用迈克耳逊干涉仪看到的圆干涉条纹为等倾干涉(1分)

等倾干涉

NoN 为第N环的光束入射角

h2oN(1)(2分)

 是纯小数 且1

1可以忽略(1分)oNtgoND20.02f(5分)2oN0.0004

h32302cm570.0nm5.7105cmN20.0004145.7105

即可以看见14条条纹(1分)

10.如果玻璃板是由两部分组成（冕牌玻璃n=1.50和火石玻璃n=1.75），如图，平凸透镜是用冕牌玻璃制成的，而透镜与玻璃板之间的空间充满着二硫化碳（n=1.62）这时牛顿环是何形状？

解：

右边 ：n1=n2小角度入射有半波损失(1分)

右2n3h 22rmhm(1分)

2R当 h=0时对应的是中央条纹

第m个暗条纹的光程差为

2为暗条纹

右边中央条纹为暗条纹(1分)

2rm2m1

m=0，1，2„„(1分)

m2n3hm2n322R22

rmmR

（第m个暗条纹的半径）(1分)n3左边：n1n4

无半波损失(1分)

左2n3h

中央条纹为h=0时

=0时应为亮条纹(1分)

2rmm

m=0，1，2„„(1分)第m个亮条纹光程差为m2n3hm2n32R2rmm

rm 2n32RmR（第m个亮条纹的半径）(1分)n3可见，右边第m个暗环恰是左边第m个亮环(1分)

11.如图用棱镜是光束方向改变，要求光束垂直于棱镜表面射出，入射光是平行于纸面振动的He—Ne激光（波长λ=3628Å）。问，入射角φi等于多少时，透射光为最强？并由此计算此棱镜底角α应磨成多少？？已知棱镜材料的折射率n=1.52。若入射光是垂直纸面振动的He—Ne激光束，则能否满足反射损失小于1%的要求？ 解：要使透射光最强则要求反射光最弱，则光沿布鲁斯特角入射，1B(2分)

tgBn21.52，B156.66(1分)由折射定律n1sin1n2sin2 n1可求出2=33.340(2分)

因为出射光垂直于棱镜表面，所以由几何关系可知，1 ∴56.66(1分)

sin2(12)若入射光垂直于纸面振动，则R15.7%(2分)

sin2(12)无法满足反射损失小于1%的要求。(2分)

12.利用牛顿环的干涉条纹可以测定凹曲面的曲率半径。方法是把已知半径的平凸透镜和凸面放在待测的凹面上，在两镜面间形成空气隙，可以观察环状的干涉条纹。如图，试证明第m个暗环的半径rm和凹半径R2 凸半径R1以及光波波长λ之间的关系为rmm02R1R2。

R2R1

解：如图所示

(2分)22rmrm

h2

h1(1分)

2R22R111

hh1h2r(1分)2R2R212m

又2h1212rm(1分)22R12R22

第m个暗环有2m1

有rm22

11 m2R1R222

rmmR1R2(2分)

R2R12rmm0对于空气隙 n10R1R2(3分)

R2R19.如图所示，一光栅的上部为等间距光栅，栅距为0.02mm。下部某栅距带有误差0.01mm。此光栅受到一个平面波照射，如果只考虑一级衍射，求栅距为d处衍射光线所产生的附加相 差。解：

光栅方程：dsinm(2分)

1dsin1 1——m=1时的衍射角(1分)

0.02sin1d0.02mm(2分)

2(d0.01)sin10.03sin1(1分)2231223(2分)2，(1分)相位差：所以，附加光程差21 22(1分)

第二篇：高中物理光学实验

光学实验

一、测定玻璃砖的折射率

【实验目的】：测定玻璃的折射率。

【实验原理】：用插针法确定光路，找出和入射线相应的折射线；用量角器测出入射角i和折射角r；根据折射定律计算出玻璃的折射率n=

sini。sinr【实验器材】：玻璃砖、白纸三张、木板、大头针四枚、图钉四枚、量角器、三角板（或直尺）、铅笔。

【实验步骤】：

①把白纸用图钉钉在木板上。

②在白纸上画一条直线aa'作为界面，画一条线段AO作为入射光线，并过O点画出界面aa'的法线NN'，如图所示。

③把长方形的玻璃砖放在白纸上，使它的一个长边跟aa'对齐，并画出玻璃砖的另一个长边bb'。

④在AO线段上竖直地插上两枚大头针P1和P2。

⑤在玻璃砖的bb'一侧竖直地插上大头针P3，用眼睛观察调整视线，要使P3能同时挡住P1和P2的像。

⑥同样地在玻璃砖的bb'一侧再竖直地插上大头针P4，使P4能挡住P3本身和P1与P2的像。

⑦记下P3和P4的位置，移去玻璃砖和大头针，过P3和P4引直线O'B与bb'交于O'点，连接O与O'，OO'就是玻璃砖内的折射光线的方向，入射角i=∠AON，折射角r=∠O'ON'。

⑧用量角器量出入射角i和折射角r的度数。

⑨从三角函数表中查出入射角和折射角的正弦值，记入自己设计的表格里。⑩用上面的方法分别求出入射角是30°，45°，60°时的折射角，查出入射角和折射角的正弦值，把这些数据记在表格里。

【数据处理】 算出不同入射角时

【注意事项】：

1．玻璃砖应选用厚度、宽度较大的．2．大头针要插得竖直，且间隔要大些．3．入射角不宜过大或过小，一般在15°～75°之间．4．玻璃砖的折射面要画准，不能用玻璃砖界面代替直尺画界线．5．实验过程中，玻璃砖和白纸的相对位置不能改变．

【误差及分析】：

①入射光线、出射光线确定的准确性，要求入射侧、出射侧所插两枚大头针间距宜大点。

②测量入射角与折射角时的相对误差，故入射角不宜过小。入射角也不宜过大，过大则反射光较强，出射光较弱。

例1．在用插针法测定玻璃砖的折射率的实验中，甲、乙、丙三位同学在纸上画sinisini的值，求出几次实验中所测的平均值 sinrsinr出的界面

aa′、bb′与玻璃砖位置的关系分别如图实－1－8①、②和③所示，其中甲、丙两 同学用的是矩形玻璃砖，乙同学用的是梯形玻璃砖．他们的其他操作均正确，且均

以aa′、bb′为界面画光路图．

图实－1－8(1)甲同学测得的折射率与真实值相比________(填“偏大”“偏小”或“不变”)．(2)乙同学测得的折射率与真实值相比________(填“偏大”“偏小”或“不变”)．(3)丙同学测得的折射率与真实值相比________．

解析：用图①测定折射率时，玻璃中折射光线偏折大了，所以折射角增大，折射率

减小；用图②测折射率时，只要操作正确，与玻璃砖形状无关；用图③测折射率时，无法确定折射光线偏折的大小，所以测得的折射率可大、可小、可不变． 答案：(1)偏小(2)不变(3)可能偏大、可能偏小、可能不变

例2．在用插针法测定玻璃的折射率的实验中，某同学操作步骤如下： ①用图钉将记录光路的白纸固定在平板上； ②手拿玻璃砖的毛面或棱，将其轻放在白纸上； ③用铅笔环绕玻璃砖画出边界aa′和bb′；

④在aa′上选择一点O，作为不同入射角的入射光线的共同入射点，画出入射角θ1 分别为0°、30°、45°的入射光线；

⑤用“插针法”分别得到各条入射光线的出射光线，观察时着重看大头针针帽是否 在一条直线上，取下玻璃砖、大头针，连接各针孔，发现所画折射光线中有两条相

交，量出各个折射角θ2；

sinθ1⑥按公式分别计算，取三个值的算术平均值．

sinθ2(1)以上步骤中有错误或不妥之处的是________；(2)应改正为_____________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________.解析：(1)有错误或不妥之处的是③④⑤.(2)③中应先画出一条直线，把玻璃砖的一边与其重合，再使直尺与玻璃砖的界面对

齐，移开玻璃砖后再画边界线；④中入射角要取0°以外的三组数据；⑤中大头针要

竖直插牢，观察时看针脚是否在同一条直线上．

答案：见解析

例3.一块玻璃砖有两个相互平行的表面，其中一个表面是镀银 的(光线不能通过此表面)．现要测定此玻璃的折射率．给 定的器材还有：白纸、铅笔、大头针4枚(P1、P2、P3、P4)、带有刻度的直角三角板、量角器．

实验时，先将玻璃砖放到白纸上，使上述两个相互平行的

表面与纸面垂直．在纸上画出直线aa′和bb′，aa′表示镀银的玻璃表面，bb′表 示另一表面，如图实－1－9所示．然后，在白纸上竖直插上两枚大头针P1、P2(位置

如图)．用P1、P2的连线表示入射光线．

(1)为了测量折射率，应如何正确使用大头针P3、P4?

________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________.(试在图实－1－9中标出P3、P4的位置)(2)然后移去玻璃砖与大头针．试在图实－1－9中通过作图的方法标出光线从空气到

玻璃中的入射角θ1与折射角θ2.简要写出作图步骤．

________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________.(3)写出用θ

1、θ2表示的折射率公式为n＝________.解析：(1)在bb′一侧观察P1、P2(经bb′折射、aa′反射，再经bb′折射后)的像，在适当的位置插上P3，使得P3与P1、P2的像在一条直线上，即让P3挡住P1、P2的

像；再插上P4，让它挡住P2及P1的像和P3.P3、P4的位置如图所示．(2)①过P1、P2作直线与bb′交于O；

②过P3、P4作直线与bb′交于O′； ③利用刻度尺找到OO′的中点M；

④过O点作bb′的垂线CD，过M点作bb′的垂线与aa′相交于N，如图所示，连接ON；

⑤∠P1OD＝θ1，∠CON＝θ2.sinθ1(3)由折射率的定义可得n＝.sinθ2sinθ1答案：(1)(2)见解析(3)

sinθ

2二、用双缝干涉测光的波长

(一)目的

了解光波产生稳定的干涉现象的条件；观察双缝干涉图样；测定单色光的波长。(二)原理

Ld据双缝干涉条纹间距x得，波长x。已知双缝间距d，再测出

dL双缝到屏的距离L和条纹间距Δx，就可以求得光波的波长。(三)器材

实验装置采用双缝干涉仪，它由各部分光学元件在光具座上组成，如图实18-1所示，各部分元件包括光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、光屏。光源 滤光片 单缝 双缝 遮光筒 屏

图实18-1

(四)步骤

1.将光源和遮光筒安装在光具座上,调整光源的位置,使光源发出的光能平行地进入遮光筒并照亮光屏.2.放置单缝和双缝,使缝相互平行,调整各部件的间距,观察白光的双缝干涉图样.3.在光源和单缝间放置滤光片,使单一颜色的光通过后观察单色光的双缝干涉图样.4.用米尺测出双缝到光屏的距离L,用测量头测出相邻的两条亮(或暗)条纹间的距离Δx.d5.利用表达式x,求单色光的波长.L6.换用不同颜色的滤光片,观察干涉图样的异同,并求出相应的波长.(五)注意事项

1.放置单缝和双缝时,必须使缝平行,并且双缝和单缝间的距离约为5~10cm.2.要保证光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒和光屏的中心在同一条轴线上。3.测量头的中心刻线要对应着亮(或暗)条纹的中心.4.为减小实验误差,先测出n条亮(或暗)条纹中心间的距离a,则相邻两条亮(或暗)条纹间的距离x

a.n1

第三篇：物理光学总结

物理光学总结

在学习完物理光学这门课程以后，对光的认识加深了不少。这门课程以光的电磁场理论为基础，研究光在介质中的传播规律，从本质上解释了光的折射、衍射、偏振等光的物理现象。

课程的一开始便是麦克斯韦的电磁场理论的介绍，揭示了电场、磁场的性质及电、磁场之间的联系。电场的高斯定律说明电场可以是有源场，电力线必须从正电荷出发终止于负电荷；磁通连续定律说明磁场是无源场，通过闭合面的磁通量等于零，磁力线是闭合的；法拉第电磁感应定律说明变化磁场产生感应电场，其电力线是闭合的；安培全电流定律说明传导电流和位移电流都对磁场的产生有贡献。在这一理论的基础上引出光的波动学理论。学习完这部分内容以后，我对光的波动特性有了初步的模型，大致了解了其描述方式，表达方式等。

有了光的波动理论以后，便开始探究光的干涉现象。光的干涉条件和物质波的干涉条件相同，即频率相同、振动方向相同、相位差恒定。只是由于光波的波长较小，要用一些特殊的方法获取相干波。其中比较常用的有杨氏双缝干涉、平板双光束干涉、菲涅尔干涉等一些列获取光的干涉方法。基于光的干涉灵敏而且现象明显的特点。在一些微小以及精确测量仪器方面得到了广泛的应用。法布里-珀罗干涉仪便是其中之一，让肉眼绝对无法看清的光波以特殊的方式让我们看清其中的差别。这样的仪器还有许许多多，其原理并不复杂，却能解决现实中很多的问题。

光的衍射现象也是很重要要的一部分内容。我感觉研究这一现象时，也是近似的把物质波和光波等同。以特定的方式获取光的衍射现象。像夫琅禾费衍射等。衍射同样也有很多的应用。在望远镜。照相机。显微镜等光学仪器的设计当中，精密程度正是取决于光的衍射理论。

傅里叶光学这一部分内容，是在一段空间里将光进行解剖。让光信息一份一份的出来让我们研究。有了这一理论基础之后，我们便能对像进行处理，让光按照我们的意愿成像。也可以基于这一理论，对成像系统进行优化处理，让所得的像更加清晰，更加符合我们的要求。

光的偏振现象这一部分内容为我们详细介绍了偏振的产生过程，还有多种获取偏振光的方法，也列举了许多的偏振器件，让我们对光的偏振从理论到现象有了一个清晰地认识。

总的来说，这门课程让我明白了光的波动性质，让了解了其波动现象的原理，以及一些很常见的获取这些现象的方法，也了解到很多基于光的这些性质而制造的光学元件。仔细回顾这门课程讲到的知识，我发现其中的每一部分都有很大的应用空间，让我觉得这门课程的知识离我们生活很近。

在这门课程的学习过程当中，有一部分内容例如光的干涉和衍射现象，因为以前接触比较多的缘故，学习起来比较容易，能够很快的理解其产生的原理。傅里叶光学和光的偏振部分理解的就不是很到位，没能够熟悉掌握。但是整体上，每一章节的内容其中最基本的产生机理我都明白弄懂了。在对光的这些现象的理解上，我想我还是比较到位了。在这门课程的收获还是非常多的，我认为这是一门非常有用的课程，它与我们的生活紧紧地相连，也能在生产当中给我们带来巨大的益处。

当然也要感谢教我们这门课程的陈老师，我觉得陈老师教给我们最好的东西不是这门课程，而是陈老师对这门课程介绍。每当讲到这门课程的某一部分内容时，老师都会为我们介绍其在生活生产当中的应用。让我们了解很多关于这方面的相关产品，使我们学习这门课程很受鼓舞。也引导我们了解了这门课程的重要性，让我们明白了光的这些现象的许多奇思妙用。把课程和实际紧紧结合起来，让我们学习理论知识的时候不觉得空泛，有一种脚踏实地的感觉。能够学习理论知识的同时而又清楚的看到骑在实际生活中的广泛应用，让我觉得这门课程的教学真的与众不同。

我相信在以后的生活当中，我们还会遇到许多有关光学的问题，这门课程所学的知识在今后也会不断地得到扩展。我相信我们能通过这些知识解决更多的生活生产当中的问题。

物理光学

总结

光电工程学院 2009级测控三班

吴海刚

第四篇：高中物理光学复习要点

高中物理光学复习要点

一、重要概念和规律

(一)、几何光学基本概念和规律

1、基本规律

光源：发光的物体.分两大类：点光源和扩展光源.点光源是一种理想模型，扩展光源可看成无数点光源的集合.光线

——表示光传播方向的几何线.光束通过一定面积的一束光线.它是通过一定截面光线的集合.光速——光传播的速度。光在真空中速度最大。恒为C=3×108

m/s。丹麦天文学家罗默第一次利用天体间的大距离测出了光速。法国人裴索第一次在地面上用旋转齿轮法测出了光这。

实像

——光源发出的光线经光学器件后，由实际光线形成的.虚像——光源发出的光线经光学器件后，由发实际光线的延长线形成的。

本影——光直线传播时，物体后完全照射不到光的暗区.半影

——光直线传播时，物体后有部分光可以照射到的半明半暗区域.2.基本规律

(1)光的直线传播规律：先在同一种均匀介质中沿直线传播。小孔成像、影的形成、日食、月食等都是光沿直线传播的例证。

(2)光的独立传播规律：光在传播时虽屡屡相交，但互不扰乱，保持各自的规律继续传播。

(3)光的反射定律：

反射线、入射线、法线共面;反射线与入射线分布于法线两侧;反射角等于入射角。

(4)光的折射定律：

折射线、入射线、法线共面，折射线和入射线分居法线两侧;对确定的两种介质，入射角(i)的正弦和折射角(r)的正弦之比是一个常数.介质的折射率

n=sini/sinr=c/v。全反射条件①光从光密介质射向光疏介质;②入射角大于临界角A，sinA=1/n。

(5)光路可逆原理：

光线逆着反射线或折射线方向入射，将沿着原来的入射线方向反射或折射.3.常用光学器件及其光学特性

(1)平面镜：

点光源发出的同心发散光束，经平面镜反射后，得到的也是同心发散光束.能在镜后形成等大的、正立的虚出，像与物对镜面对称。

(2)球面镜：

凹面镜：有会聚光的作用，凸面镜：

有发散光的作用.(3)棱镜：

光密介质的棱镜放在光疏介质的环境中，入射到棱镜侧面的光经棱镜后向底面偏折。隔着棱镜看到物体的像向顶角偏移。

棱镜的色散作用：

复色光通过三棱镜被分解成单色光的现象。

(4)透镜：

在光疏介质的环境中放置有光密介质的透镜时，凸透镜：

对光线有会聚作用，凹透镜：

对光线有发散作用.透镜成像作图：

利用三条特殊光线。成像规律1/u+1/v=1/f。线放大率m=像长/物长=|v|/u。说明①成像公式的符号法则——凸透镜焦距f取正，凹透镜焦距f取负;实像像距v取正，虚像像距v取负。②线放大率与焦距和物距有关.(5)平行透明板：

光线经平行透明板时发生平行移动(侧移).侧移的大小与入射角、透明板厚度、折射率有关。

4.简单光学仪器的成像原理和眼睛

(1)放大镜：

是凸透镜成像在。u

(2)照相机：

是凸透镜成像在u>2f时的应用.得到的是倒立缩小施实像。

(3)幻灯机：

是凸透镜成像在f

(4)显微镜：

由短焦距的凸透镜作物镜，长焦距的透镜作目镜所组成。物体位于物镜焦点外很_近焦点处，经物镜成实像于目镜焦点内很_近焦点处。再经物镜在同侧形成一放大虚像(通常位于明视距离处)。

（5)望远镜：

由长焦距的凸透镜作物镜，短焦距的透镜作目镜所组成。极远处至物镜的光可看成平行光，经物镜成中间像(倒立、缩小、实像)于物镜焦点外很_近焦点处，恰位于目镜焦点内，再经目镜成虚像于极远处(或明视距离处)。

(6)眼睛：

等效于一变焦距照相机，正常人明视距约25厘米。明视距离小子25厘米的近视眼患者需配戴凹透镜做镜片的眼镜;明视距离大于25厘米的远视25者需配戴凸透镜做镜片的眼镜。

(二)物理光学——人类对光本性的认识发展过程

(1)微粒说(牛顿)基本观点：

认为光像一群弹性小球的微粒。

实验基础

光的直线传播、光的反射现象。

困难问题

无法解释两种媒质界面同时发生的反射、折射现象以及光的独立传播规律等。

(2)波动说(惠更斯)基本观点：

认为光是某种振动激起的波(机械波)。

实验基础：

光的干涉和衍射现象。

①光的干涉现象——杨氏双缝干涉实验

条件：

两束光频率相同、相差恒定。

装置

(略)。

现象：

出现中央明条，两边等距分布的明暗相间条纹。

解释：

屏上某处到双孔(双缝)的路程差是波长的整数倍(半个波长的偶数倍)时，两波同相叠加，振动加强，产生明条;两波反相叠加，振动相消，产生暗条。

应用：

检查平面、测量厚度、增强光学镜头透射光强度(增透膜).②光的衍射现象——单缝衍射(或圆孔衍射)

条件：

缝宽(或孔径)可与波长相比拟。

装置

：(略)。

现象：

出现中央最亮最宽的明条，两边不等距发表的明暗条纹(或明暗乡间的圆环)。

困难问题：

难以解释光的直进、寻找不到传播介质。

(3)电磁说(麦克斯韦)：

基本观点：

认为光是一种电磁波。

实验基础：

赫兹实验(证明电磁波具有跟光同样的性质和波速)。

各种电磁波的产生机理：

无线电波

自由电子的运动;

红外线、可见光、紫外线

原子外层电子受激发;

x射线

原子内层电子受激发;

γ射线

原子核受激发。

可见光的光谱：

发射光谱——连续光谱、明线光谱

;

吸收光谱(特征光谱)。

困难问题：

无法解释光电效应现象。

(4)光子说(爱因斯坦)：

基本观点：

认为光由一份一份不连续的光子组成每份光子的能量E=hν。

实验基础：

光电效应现象。

装置：

(略)。

现象：

①入射光照到光电子发射几乎是瞬时的;②入射光频率必须大于光阴极金属的极限频率ν。;

③当ν>v0时，光电流强度与入射光强度成正比;④光电子的最大初动能与入射光强无关，只随着人射光灯中的增大而增大。

解释

①光子能量可以被电子全部吸收.不需能量积累过程;②表面电子克服金属原子核引力逸出至少需做功(逸出功)hν。;③入射光强。单位时间内入射光子多，产生光电子多;④入射光子能量只与其频率有关，入射至金属表，除用于逸出功外。其余转化为光电子初动能。

困难问题:

无法解释光的波动性。

(5)光的波粒二象性:

基本观点:

认为光是一种具有电磁本性的物质，既有波动性。又有粒子性。大量光子的运动规律显示波动性，个别光子的行为显示粒子性。

实验基础

:微弱光线的干涉，X射线衍射.二、重要研究方法

1.作图:几何光学离不开光路图

。利用作图法可以直观地反映光线的传播，方便地确定像的位置、大小、倒正、虚实以及成像区域或观察范围等.把它与公式法结合起来，可以互相补充、互相验证。

2.光路追踪法:

用作图法研究光的传播和成像问题时，抓住物点上发出的某条光线为研究对象。不断追踪下去的方法.尤其适合于研究组合光具成多重保的情况。

3.光路可逆法:

在几何光学中，一所有的光路都是可逆的，利用光路可逆原理在作图和计算上往在都会带来方便

原子物理包括两大部分内容;原子结构和原子核结构。前者研究原子核外电子的分布及跃迁规律，后者研究核的组成及其变化规律。

一、重要概念和规律

.原子核式结构学说(1909年。卢瑟福)

实验基础：

α粒子散射实验——用放射源发出的α粒子穿过金箔，发现绝大多数α粒子按原方向前进，少数α粒子发生较大的偏转。极少数产生大角度偏转，个别被弹回.基本内容：

在原子中心有一个带正电的核(半径约10-15

～10-14

m)，集中了几乎全部原子质量、带负电的电子在核外绕核旋转(原子半径约10-10

m)。

困难问题:

按经典理论，电子绕核旋转将辐射电磁波，能量会逐渐减小，电子运行的轨道半径不断变小，大量原子发出的光谱应该是连续光谱。

2.玻尔理论(1913年。玻尔)

实验基础

氢光谱规律的研究。

基本内容(三点假设)

(1)原子只能处于一系列不连续的、稳定的能量状态(定态)，其总能量En(包括动能和电势能)与基态总能量量的关系为En=E1

/n1

(n=1、2、3……)(2)原子在两个定态之间跃迁时，将辐射(或吸收)一定频率时光子;光子的能量为hν

=

E初

-E终

。(3)电子绕核运行的可能轨道是不连续的。各可能轨道的半径rn=n2

r1

基态轨道半径r1。(n=1、2、3……)。

困难问题

无法解释复杂原子的光谱.3.放射现象(1896年.贝克勒尔)

三种射线

(1)α射线

氦原子核流。v≈c/10。贯穿本领很小。电离作用很强。

(2)β射线

高速电子流。v≈c。贯穿本领强，电离作用弱。

(3)γ射线

波长很短的电磁波。v=c。贯穿本领很强，电离作用很弱。

衰变规律

遵循电量、质量(和能量)守恒。

α衰变、β衰变、γ衰变(γ衰变是伴随着α衰变或β衰变同时发生的)。

半衰期:

放射性元素的原子读有半数发生衰变所需要的时间。由核内部本身因素决定.跟原子所处的物理状态或化学状态无关.4.原子核的组成实验基础

(1)质子发现(1919年，卢瑟福)

(2)中子发现(1932年，查德威克)

基本内容

原子核由质子和中子(统称核子)组成.原子核的质量数等于质子数与中子数之和.原子核的电荷数等于质子数。各核子间依_强大的核力来集在核内。

5.放射性同位素

质子数相同、中子数不同，具有放射性的原子。

实验基础：用α粒子盖击铝核首先实现用人工方法得到放出性同位素磷(1934年，约里奥·居里夫妇)。

基本应用

(1)利用射线的贯穿本领、电离作用或对生物组织的物理、化学效应。

(2)做为示踪原子。

6.核能

质量亏损:

组成原子核的核子的质量与原子核的质量之差.质能方程:E=mc2

核反应能:△E=△mc2

二、重要研究方法

1.实践、理论、实践

从实践(实验)出发，提出理论，再经过实践的检验或进行新的实践一进一步发展理论。例如，通过对气体放电现象、阴极射线的研究.汤姆生发现电子(1897年)，提出原子结构的汤姆生模型。由于卢瑟福的粒子的散射实验，进一步发展成卢瑟福模型。通过对氢原子明线光谱的研究，又提出了玻尔理论等。在原子物理中，非常鲜明地贯穿着辩证唯物主义认识论的这一基本思想方法。复习中也应以此为线索，把握全章的知识结构。

2.守恒规律的应用

质量守恒、电荷守恒、能量守恒、动量守恒等自然界中的基本规律在原子物理中都得到全面的体现.复习中应紧紧把握这些守恒规律

光的传播

1.光在什么情况下是沿直线传播的，小孔成像是怎么回事，什么是本影和半影，如何确定本影、半影的区域?如何确定影子的运动状态?在何时、何地可以观察到日全食、日偏食、日环食、月全食、月偏食?你知道几种典型的测量光速的方法吗?你能体会出为什么这一章又被称为几何光学吗?

2.什么是光的反射定律，镜面反射和漫反射的主要区别是什么?平面镜的成像特点是什么?如何确定平面镜成像的观察范围?我要想看到完整的脸，至少需要多大的矩形平面镜?那我要想看到完整的三中办公楼呢?如何确定物像的运动速度(速度垂直镜面和不垂直镜面两种情况)?

3.什么是折射定律?与折射率相关的几个表达式分别是什么?如何计算光射入介质后的波长、波速和频率?什么是视深?

4.什么是光疏介质、光密介质，全反射的条件是什么?在求解全反射问题时，一般采用什么解题方法?什么是光导纤维?在已知入射角的情况下如何计算光导纤维的折射率，如果入射角未知呢?

5.什么是光的色散，产生的原因是什么?各种色光的频率、折射率、速度有什么规律?你能定性画出不同色光在界面上发生反射、折射时的情景吗?反之根据这些情景你有能判断出各色光的折射率、频率、能量、临界角的大小吗?

6.你了解几种典型的玻璃砖对光路的控制特点吗?在三角形玻璃砖中，你知道几个典型角的关系吗?单色光、复色光、单色光点、复色光点通过三棱镜会呈现什么景象呢?如果光疏棱镜放在光密介质中，上述现象还成立吗?在圆形玻璃砖中，你知道如何确定法线，如何确定是否发生全反射，如何计算各次的偏折角吗?在矩形玻璃砖中，你会求侧移距离吗?你能利用一个杯子测量液体的折射率吗?

光的本性

1.十七世纪人们关于光的本性的认识有哪些观点?分别能解释什么，无法解释什么?

2.什么是双缝干涉、薄膜干涉，它们的相干光源是如何得到的，使用单色光和复色光时其干涉图样怎样?如何判断某个点是加强点还是减弱点。在双缝干涉实验中，相邻两条亮条纹之间的间距与什么有关?遮住其中一个缝，或用不同滤光片分别遮住两个缝还会有干涉条纹吗?还会有条纹吗?在薄膜干涉中，应在何处观察现象，薄膜的形状对条纹的形状及间距有何影响?你知道什么是增透膜吗?它的厚度如何确定?如何使用薄膜干涉检查物体表面的平整程度?在实际生活中如何区分干涉、衍射、色散、半影等问题?

3.什么是衍射，发生明显衍射的条件是什么?双缝干涉条纹与单缝衍射条纹的区别是什么?圆孔衍射与圆屏衍射呢?在衍射现象越来越明显的过程中看到的现象是什么?光的直线传播与光的衍射矛盾吗?为什么我们常说光是沿直线传播的?

4.光是一种什么波，这种观点是谁提出的，提出的依据有哪些，又是谁验证的?电磁波谱的排列顺序是什么，它们的产生机理怎样，能否结合电磁波和原子物理的知识加深理解。红外线、紫外线、X射线、γ射线是怎样产生的，有什么样的特性及应用?伦琴射线管的构造是什么?

5.什么是偏振?偏振光和自然光有何区别?如何得到偏振光?偏振光在现实生活中有何应用?什么是激光?它的三个特性及相关应用是什么?

6.什么是光电效应，它是使用什么样的装置发现的，又是使用什么样的装置研究的。什么是饱和电流、截止电压，有什么作用?光电效应的四条规律是什么?你会在做题中使用吗?经典波动理论为什么解释不了，爱因斯坦的光子理论又是如何解释的。你会利用光电效应方程解释以及求解极限频率、最大初动能吗?你会连接简单的光电管自动控制电路吗?光强与哪些因素有关?相同强度的紫光、红光照射同一金属发生光电效应时有何区别?你理解最大初动能和频率之间的函数图象吗?

7.在光子计算中，你能计算出点光源模型中，相距光源一定距离放置的面上得到的光子数吗?在线光源模型中，你会计算单位长度上的光子数吗?

8.什么是光的波粒二象性，如何理解?只有电磁波才具有波粒二象性吗?什么是物质波，谁提出的?物质波的波长如何计算?

原子物理

1.谁发现了电子，有什么样的重要意义?接下来他提出的原子结构模型是什么样的?

2.α粒子散射实验是谁、为了什么目的、使用什么样的装置做的?期望得到什么结果?实际的现象是什么?由此得出什么样的结论，该实验有何重大意义?

3.什么是光谱，光谱如何分类，分别是由谁产生的，哪些光谱可以用作光谱分析，用什么仪器观察光谱，它的大致构造怎样?

4.原子的核式结构遇到了哪两个困难?是谁提出了什么理论解决了这两个难题?他否定了经典理论还是否定了核式结构学说?理论的内容是什么?

5.你能根据题目条件确定核外电子的动能、势能、总能量、周期、半径等的大小及变化吗?什么是eV，它与焦耳如何转换?在解题中一定要将它转化成焦耳吗?你会计算在原子跃迁中吸收或释放光子的个数及频率吗?能否在此基础上真正理解明线光谱与吸收光谱?你知道什么是电离，如何计算电离能吗?在电离中，原子能吸收超过电离能的光子吗?

6.玻尔理论的成功与局限分别是什么?经典物理学的研究范围又是什么?

7.谁发现的天然放射现象，有什么重大意义?三种射线的本质及特点怎样，如何在电场、磁场中分开?什么是衰变，它们的通式及实质是什么?你能否根据衰变的次数判断中子数和质子数的变化(或反过来判断)?在同一个原子核的衰变中，能否同时释放α、β射线，那γ射线呢?在衰变与磁场、动量守恒、核能综合的题目中你会求解粒子的周期、运动半径、动能吗?你能根据轨迹判断是何种衰变以及原放射性原子核的核电荷数吗

8.什么是半衰期，理解它时应注意哪两个问题?半衰期的公式是什么?你会求解关于半衰期的两个典型问题吗?什么是放射性同位素?在实际中有什么应用?

9.谁发现的质子，核反应方程是什么?谁预言了中子的存在，又是谁发现的，核反应方程是什么?什么是核子，它们靠什么力结合在一起，这个力有什么特点，你能把它与轻核聚变的条件结合起来考虑吗?

10.核反应方程的配平遵循什么规律?典型的核反应方程有几类，你能区分它们吗?核反应方程能写等号吗?

11.什么是质能方程，谁提出的，如何理解，是不是说质量与能量可以相互转化?什么是质量亏损?使用质能方程在计算核能时关于单位应注意什么?核反应前和反应后粒子的动能在解题时应如何处理?

12.什么是平均质量，它对于确定一个核反应是吸收能量还是放出能量具有什么意义?典型的重核裂变的核反应方程有什么特征，轻核的聚变呢?什么是链式反应，产生的条件是什么?核反应堆的主要组成是什么?为什么轻核的聚变反应又称为热核反应，它与裂变相比有什么优点?

第五篇：高中物理光学知识点梳理

高中物理光学知识点梳理

一、光的反射和折射（几何光学）

1.反射定律α＝i ｛α：反射角，i：入射角｝

2.绝对折射率(光从真空中到介质)ncsini｛光的色散，可见光中红光折射率小，vsinrn:折射率，c:真空中的光速，v:介质中的光速，i:入射角，r:折射角｝

3.全反射：

1）光从介质中进入真空或空气中时发生全反射的临界角C：sinC1 n

2)全反射的条件：光密介质射入光疏介质；入射角等于或大于临界角

注:

(1)平面镜反射成像规律：成等大正立的虚像，像与物沿平面镜对称；

(2)三棱镜折射成像规律：成虚像，出射光线向底边偏折，像的位置向顶角偏移；

(3)光导纤维是光的全反射的实际应用，放大镜是凸透镜，近视眼镜是凹透镜；

(4)熟记各种光学仪器的成像规律，利用反射(折射)规律、光路的可逆等作出光路图是解题关键；

(5)白光通过三棱镜发色散规律：紫光靠近底边出射见。

二、光的本性（光既有粒子性,又有波动性,称为光的波粒二象性）

1.两种学说:微粒说(牛顿)、波动说(惠更斯)

2．双缝干涉:中间为亮条纹；亮条纹位置: ＝nλ；暗条纹位置: ＝(2n+1)＝0,1,2,3……）；条纹间距：x（n2l｛:路程差(光程差)；λ:光的波长；:光的半波d2长；d两条狭缝间的距离；l：挡板与屏间的距离｝

3.光的颜色由光的频率决定,光的频率由光源决定,与介质无关,光的传播速度与介质有关，光的颜色按频率从低到高的排列顺序是：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫(助记：紫光的频率大，波长小)

4.薄膜干涉:增透膜的厚度是绿光在薄膜中波长的1，即增透膜厚度d 4

45.光的衍射：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，光的衍射现象不明显可认为沿直线传播，反之，就不能认为光沿直线传

播

6.光的偏振：光的偏振现象说明光是横波

7.光的电磁说：光的本质是一种电磁波。电磁波谱(按波长从大到小排列):无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、γ射线。红外线、紫外、线伦琴射线的发现和特性、产生机理、实际应用。

8.光子说,一个光子的能量E＝hν ｛h:普朗克常量＝6.63×10J.s，ν:光的频率｝

9.爱因斯坦光电效应方程：W:金属的逸出功｝

注:

(1)要会区分光的干涉和衍射产生原理、条件、图样及应用,如双缝干涉、薄膜干涉、单缝衍射、圆孔衍射、圆屏衍射等；

(2)其它相关内容:光的本性学说发展史、泊松亮斑、发射光谱、吸收光谱、光谱分析、原子特征谱线、光电效应的规律光子说、光电管及其应用、光的波粒二象性、激光。

物质波。

121mvhvW ｛mv2:光电子初动能，hv:光子能量，22