光学专题复习
［基本知识点回顾］
一. 知识框架
（一）对光传播规律的研究——几何光学
（二）光的本性——物理光学
光的干涉薄膜干涉双缝干涉光的光的光的光的衍射电磁说波动说波、粒光二象性的光谱及本电磁波波谱其分析性光的光的光电效应微粒说光量子说
（一）几何光学重点知识总结
（1）光的直线传播规律条件：同种、均匀介质
（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。
sini?n）光的折射定律，特例：光从真空（空气）射入介质时，则（3?sin特
例：
真空
i
介质γ
（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，保持页7共页1第
各自的方向继续传播。
（5）光路可逆原理：当光线逆着原来的反射线或折射线方向入射时，将逆着原来的入射线方向反射或折射。
（6）几点注意：
①光射到两种介质界面上，一般情况下都是既有反射，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）
②折射率反映了介质的折光本领，取决于光在真空和介质中的传播速度，即
sinicc??1，?n?v??c?vnsin所以，测定了介质的折射率，即可算出光在介质中的速度。
③全反射的条件
1）光从介质射向真空（空气）；
11?)(c?sinc）入射角等于或大于临界角 2n 3）条件应用：光线从光密介质射至光疏介质的界面时，首先要检查一下临界角，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控制作用对比表：
几点说明：
①用平面镜控制反射光线去向的相关题型：
1）给出入射光线方向与反射光线去向，要求找镜位；
??2 2）镜旋转反射光线改变页7共页2第
②光线通过平行透明板的侧移距的相关因素：
cosi)1?zsini(d?表达式：22isinn?说明d与玻璃板厚度z，玻璃材料折射率n和入射角i 有关系。
③不同色光光路与成像差异的对比：
3. 光学器件（平面镜、透镜）的成像
①平面镜成像作图与成像计算。
题型：1）平面镜尺寸的设计
2）平面镜尺寸对像长的限制
3）有一定厚度平面镜成像设计
4）平面镜视场
②透镜的成像作图法。
——例图（用焦平面和到光轴法）
（二）光的本性——物理光学重点知识
1. 对光本性的认识：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）
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（2）光的衍射：
①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
项目特征成因用途
电磁波波谱对比表
-9-7-12-11-7-4-4以10～61010～×～1010在真空～4×1010～-8 4
-7 -7
1010下×104中波长7×10围范（米）LC产生机振荡原子外层电子受激发而产生原子内原子核受到理电路中激层电子发受自由电激发子运动而产生穿能引起视显有显著的透本穿特征透能热作用力最强觉著、衍射较化学和荧作领应显著用、生理光效作用和荧均很强光效应
3. 光的粒子性的重点知识
（1）光电效应现象
（2）光电效应实验规律（四条）
二. 重点知识规律回顾
重要规律对比表
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说明：透镜成像规律计算不要求。
“光子”理论成功解释光电效应。
（3）
光的波粒二象性。
4.
光波光子流不是一群遵从经典力学规律的粒子；光波也不是通常所理解的连续的波动。
强度代表那里出现的光子数。
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【典型例题】
例1. 如图所示，激光液面控制仪的原理是：固定的一束激光AO以入射角i照射到液面上，
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，电讯号输入控制B's?，的距离到系统用以控制液面高度，如果发现光点B在屏上向右移动了由上可知液面_______（填“升高”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
h??s/2tani s??OM?BB'得：，液面下降的高度1?h??s/2tani答案：降低了△sB′B
i△s1MOh1i2O2
例2. 如图所示，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面的折射情况由于未知透明介质的折射率的不确定性分为三种情况：（1）透明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）透明介质折射率等于玻璃折射率，入射光线不偏折，是第5条光线；（3）透明介质折射率小于玻璃折射率，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AB<BC，如图所示，则（）
A. 此透镜一定是凸透镜
B. 此透镜可能是凹透镜
C. 这两次成像都是虚像
D. 透镜一定在A点的左侧
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C B A
A?BB?C，因为AB<BC时，像点由，说明物体移动速度小于像移动解析：物点由速度，像移动速度大，应为放大的像，所以此透镜肯定是凸透镜，若是实像，物放在像的位置时，由光路可逆性知，成的像应在原来物的位置，即物像位置互换，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. 激光器是一个特殊的光源，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?11t?s101010.?10.W?，波长为为793.4 nm，所发射的每个光脉冲持续的时间，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？
?t，l和c分别表示光脉冲的持续时间，长度和光在真空中的传播速度，分析与解：以
I?c?tE?P?t由题意可知，P和E表示红宝石激光器发射功率和光脉冲能量，则有：①以c?????，因此得到每个红宝石激和表示红宝石激光的波长和频率，有：②以?hcP?Et??h??n，代入得②③，由③两式：数据，量的光光子能得：??hch1710.?n.mm，?3530l?
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