高中物理光学六类经典题型

第一篇：高中物理光学六类经典题型

光学六类经典题型

光学包括几何光学和光的本性两部分。几何光学历来是高考的重点，但近几年考试要求有所调整，对该部分的考查，以定性和半定量为主，更注重对物理规律的理解和对物理现象、物理情景分析能力的考查。有两点应引起重视：一是对实际生活中常见的光

反射和折射现象的认识，二是作光路图问题。光的本性是高考的必考内容，一般难度不大，以识记、理解为主，常见的题型是选择题。“考课本”、“不回避陈题”是本部分高考试题的特点。

根据多年对高考命题规律的研究，笔者总结了6类经典题型，以供读者参考。光的直线传播

例1(2004年广西卷)如图l所示，一路灯距地面的高度为h，身高为l的人以速度v匀速行走．

(1)试证明人头顶的影子做匀速运动；

(2)求人影长度随时间的变化率。

解析(1)设t＝0时刻，人位于路灯的正下方O处，在时刻t，人走到S处，根据题意有

OS＝vt

①

过路灯P和人头顶的直线与地面的交点M 为t时刻人头顶影子的位置，如图l所示，OM 为头顶影子到0点的距离．由几何关系，有

解式①、②得匀速运动。

。因OM 与时间t成正比，故人头顶的影子做(2)由图l可知，在时刻t，人影的长度为SM，由几何关系，有

SM=OM－OS

③

由式①～③得

因此影长SM与时间t成正比，影长随时间的变化率。

点评 有关物影运动问题的分析方法：(1)根据光的直线传播规律和题设条件分别画出物和影在零时刻和任一时刻的情景图—光路图；(2)从运动物体(光源或障碍物)的运动状态入手，根据运动规律，写出物体的运动方程，即位移的表达式；(3)根据几何关系(如相似三角形)求出影子的位移表达式；(4)通过分析影子的位移表达式，确定影子的运动性质，求出影子运动的速度等物理量。2 光的反射与平面镜成像作图

例2 如图2所示，MN为厚度不计的平面镜，放在水平地面上，距离平面镜M端4m处有一根标杆OP，标杆的零刻度O恰在地面，距平面镜N端2m处直立着一个人SD，人眼离地面的高度SD=1.8 m，平面镜的长度MN= lm，标杆足够长。

(1)人眼看到平面镜中的标杆，但不能看到标杆的全部，画出能被人眼看到像的标杆部分的光路图，写出作图步骤。

(2)人眼看到平面镜中标杆的最小刻度和最大刻度是多少?

解析(1)光路图如图3所示，作图步骤：把S看做发光点，利用对称法找出S成的像

S′，画出S发出的光入射到平面镜上的边界光线SM、SN，画出其对应的反射光线MB和NA，则发光点S可以通过平行镜反射照亮PO标杆的AB部分。根据光路的可逆性，从AB发出的光通过平面镜能进人人眼S中。

(2)根据光路图3中的几何关系可知

所以,人从平面镜看到标杆最小刻度是2.4 m，最大刻度是4.5 m。

点评 眼睛在确定的位置能看到物体或像的哪一部分问题的处理，常常应用光路的可逆性，即把眼睛看作“发光体”，眼睛所“发出的光”通过平面镜能“照亮”的区域，也就是眼睛能看到的区域。光的折射与折射率

例3 水底同一深度并列着红、黄、绿、紫4个彩色球，从水面正上方垂直俯视，感觉上它们在同一深度吗?

解析 设S为水池底部的点光源，在由S发出的光线中选取一条垂直于水面MN 的光线，由O点射出；另一条与S0成极小角度从S射到水面的A点，由A点折射到空气中，因入射角极小，故折射角也极小(由发光点发出的能进入眼睛的发散光束极小)，那么进入眼中的2条折射光线的反向延长线交于S′点，该点即为我们所看到的水池底部点光源S的像点，S 点到水面的距离h′即为视深度，由图4可见视深度小于实际深度。，视深度为实际深度的1／n。

水对红、黄、绿、紫4种色光的折射率不同，n红h黄′>h 绿′>h 紫′，可见人的感觉是紫色球最浅，红色球最深。

点评 当θ角很小时，tanθ≈sinθ≈θ(θ以弧度为单位)，是数学上的近似关系式，在光学部分经常应用这个关系式处理问题，能否应用该关系式是解答该题的关键。

例4(2001年高考理综卷)如图5所示，两块同样的玻璃直角三棱镜ABC，两者的AC面是平行放置的，在它们之间是均匀的未知透明介质。一单色细光束0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.解析 光线由左边三棱镜AB面射人棱镜，不改变方向；接着将穿过两三棱镜间的未知透明介质进入右边的三棱镜。透明介质的两表面是平行的，所以它的光学特性相当于一块两面平行的玻璃砖，使光线发生平行侧移．透明介质两边的介质不是真空，而是折射率未知的玻璃，因此是否发生侧移以及侧移的方向无法确定，但至少可以确定光线仍然与棱镜的AB面垂直。这样光线由右边三棱镜AB面射出棱镜时，不改变方向，应为4、5、6中的任意一条。故选项B正确。

点评 若未知介质的折射率n与玻璃折射率n玻相等，不侧移；若n>n时，向上侧移；若n

玻4 全反射与临界角

例5(2005年全国高考理综试题)图6—l为直角棱镜的横截面，bac=90°，abc=60°。一平行细光束从()点沿垂直于bc面的方向射人棱镜。已知棱镜材料的折射率线（）。,若不考虑原入射光在bc面上的反射光，则有光A 从ab面射出； B 从ac面射出；

C 从bc面射出，且与bc面斜交；

D 从bc面射出，且与bc面垂直

解析 由sinC＝1/n，得光从棱镜射向空气发生全反射的临界角C＝45°。作出光路图(图6—2)。在ab面上，入射角为6O°，60°>45°所以，在该面上会发生全反射，故不会有光线从ab面上射出，所以选项A错误。在ac面上，入射光线为ab面上的反射光线，由几何知识可知，其入射角为3O°，3O°<45°，在该面上不发生全反射，所以，有光线从ac面上射出，所以选项B是正确的。在ac面上的反射光线会射到bc面上，由几何知识可知，光线是垂直入射到bc面上的，所以，垂直射出。所以，选项D是正确的。

点评 在解决光的折射、全反射问题时，应根据题意分析光路，利用几何知识分析线、角关系，比较入射角和临界角的大小关系，看是否满足全反射条件。有时还要灵活运用光路的可逆性来进行分析。

例6 有一折射率为n的长方体玻璃砖ABCD，其周围是空气，如图7—l所示。当入射光线从它的AB面以入射角α射人时，试求：

(1)要使光线在BC面发生全反射，证明入射角应满足的条件是(BC面足够长)。(2)如果对于任意入射角的光线都能产生全反射，则玻璃砖的折射率应取何值?

解析(1)要使光线在BC面发生全反射，如图7—2，首先应满足

式中β为光线射到BC面的入射角，由折射定律有

将式①、②联立得

(2)如果对任意入射角的光线都能产生全反射，即生全反射，则只有当

才能满足上述条件，故。

都能产点评 这是一道涉及玻璃砖全反射的光学题，折射定律和全反射条件的应用是解答这类问题的关键。由于不能正确应用任意入射角的光线都能产生全反射的条件，导致无从下手解题。不等式知识的欠缺，也是不能圆满解答本题的原因。薄膜干涉 例7(2003年上海卷)劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图8—1所示，将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜。当光垂直入射后，从上往下看到的干涉条纹如图8—2所示。干涉条纹有如下特点：任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度差恒定。现若在图8—l装置中抽去一张纸片，则当光垂直入射到新的劈形空气薄膜后，从上往下观察到的干涉条纹（）。

A 变疏； B 变密； C 不变； D 消失

解析 该题主要考查获取和处理信息的能力。当抽去一张纸片后，两玻璃表面之问的夹角减小，由数学知识可知，要保持两相邻条纹所对应的薄膜厚度差恒定，则两相邻条纹间距一定增大，即观察到的干涉条纹变疏，选项A正确。

点评 该题来源于课本中薄膜干涉的内容，但实际上是一道信息材料阅读题，关键是可以直接从题中获取的信息：任意相邻明条纹(或暗条纹)所在位置下面对应的薄膜厚度差恒定，从而推断结果。光电效应与光子说 例8(2003年上海卷)在图9所示的光电管的实验中，发现用一定频率的a单色光照射光电管时，电流表指针会发生偏转，而用另一频率的b单色光照射时，不发生光电效应，那么（）。

A a光的频率大于b光的频率；

B b光的频率大于a光的频率；

C 用a光照射光电管时流过电流表G的电流方向是e流向f；

D 用a光照射光电管时流过电流表G的电流方向是f流向e

解析 当入射光的频率大于金属的极限频率时才能发生电效应，由此可知a单色光的频率大于金属的极限频率，而b单色光的频率小于金属的极限频率，故选项A正确。光电效应产生的光电子在光电管内由右向左定向移动，所以电流的方向由e经G流向f，故选项C正确。

例9(2003年江苏卷)用某种单色光照射某种金属表面，发生光电效应。现将该单色光的光强减弱，则（）。

A 光电子的最大初动能不变；

B 光电子的最大初动能减少； C 单位时间内产生的光电子数减少；

D 可能不发生光电效应

解析 由于光电子的最大初动能只与光的频率有关，可知A正确，B和D错误。光的强弱包含两方面的内容：光子的能量大小和光子的数目，减小光强并没有改变光的频率，故光子的能量不变而光子数目减少，所以光电子的数目也随之减少，选项C正确。

例10(2004年天津卷)人眼对绿光最为敏感。正常人的眼睛接收到波长为530nm的绿光时，只要每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉。普朗克常量为6.63×10-34J·s，光速为3.O×108m/s，则人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率是（）。

解析 依题意人眼能觉察到绿光时所接收到的最小功率是至少每秒有6个绿光的光子射入瞳孔。先计算一个绿光光子的能量E=hν=hc／λ＝3.8×lO －19J，可算出6个绿光光子的能量为2.3×10-18J，故选项A正确。

例11(2004年全国卷)下表给出了一些金属材料的逸出功

现用波长为400nm的单色光照射上述材料，能产生光电效应的材料最多有（）。(普朗克常量h＝6.63×10-34J·s，光c＝3.O×108m/s)A 2种； B 3种； C 4种； D 5种 解析 题中所给单色光的光子能量E=h／λ=5×lO－19J，金属的逸出功小于该值才能发生光电效应，故选项A正确。

例12(2003年全国卷)如图1O，当电键S断开时，用光子能量为2.5 eV的一束光照射阴极P，发现电流表读数不为零。合上电键，调节滑线变阻器，发现当电压表读数小于0．60 V时，电流表读数仍不为零；当电压表读数大于或等于0.60 V时，电流表读数为零。由此可知阴极材料的逸出功为（）。

A 1．9 eV ；

B 0．6 eV；

C 2．5 eV ；

D 3．1 eV 解析 设光子能量为2．5eV照射时，光电子的最大初动能为mv2／2，阴极材料的逸出

功为W，根据爱因斯坦光电效应方程mv2／2＝hν-W。图1O中光电管加的是反向电压，据题意，当反向电压达到0．6 V以后，具有最大初动能的光电子也不能到达阳极，因此有eU=mv2／2，由以上两式代人，可得W=1.9 eV。所以选项A正确。

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：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?

第四篇：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

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cvsinisinr｛光的色散，可见光中红光折射率小，n: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1n

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ld2（n

｛:路程差(光程差)；λ:光的波长；2:光的半波长；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14，即增透膜厚度d4

5.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