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高中物理几何光学公式

高中物理几何光学公式

2023-12-18 10:34:59 669浏览

几何光学,是以光的直线传播为基础,主要研究光在两个均匀介质,分界面处的行为规律及其应用。从知识要点可分为四方面,一是概念,二是规律,三为光学器件,及其光路控制作用和成像,四是光学仪器及应用。

高中物理几何光学公式

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=c/v=sin /sin

{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}

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。

高中物理几何光学知识点

一、光的反射

1、反射定律

2、平面镜:对光路控制作用;平面镜成像规律、光路图及观像视场。 

二、光的折射

1、折射定律

2、全反射、临界角,全反射棱镜(等腰直角棱镜)对光路控制作用。

3、色散,棱镜及其对光的偏折作用、现象及机理。

应用注意:

1、解决平面镜成像问题时,要根据其成像的特点(物、像关于镜面对称),作出光路图再求解。平面镜转过α角,反射光线转过2α 。

2、解决折射问题的关键是画好光路图,应用折射定律和几何关系求解。

3、研究像的观察范围时,要根据成像位置并应用折射或反射定律画出镜子或遮挡物边缘的光线的传播方向来确定观察范围。

4、无论光的直线传播,光的反射还是光的折射现象,光在传播过程中都遵循一个重要规律:即光路可逆。

三、光导纤维

全反射的一个重要应用就是用于光导纤维(简称光纤)。光纤有内、外两层材料,其中内层是光密介质,外层是光疏介质。光在光纤中传播时,每次射到内、外两层材料的界面,都要求入射角大于临界角,从而发生全反射。这样使从一个端面入射的光,经过多次全反射能够没有损失地全部从另一个端面射出。

四、光的干涉

光的干涉的条件是有两个振动情况总是相同的波源,即相干波源。(相干波源的频率必须相同)。形成相干波源的方法有两种:

(1)利用激光(因为激光发出的是单色性极好的光)。

(2)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)。