光 原子物理 知识点

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1、几何光学专题1、折射率(绝对折射率n)光从真空射入某种介质发生折射时，入射角θ1的正弦与折射角θ2的正弦之比，叫做这种介质的折射率，即。折射率与光速、波长的关系，式中c、λ0是光在真空中的光速和波长，υ、λ是光在介质中的光速和波长。如图所示，介质Ⅰ和介质Ⅱ的折射率分别为n1、n2，光速分别为υ1、υ2，波长分别为λ1、λ2，入射角为θ1，折射角为θ2，这些物理量的关系为:，，，。2、各种色光性质比较可见光中，红光的折射率最小，频率最小，在同种介质中（除真空外）传播速度最大，波长最大，从同种介质射向真空时发生全反射的临界角C最大，以相同入射角在

2、介质间发生折射时的偏折角最小（注意区分偏折角和折射角）。以上各种色光的性质比较在定性分析时非常重要，一定要牢记。3、全反射(1)全反射现象光从光密介质射入光疏介质时，当入射角超过某一角度C(临界角)时，折射光消失，只剩下反射光的现象叫全反射。(2)临界角C折射角等900时的入射角叫做临界角。当光从某种介质射向真空(或空气)时，临界角C满足:；当光从一种介质n1射向另一种介质n2时n1＞n2，(3)全反射的条件①光从光密介质射入光疏介质;②入射角大于临界角。15物理光学专题一．光的干涉和衍射1．双缝干涉干涉是波独有的特征。如果光是一种波，就应该

3、能观察到光的干涉现象。1801年，托马斯杨利用双缝，终于成功地观察到了光的干涉现象。（1）两列光波在空间相遇时发生叠加，在某些区域总加强，在另外一些区域总减弱，从而出现亮暗相间的条纹的现象叫光的干涉现象。（2）产生干涉的条件两个振动情况总是相同的波源叫相干波源，只有相干波源发出的光互相叠加，才能产生干涉现象，在屏上出现稳定的亮暗相间的条纹。形成相干波源的方法有两种：⑴利用激光（因为激光发出的是单色性极好的光）。⑵设法将同一束光分为两束（这样两束光都来源于同一个光源，因此频率必然相等）。下面4个图分别是利用双缝、利用楔形薄膜、利用空气膜、利用平

4、面镜形成相干光源的示意图。S1S2bdcaSS/（3）双缝干涉实验规律①双缝干涉实验中，光屏上某点到相干光源、的路程之差为光程差，记为。若光程差是波长的整倍数，即（n=0，1，2，3…）P点将出现亮条纹；若光程差是半波长的奇数倍（n=0，1，2，3…），P点将出现暗条纹。②屏上和双缝、距离相等的点，若用单色光实验该点是亮条纹（中央条纹），若用白光实验该点是白色的亮条纹。③若用单色光实验，在屏上得到明暗相间的条纹；若用白光实验，中央是白色条纹，两侧是彩色条纹。④屏上明暗条纹之间的距离总是相等的，其距离大小与双缝之间距离d、双缝到屏的距离及光的波

5、长λ有关，即。在和d不变的情况下，和波长λ成正比，应用该式可测光波的波长λ。⑤用同一实验装置做干涉实验，红光干涉条纹的间距最大，紫光干涉条纹间距15最小，故可知大于小于。2．薄膜干涉（1）薄膜干涉的成因：由薄膜的前、后表面反射的两列光波叠加而成，劈形薄膜干涉可产生平行相间的条纹。（2）薄膜干涉的应用①增透膜：透镜和棱镜表面的增透膜的厚度是入射光在薄膜中波长的1/4。②检查平整程度：待检平面和标准平面之间的楔形空气薄膜，用单色光进行照射，入射光从空气膜的上、下表面反射出两列光波，形成干涉条纹，待检平面若是平的，空气膜厚度相同的各点就位于一条直线

6、上，干涉条纹是平行的；反之，干涉条纹有弯曲现象。3．光的衍射（1）光的衍射现象光在遇到障碍物时，偏离直线传播方向而照射到阴影区域的现象叫做光的衍射。衍射也是波的特性。如果光是一种波，就应该能观察到光的衍射现象。但由于可见光的波长在数量级，而一般物体的大小比这个尺度大得多，因此很难看到明显的光的衍射现象。（2）光发生明显衍射现象的条件当孔或障碍物的尺寸比光波波长小，或者跟波长差不多时，光才能发生明显的衍射现象缝和孔的衍射现象的规律是相同的：在发生明显衍射的条件下，当窄缝变窄（或孔变小）时，亮斑的范围变大，条纹间距离变大，而亮度变暗。注意关于衍射

7、的表述一定要准确。（区分能否发生衍射和能否发生明显衍射）①各种不同形状的障碍物都能使光发生衍射。②发生明显衍射的条件是：障碍物（或孔）的尺寸可以跟波长相比，甚至比波长还小。③在发生明显衍射的条件下，当窄缝变窄时，亮斑的范围变大，条纹间距离变大，而亮度变暗。（3）衍射图样①单缝衍射：中央为亮条纹，向两侧有明暗相间的条纹，但间距和亮度不同。白光衍射时，中央仍为白光，最靠近中央的是紫光，最远离中央的是红光。②圆孔衍射：明暗相间的不等距圆环。③泊松亮斑：光照射到一个半径很小的圆板后，在圆板的阴影中心出现的亮斑，这是光能发生衍射的有力证据之一。双缝干涉

8、和单缝衍射的联系与区别⑴双缝干涉和单缝衍射的图样都是明暗相间的条纹。但双缝干涉的条纹间距是等宽的，亮度也是均匀的；而单缝衍射的条纹是中央宽，两边窄，亮度分布也是中央