几何光学物理光学知识点
入射光
45° 1
15°
O
2
二.全反射问题
当入射角增大到某一角度,使折射角达到90°时,折射光 完全消失,只剩下反射光,这种现象.
全反射临界角:
(1)光从光密介质射向光疏介质,当折射 的入射角叫临界角;
(2)光从折射率为n的介质射向真空时
临界角的计算公式: sin C 1 n
产生全反射的条件:
角变为90°时
(2)影
定义:在物体的后面光线照不到的区域.
影 的
本影 光线完全照不到的区域. 在此区域看不到光源.
分 类
只有部分光源能照到的区域, 半影 在此区域Байду номын сангаас能看到光源的一部分
(应用)日食、月食.
注意:①不可能出现月环食;这是由日、
地、月三者间的距离所决定的;
②月亮全部在地球半影区时不会形成月食。
例1:当地球运行到太阳与月亮之间时就会 发生月食,图给出了地球挡住太阳的影区.当月 球部分进入_____影区时发生月偏食. 当月球 全部进入_____影区时, 就会发生月全食.
(1)光必须从光密介质射向光疏介质;
(2)入射角必须等于或大于临界角.
1997年高考 光线在玻璃和空气的分界面上
发生全反射的条件是(
)
(A)光从玻璃射到分界面上,入射角足够小
(B)光从玻璃射到分界面上,入射角足够大
(C)光从空气射到分界面上,入射角足够小
(D)光从空气射到分界面上,入射角足够大
91年高考.一束光从空气射向折射率n= 2 的某种玻
(1)光线通过三棱镜两次向底面偏折,通过三棱镜 所成的像向顶角偏移, 偏折角度θ跟棱镜材料的折射率有关,折射率越大, 偏折角度越大.偏折角度θ还跟入射角的大小有关系.
(2)白光通过三棱镜后产生色散现象,
(3)全反射棱镜是横截面成等腰直角三角形的三棱镜。
四. 光的色散 一束白光经过棱镜后会发生色散,在光屏上形成一条
例3.如图所示,在高为3.2m处有一点光源S,
在紧靠着光源S处有一小球A以初速υ0作平抛 运动。若在落地点预先放置一竖直屏幕,不
计空气阻力,小球A在屏幕上的影子P作什么
运动?
v0 x C S
P
A
y
B D
X
二. 光的反射定律 反射光线跟入射光线和法线在同一平面
内,反射光线和入射光线分居于法线两侧, 反射角等于入射角。
B.传播方向相对于入射光方向向右偏转φ角
C.红光在蓝光的左边 D.红光在蓝光的右边
左b
右
aθP
φ 下一页
04年浙江21 发出白光的细线光源ab,长度为l0,竖 直放置,上端a恰好在水面以下,如图。现考虑线
光源ab发出的靠近水面法线(图中的虚线)的细光束
经水面折射后所成的像,由于水对光有色散作用,
若以l1表示红光成的像的长度,l2表示紫光成的像的
C.在空气中,A光的波长比B光的波长短
D.B光光子的能量比A光光子的能量小
A
O B
O′ P
03年江苏高考10
如图,a和b 都是厚度均匀的平玻
璃板,它们之间的夹角为φ,一细光束以入射角θ从P
点射入,θ > φ,已知此光束由红光和蓝光组成,则
当光束透过b板后, ( )
A.传播方向相对于入射光方向向左偏转φ角
细的单色光束从空气射向柱体的O点(半圆的圆心),产生
反射光束1和透射光束2,已知玻璃折射率为 3 ,入射角
为45°(相应的折射角为24°),现保持入射光不变,将 半圆柱绕通过O点垂直于图面的轴线顺时针转过15°,如图 中虚线所示,则( )
A.光束1转过15° B.光束1转过30° C.光束2转过的角度小于15° D.光束2转过的角度大于15°
彩色的光带,这条彩色的光带叫做光谱.光谱中红光在最 上端,紫光在最下端,中间是橙、黄、绿、蓝、靛等色光 .这表明各种色光通过棱镜后的偏折角度不同.红光的偏折 角度最小,紫光的偏折角度最大.
不同色光通过棱镜后的偏折角度不同,表明棱镜材
料对不同色光的折射率不同.红光的偏折角度小,表明棱 镜材料对红光的折射率小;紫光的偏折角度大,表明棱镜 材料对紫光的折射率大.
弦跟折射角的正弦之比 sin i n
sin
(2)折射率等于光在真空中的速度c 跟光在这种介质中的
速度v之比,n= c/v.
98年高考.如图所示,一储油圆桶,底面直径与桶高均为
d.当桶内无油时,从某点A恰能看到桶底边缘上的某点
B.当桶内油的深度等于桶高一半时,在A点沿AB方向看
去,看到桶底上的C点,C、B相距d/4。由此可得油的折射
率n=
;光在油中传播的速度
v=
.(结果可用根式表示)
A
i O r
BC
4. 光线通过平行玻璃砖后的出射光线和入射光 线平行且有侧向位移。侧向位移的大小跟平行 玻璃砖的厚度及入射角、折射率有关。
i
r
d
1
2
1996年上海高考.
如右图所示,有一个长方形容器,
高为30厘米,宽为40厘米,在容器的底部平放着一把长40厘米
O
A
B
两平面镜互成直角,入射光线AB经过两次反射后,反射光线为
CD,今以平面镜的交线为轴,将镜转动10°,两平面镜仍保持直角,
在入射光线保持不变的情况下,经过两次反射后,反射光线为C′D
′,则C′D ′与CD ( )
C
A.不相交,同向平行 B.不相交,反向平行
D B
C.相交成20 °角 D.相交成40 °角
注意:
a. 在光的反射现象中,光路是可逆的, b.不论镜面反射还是漫反射都遵循反射定律
三.平面镜对光线的控制作用
只改变光束的传播方向,不改变光束的散聚性质. 一个平面镜对光线的控制作用.
(1)平面镜对光线有反射作用,反射光与入射 光遵循反射定律.
(2)一束平行光的情况:入射光方向不变,平面镜 转动α角,反射光转动2α角.
如图示:红光和紫光沿同一方向射向玻璃半球的 球心,经折射后从球面射出,若红光在玻璃中传 播时间为t红,紫光在玻璃中传播时间为t紫,则a 是 光, t红 t紫(填>、<或 =)
ba
1999年高考 一束单色光,在真空中波长为
6.00×10-7 m,射入折射率为1.50的玻璃中.它
在此玻璃中的波长是
m,频
相邻两条干涉条纹的间距 x l
d
即条纹间距与波长成正比
2、薄膜干涉:由薄膜前后表面反射的的两列光 波叠加而成。例如肥皂泡及水面上的油膜呈现 的彩色花纹。
劈形薄膜干涉可产生平行相间条纹。 增透膜的厚度应该是光在薄膜中波长的1/4。
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薄 膜 干 涉
二、光的衍射
光的衍射现象是光离开直线路径而绕到障 碍物后面的现象。
A C′
D′
B′
A′
例6:在图中,BC为一障物,BC正上方有一平面镜M ,画出观察者眼睛在A点通过平面镜M能看到BC右边地面 上哪部分的像。
A′
D′ E′ M
B
A·
CD
E
04年全国理综17
17.图中M是竖直放置的平面镜,镜离地面的距离可调节。甲、 乙二人站在镜前,乙离镜的距离为甲离镜的距离的2倍,如图 所示。二人略错开,以便甲能看到乙的像。以l 表示镜的长度, h 表示乙的身高,为使甲能看到镜中乙的全身像,l 的最小值 为( )
太阳
地球
A
A B
Ⅲ
例2:当月球运行到太阳和地球之间适当位置时,就
会出现日食(如下图).在A、B处的人们看到的是 日__偏__食,A处看到的是______图形象,B处看到的 是_Ⅰ___图形象;在C处的人们看到的是__环__食,看到 的是_Ⅱ___图形象.若这时在高空经过D处,看到的则 是日_全__食,看到的是Ⅳ___图形象.
长度,则 (
)
A.l1<l2<l0
B.l1>l2>l0
a
水
C.l2>l1>l0
D.l2<l1<l0
b
光的本性部分
波动性
粒子性
光的干涉 光的衍射 双缝干涉 薄膜干涉
光的电磁说
光电效应 光子说
光的波粒二象性
第一部分 光的波动性
光的波动说
惠更斯
一、光的干涉
两列相干光波相叠加,某些区域的光被加 强,某些区域的光被减弱,且加强区与减弱 区互相间隔的现象叫光的干涉现象.
产生干涉现象的条件之一:
是两列光必须是频率相同的相干光源.
双缝干涉
1、双缝干涉:
由同一光源发出的光经过两个细缝后形 成两列光波叠加时会产生干涉。
当这两列光波到达某点的路程差等于光的波长的整 数倍时,该处的光相加强,出现亮条纹;
当这两列光波到达某点的路程差等于光的半波长的 奇数倍时,该处的光相减弱,出现暗条纹;
璃的表面,如图所示. i 代表入射角,则(
)
(A)当i >45°时会发生全反射现象
(B)无论入射角i 是多大,折射角r 都不会超过45°
(C)欲使折射角r=30°,应以i =45°的角度入射
(D)当入射角i arctg 2 时,反射光线跟折射
光线恰好互相垂直 N
i 空气
O 玻璃 n= 2
三.通过棱镜的光线
(3)一束发散光的情况:经平面镜反射后,仍是 发散光,且发散程度不变.
平面镜的成像特点 平面镜成等大、正立的虚像,像与物关于 镜面对称.
平面镜成像的作图法:
1、如图所示,a、b、c 三条光线能交于一点S,形成
会聚光束.今在S点前任置一块与3条光线所在平面
垂直的平面镜,将3条线截住,那么(
)
(A)3 条 光 线 的 反 射 光 可 能 交 于 一 点 、 也 可 能 不 交