高中物理光學公式，高中光c和λ的公式

高中
2023-05-14

目錄
光學常用公式
高中物理光電效應筆記
高中物理光學部分
高二物理光學公式
光壓公式高中

光學常用公式

什么光學告扒公式啊. 這是明友告雙縫干涉圖像吧?X是間隙入是波長 L是兩激明板間距 D是縫間隙的長度吧

自己回憶的.

高中物理光電效應筆記

高中物理知識點總結光_高中物理光學知識點經典總結

光的反射幾何光學光的折射全反射光的色散光的干涉光波動光學光的衍射光的偏振學光的本性電磁波入射角等于反射角光路是可逆的光的頻率（顏色）由光源決定，與介質無關n ? sini ? C ? sin 90o ? ?空 sin ? v介 sinC ?介光從一種介質進入另一種由水面上看水下光源時，視深 d'? d / n介質，頻率不變由水面下看水上物體時，視高 d' ? nd1條件：1.光密到光疏；sin c = （C 為臨界角） n2.入射角等于或大于臨界角①光導纖維①② ②全反射棱鏡光密三棱鏡：光線向底面偏折光疏三棱鏡：光線向頂角偏折雙縫干涉?x ? l ? d亮條紋δ =kλ 暗條紋δ = ? (2n ? 1)2薄膜干涉光的色散顏色 n f λV C 臨 E 光子紅小小大大大小紫大大小小小大肥皂膜、空氣膜、油膜、牛頓環、光學器件增透膜、冷光燈單縫衍射X 射線結構示意圖，E 為燈絲電源。在渣姿 K、A小孔衍射兩電極間加上幾萬伏的直流高壓,使射小球衍射線管發出 X 射線光是一種橫波無線電波紅外線可見光紫外線X 射線? 射線振蕩電路中自由原子外層電子受到激發原子內層電子受激原子核受激發產生電子周期性運動產生發產生的麥克斯韋提出光在本質上是一種電磁波赫茲用實驗證明了光的電磁說的正確性 V＝λ f光的波粒二象性物質波概率波光譜粒子性E = hv波動性光電效應EK ? hv －W種類康普頓效應石墨中的電子對 x 射線的散射現象原子躍遷時輻射或吸收的光子能量hv = Em - En干涉、衍射、多普勒效應、偏振都是波的特有現象紅外線紫外線 X 射線產生主要性質一切物體熱效應高溫物體化學效應陰極射線射到固體表面強穿透性應用舉例遙感、遙控、加熱熒光、殺菌透視、金屬探傷德布羅意波任何運動物體都有與之對應的波長λ物質波：λ =h/p電子衍射現象光子在空間位置出現的概率以及運動的微觀粒子在某點附近出現的概率由波動規律確定光波和物質波是概率波連續光譜：熾熱固液高壓氣體發光發射光譜[明線光譜]：稀薄氣體或金屬蒸氣吸收光譜：光通過物質被吸收一部分形成的

高中物理知識點總結光_高中物理光學知識點總結

一、知識結構光的微粒說（牛頓）光的波動性（惠更斯）光的電磁說認（麥克斯韋）光的本性識深化過程光子說（愛因斯坦）第十一單元光的性質能解釋：光的直線傳播、光的反射等。

困難：光的獨立傳播、光躲到兩種媒質的界面上既有反射，又有折射。雙縫干涉光的干涉薄膜干涉光的衍射電磁場理論光的電磁說光電效應及其規律光子說電磁波譜無線電波、紅外線、可見光、紫外線、倫琴射線、r 射線，由低頻到高頻，構成了范圍非常廣闊的電磁波譜。光在空間傳播不是連續的，而是一份一份的，每一份叫做一個光子。光子的能量 E=hv。h=6.63×焦·秒，稱普朗克常量。波粒二象性目前的結論二、學習要求光既有波動性，又有粒子性，故認為光具有波粒二象性(一切微觀粒子都有波粒二象性)。大量光子、長波長：容易表現出波動性。少量光子、短波長：容易表現出粒子性。1、知道有關光的本性的認識發展過程：知道牛頓代表的微粒、惠更斯的波動說一直到光的波粒二象性這一人類認識光的本性的歷程，懂得人類對客觀世界的認識是不斷發展不斷深化的。2、知道光的干涉：知道光的干涉現象及其產生的條件；知道雙縫干涉的裝置、干涉原理及干涉條紋的寬度特征，會用肥扒梁嫌皂膜觀察薄膜干涉現象。知道光的衍射：知道光的衍射現象及觀察明顯衍射現象的條件，知道單縫衍射的條紋與雙縫干涉條紋之間的特征區別。3、知道電磁場，電磁波：知道變化的電場會產生磁場，變化的磁場會產生電場，變化的磁場與變化的磁場交替產生形成電磁場；知道電磁波是變化的電場和磁場——即電磁場在空間的傳播；知道電磁波對人類文明進步的作用，知道電磁波有時會對人類生存環境造成不利影響；從電磁波的廣泛應用認識科學理論轉化為技術應用是一個創新過程，增強理論聯系實際的自覺性。知道光的電磁說：知道光的電磁說及其建立過程，知道光是一種電磁波。4、知道電磁波波譜及其應用：知道電磁波波譜，知道無線電波、紅外線、春手紫外線、X 射線及?射線的特征及其主要應用。5、知道光電效應和光子說：知道光電效應現象及其基本規律，知道光子說，知道光子的能量與光學知識點其頻率成正比；知道光電效應在技術中的一些應用6、知道光的波粒二象性：知道一切微觀粒子都具有波粒二象性，知道大量光子容易表現出粒子性，而少量光子容易表現為粒子性。1光的直線傳播．光的反射二、光的直線傳播1．光在同一種均勻透明的介質中沿直線傳播，各種頻率的光在真空中傳播速度：C＝3×108m/s；各種頻率的光在介質中的傳播速度均小于在真空中的傳播速度，即 v

3.玻璃磚所謂玻璃磚一般指橫截面為矩形的棱柱。當光線從上表面入射，從下表面射出時，其特點是： ⑴射出光線和入射光線平行； ⑵各種色光在第一次入射后就發生色散； ⑶射出光線的側移和折射率、入射角、玻璃磚的厚度有關； ⑷可利用玻璃磚測定玻璃的折射率。

4.光導纖維全反射的一個重要應用就是用于光導纖維（簡稱光纖）。光纖有內、外兩層材料，其中內層是光密介質，外層是光疏介質。光在光纖中傳播時，每次射到內、外兩層材料的界面，都要求入射角大于臨界角，從而發生全反射。這樣使從一個端面入射的光，經過多次全反射能夠沒有損失地全部從另一個端面射出。

五、各光學元件對光路的控制特征 (1)光束經平面鏡反射后，其會聚（或發散）的程度將不發生改變。這正是反射定律中“反射角等于入射角”及平面鏡的反射面是“平面”所共同決定的。

(2)光束射向三棱鏡，經前、后表面兩次折射后，其傳播光路變化的特征是：向著底邊偏折，若光束由復色光組成，由于不同色光偏折的程度不同，將發生所謂的色散現象。

(3)光束射向前、后表面平行的透明玻璃磚，經前、后表面兩次折射后，其傳播光路變化的特征是；傳播方向不變，只產生一個側移。

(4)光束射向透鏡，經前、后表面兩次折射后，其傳播光路變化的特征是：凸透鏡使光束會聚，凹透鏡使光束發散。

六、各光學鏡的成像特征物點發出的發散光束照射到鏡面上并經反射或折射后，如會聚于一點，則該點即為物點經鏡面所成的實像點；如發散，則其反向延長后的會聚點即為物點經鏡面所成的虛像點。因此，判斷某光學鏡是否能成實（虛）像，關鍵看發散光束經該光學鏡的反射或折射后是否能變為會聚光束（可能仍為發散光束）。

（1）平面鏡的反射不能改變物點發出的發散光束的發散程度，所以只能在異側成等等大的、正立的虛像。

（2）凹透鏡的折射只能使物點發出的發散光束的發散程度提高，所以只能在同側成縮小的、正立的虛像。

（3）凸透鏡折射既能使物點發出的發散光束仍然發散,又能使物點發出發散光束變為聚光束,所以它既能成虛像, 又能成實像。

七、幾何光學中的光路問題幾何光學是借用“幾何”知識來研究光的傳播問題的，而光的傳播路線又是由光的基本傳播規律來確定。所以，對于幾何光學問題，只要能夠畫出光路圖，剩下的就只是“幾何問題”了。而幾何光學中的光路通常有如下兩類：（1）“成像光路”——一般來說畫光路應依據光的傳播規律，但對成像光路來說，特別是對薄透鏡的成像光路來說，則是依據三條特殊光線來完成的。這三條特殊光線通常是指：平行于主軸的光線經透鏡后必過焦點；過焦點的光線經透鏡后必平行于主軸；過光心的光線經透鏡后傳播方向不變。

（2）“視場光路”——即用光路來確定觀察范圍。這類光路一般要求畫出所謂的“邊緣光線”，而一般的“邊緣光線”往往又要借助于物點與像點的一一對應關系來幫助確定。3一、光的干涉光的波動性(光的本性)一、光的干涉現象兩列波在相遇的疊加區域，某些區域使得“振動”加強，出現亮條紋；某些區域使得振動減弱，出現暗條紋。振動加強和振動減弱的區域相互間隔，出現明暗相間條紋的現象。這種現象叫光的干涉現象。二、產生穩定干涉的條件：兩列波頻率相同，振動步調一致(振動方向相同)，相差恒定。兩個振動情況總是相同的波源，即相干波源1.產生相干光源的方法（必須保證 ? 相同）。⑴利用激光 (因為激光發出的是單色性極好的光)； ⑵分光法(一分為二)：將一．束．光．分．為．兩．束．頻率和振動情況完全相同的光。(這樣兩束光都來源于同一個光源,頻率必然相等)下面 4 個圖分別是利用雙縫、利用楔形薄膜、利用空氣膜、利用平面鏡形成相干光源的示意圖點(或縫)光源分割法：楊氏雙縫(雙孔)干涉實驗；利用反射得到相干光源：薄膜干涉a利用折射得到相干光源：cS1 SSdS/bS2結論：由同一光源發出的光經兩狹縫后形成兩列光波疊加產生．①當這兩列光波到達某點的路程差為波長的整數倍時，即δ =kλ ，該處的光互相加強，出現亮條紋；②當到達某點的路程差為半波長奇數倍時，既δ?=(2n ?1) ，該點光互相消弱，出現暗條紋；·2③條紋間距與單色光波長成正比． ?x ? l ? (∝λ )，·d所以用單色光作雙縫干涉實驗時，屏的中央是亮紋，兩邊對稱地排列明暗相同且間距相等的條紋用白光作雙縫干涉實驗時，屏的中央是白色亮紋，兩邊對稱地排列彩色條紋，離中央白色亮紋最近的是紫色亮紋。原因：不同色光產生的條紋間距不同，出現各色條紋交錯現象。所以出現彩色條紋。將其中一條縫遮?。簩⒊霈F明暗相間的亮度不同且不等距的衍射條紋3．薄膜干涉現象：光照到薄膜上，由薄膜前、后表面反射的兩列光波疊加而成．劈形薄膜干涉可產生平行相間條紋，兩列反射波的路程差 Δδ ,等于薄膜厚度 d 的兩倍，即 Δδ =2d。

由于膜上各處厚度不同，故各處兩列反射波的路程差不等。

若：Δδ =2d=nλ(n=1,2…)則出現明紋。

Δδ =2d=(2n-1)λ/2(n=1,2…)則出現暗紋。應注意：干涉條紋出現在被照射面(即前表面)。后表面是光的折射所造成的色散現象。單色光明暗相間條紋，彩色光出現彩色條紋。薄膜干涉應用：肥皂膜干涉、兩片玻璃間的空氣膜干涉、浮在水面上的油膜干涉、牛頓環、蝴蝶翅膀的顏色等。光照到薄膜上，由膜的前后表面反射的兩列光疊加?？吹侥ど铣霈F明暗相間的條紋。(1)透鏡增透膜(氟化鎂)：透鏡增透膜的厚度應是透射光在薄膜中波長的 1／4 倍。使薄膜前后兩面的反射光的光程差為半個波長，(ΔT=2d=?λ，得 d=?λ)，故反射光疊加后減弱。大大減少了光的反射損失，增強了透射光的強度，這種薄膜叫增透膜。光譜中央部分的綠光對人的視覺最敏感，通過時完全抵消，邊緣的紅、紫光沒有顯著削弱。所有增透膜的光學鏡頭呈現淡紫色。從能量的角度分析 E 入=E 反+E 透+E 吸。

在介質膜吸收能量不變的前提下，若 E 反=0，則 E 透最大。增強透射光的強度。(2)“用干涉法檢查平面”：如圖所示，兩板之間形成一層空氣膜，用單色光從上向下照射，如果被檢測平面是光滑的，得到的干涉圖樣必是等間距的。

如果某處凸起來，則對應明紋(或暗紋)提前出現，如圖甲所示；如果某處凹下，則對應條紋延后出現，如圖乙所示。

(注：“提前”與“延后”不是指在時間上，而是指由左向右的順序位置上。

) 注意：由于發光物質的特殊性，任何獨立的兩列光疊加均不能產生干涉現象。只有采用特殊方法從同一光源分離出的兩列光疊加才能產生干涉現象。44．光的波長、波速和頻率的關系 v＝λ f。光在不同介質中傳播時，其頻率 f 不變，其波長λ 與光在介質中的波速v 成正比．色光的顏色由頻率決定，頻率不變則色光的顏色也不變。二、光的衍射。1.光的衍射現象是光離開直線路徑而繞到障礙物陰影里的現象．單縫衍射：中央明而亮的條紋，兩側對稱排列強度減弱，間距變窄的條紋。圓孔衍射：明暗相間不等距的圓環，（與牛頓環有區別的）2.泊松亮斑：當光照到不透光的極小圓板上時，在圓板的陰影中心出現的亮斑。當形成泊松亮斑時，圓板陰影的邊緣是模糊的，在陰影外還有不等間距的明暗相間的圓環。3.各種不同形狀的障礙物都能使光發生衍射。至使輪廓模糊不清，4.產生明顯衍射的條件：障礙物(或孔)的尺寸可以跟波長相比，甚至比波長還小。(當障礙物或孔的尺寸小于 0.5mm 時，有明顯衍射現象)Δ d≤300λ 當Δ d=0.1mm=1300λ 時看到的衍射現象就很明顯了。小結：光的干涉條紋和衍射條紋都是光波疊加的結果，但存在明顯的區別：單色光的衍射條紋與干涉條紋都是明暗相間分布，但衍射條紋中間亮紋最寬，兩側條紋逐漸變窄變暗，干涉條紋則是等間距，明暗亮度相同。

白光的衍射條紋與干涉條紋都是彩色的。意義：①干涉和衍射現象是波的特征：證明光具有波動性。λ 大，干涉和衍射現明顯，越容易觀察到現象。②衍射現象表明光沿直線傳播只是近似規律，當光波長比障礙物小得多和情況下(條件)光才可以看作直線傳播。(反之)③在發生明顯衍射的條件下，當窄縫變窄時，亮斑的范圍變大，條紋間距離變大，而亮度變暗。光的直進是幾何光學的基礎，光的衍射現象并沒有完全否認光的直進，而是指出光的傳播規律受一定條件制約的，? 任何物理規律都受一定條件限制。(光學顯微鏡能放光振動垂大 2000 倍，無法再放大，再放大衍射現象明顯了。)直于紙面(以下新教材適用)三.光的偏振橫波只沿某個特定方向振動，這種現象叫做波的偏振。只有橫波才有偏振現象。根據波是否具有偏振現象來判斷波是否橫波，實驗表明，光具有偏振現象，說明光光振動波是橫波。在紙面（1）自然光。太陽、電燈等普通光源直接發出的光，包含垂直于傳播方向上沿一切方向振動的光，而且沿各個方向振動的光波的強度都相同，這種光叫自然光。自然光通過偏振片后成形偏振光。（2）偏振光。自然光通過偏振片后，在垂直于傳播方向的平面上，只沿一個特定的方向振動，叫偏振光。自然光射到兩種介質的界面上，如果光的入射方向合適，使反射和折射光之間的夾角恰好是 90°，這時，反射光和折射光就都是偏振光，且它們的偏振方向互相垂直。我們通?？吹降慕^大多數光都是偏振光。除了直接從光源發出的光外。偏振片(起偏器)由特定的材料制成，它上面有一個特殊方向(透振方向)只有振動方向和透振方向平行的光波才能通過偏振片。（3）只有橫波才有偏振現象。光的偏振也證明了光是一種波，而且是橫波。各種電磁波中電場 E 的方向、磁場 B的方向和電磁波的傳播方向之間，兩兩互相垂直。（4）光波的感光作用和生理作用主要是由電場強度 E 引起的，因此將 E 的振動稱為光振動。（5）應用：立體電影、照相機的鏡頭、消除車燈的眩光等。四、麥克斯韋光的電磁說．1、光的干涉與衍射充分地表明光是一種波，光的偏振現象又進一步表明光是橫波。提出光電磁說的背景：麥克斯韋對電磁理論的研究預言了電磁波的存在，并得到電磁波傳播速度的理論值 3.11×108m/s，這和當時測出的光速 3.15×108m/s 非常接近，在此基礎上⑴麥克斯韋提出了光在本質上是一種電磁波———這就是所謂的光的電磁說。光電磁說的依據：赫茲在電磁說提出 20 多年后，用實驗證實了電磁波的存在，測得電磁波的傳播速度確實等于光速，并測出其波長與頻率，并且證明了電磁波也能產生反射、折射、衍射、干涉、偏振等現象。用實驗證實了光的電磁說的正確性。光電磁說的意義：揭示了光的電磁本性，光是一定頻率范圍內的電磁波；把光現象和電磁學統一起來，說明光與電和磁存在聯系。說明了光能在真空中傳播的原因：電磁場本身就是物質，不需要別的介質來傳遞。⑵電磁波譜：按波長由大到小的順序排列為：無線電波、紅外線、可見光(七色)、紫外線、X 射級、γ 射線，除可見光外，相5鄰波段間都有重疊。各種電磁波產生的基理、性質差別、用途。電磁波種類無線電波紅外線可見光紫外線X 射線γ 射線頻率(Hz)104～3×10121012 ～ 3.9 × 3.9×1014～7.5 7.5 × 1014 ～ 5 3 × 1016 ～ 3 × 3×1019 以上1014×1014×10161020真空中波長 (m) 組成頻率波觀察方法各種電磁波的產生機理特性用途3×1014～10—4 3×104～7.7× 7.7 × 10 — 7 ～ 4 4×10—7～6×10—7×10—710—9波長：大小波動性：明顯不明顯頻率：小大粒子性：不明顯明顯無線電技術LC 電路中自由電子的的振蕩波動性強利用熱效應激發熒光利用貫穿本領照相底片感光（化學效應）原子的外層電子受到激發熱效應引起視覺化學作用、熒光效應、殺菌通訊，廣播，導航加熱烘干、遙照明，照相，測遙感，醫療，加熱導向等日光燈，黑光燈手術室殺菌消毒，治療皮膚病等10—8～10—12原子的內層電子受到激發貫穿作用強檢查探測，透視，治療等10—11 以下核技術原子核受到激發貫穿本領最強探測，治療等①從無線電波到γ 射線，都是本質上相同的電磁波，它們的行服從同的波動規律。②由于頻率和波長不同，又表現出不同的特性：波長大(頻率小)干涉、衍射明顯，波動性強?，F在能在晶體上觀察到γ 射線的衍射圖樣了。③除了可同光外，上述相鄰的電磁波的頻率并不絕對分開，但頻率、波長的排列有規律。(3)紅外線、紫外線、X 射線的性質及應用。種類產生主要性質應用舉例紅外線一切物體都能發出熱效應遙感、遙控、加熱紫外線一切高溫物體能發出 X 射線陰極射線射到固體表面化學效應穿透能力強熒光、殺菌、合成 VD2 人體透視、金屬探傷⑷實驗證明：物體輻射出的電磁波中輻射最強的波長λ m 和物體溫度 T 之間滿足關系λ m? T = b（b 為常數）。

可見高溫物體輻射出的電磁波頻率較高。在宇宙學中，可以根據接收到的恒星發出的光的頻率，分析其表面溫度。⑸可見光：頻率范圍是 3.9-7.5×1014Hz，波長范圍是 400-770nm。五、光譜和光譜分析（可用光譜管和分光鏡觀察）由色散形成的，按頻率的順序排列而成的彩色光帶叫做光譜 1．發射光譜 (1)連續光譜：包含一切波長的光，由熾熱的固體、液體及高壓氣體發光產生；(2)明線光譜：又叫原子光譜，只含原子的特征譜線．由稀薄氣體或金屬蒸氣發光產生。

2．吸收光譜：連續光通過某一物質被吸收一部分光后形成的光譜，能反映出原子的特征譜線．每種元素都有自己的特征譜線，根據不同的特征譜線可確定物質的化學組成，光譜分析既可用明線光譜，也可用吸收光譜．六．.激光的主要特點及應用 (1)激光是人工產生的相干光，可應用于光纖通信。（普通光源發出的光是混合光，激光頻率單一，相干性能好非常好，顏色特別純。） (2)平行度和方向性非常好。（應用于激光測距雷達，可精確測距(s=c·t/2)、測速、目標跟蹤、激光光盤、激光致熱切割、激光核驟變等。） (3)亮度高、能量大，應用于切割各種物質、打孔和焊接金屬。醫學上用激光作“光刀”來做外科手術。6