第一篇：高中物理光學(xué)作圖題指導(dǎo)資料

光學(xué)作圖題解題指導(dǎo)

一、平面鏡

（一）作圖依據(jù)的原理

1、光的反射定律：(1)反射光線與入射光線、法線在同一平面上；(2)反射光線和入射光線分居在法線的兩側(cè)；(3)反射角等于入射角．

2、平面鏡成像的特點(diǎn)：(1)平面鏡所成的像和物體到鏡面的距離相等；(2)像與物體的大小相等；(3)像與物體的連線與鏡面垂直．

(二)、平面鏡作圖題的類型和解法

1、確定平面鏡的位置

(1)根據(jù)入射光線和反射光線位置確定平面鏡的位置解這類題的一般程序：

①找到入射光線和反射光線及其交點(diǎn)．

②畫法線．根據(jù)光的反射定律知，反射角等于入射角，所以反射光線與入射光線的角平分線即為法線．

③畫平面鏡．平面鏡與法線垂直．

2、確定物的位置

3、確定平面鏡中像的位置

4、確定觀察范圍

例題1.一束與水平地面成45°斜向下射的光線被一對(duì)垂直地面放置的平面鏡中的一面檔住，光線在兩平面鏡中多次反射到地面上，已知入射光和反射光所在平面與鏡面垂直，若光線的入射點(diǎn)離地面高度為h，兩鏡面間距為d，求在兩鏡面間多次反射的光線通過路徑的總長度及光線在兩鏡面間反射的次數(shù)。

解：如圖3所示，經(jīng)平面鏡M反射的光線DE與入射光的延長線DE′關(guān)于平面鏡對(duì)稱，而CE＇與CE″關(guān)于平面鏡N對(duì)稱，……，因此，經(jīng)兩鏡面多次反射的光的總路徑長度與入射光的延長線AF相同。由于入射光與水平地面成45°角，可以推知，路徑總長度為無關(guān)。

但光線在兩平面鏡之間反射次數(shù)與平面鏡間距d有關(guān)。當(dāng)為整數(shù)時(shí)，反射次數(shù)為；若為非整數(shù)時(shí)，反射次數(shù)于的整數(shù)部分加1．

例2 兩個(gè)平面鏡MN與PQ相對(duì)放置，鏡面相交成直角，一光源S在兩平面鏡中共成多少個(gè)像？如果兩平面MN與PQ夾一銳角，點(diǎn)光源S在兩平面鏡中成幾個(gè)像？

(1)兩平面鏡成直角，則S在MN中成像S1，在PQ中成像S2，其光線經(jīng)MN和PQ兩次反射還能成像S3，但由于MN與PQ成直角，所，因此反射光通過的，此結(jié)論與兩平面鏡的間距d以S發(fā)出的光線先經(jīng)PQ后經(jīng)MN所成的像恰恰也位于S3點(diǎn)，因此，總共成三個(gè)像(見圖4)設(shè)兩平面鏡夾角為60°，則根據(jù)成像規(guī)律，S在MN中成像S1，在PQ中成像S2，由于光在鏡面上多次反射，還可以再成像S3，相當(dāng)于虛像點(diǎn)S1又在PQ中成像，也可以成像S4，相當(dāng)于S2在MN的延長鏡面中成像。??當(dāng)然，這樣的像也不能無窮地成下去，只有光點(diǎn)S在鏡面前，或像點(diǎn)S1在平面鏡的延長線前才可以成像，例如，圖中的S5位于MN＇和P＇Q的夾角，它在MN與PQ的延長線上的虛擬的鏡面背后，就再不能成像了。

那么S3能成像嗎？因?yàn)镾3的像恰好就在S5的位置，所以總共只有5個(gè)像(見圖5)總結(jié)一下規(guī)律，必減1，而成.其中α為可以取整不

僅僅用公式求角度，近似于數(shù)學(xué)游戲。但在畫某一像點(diǎn)的光路圖時(shí)，光確定像點(diǎn)就會(huì)方便準(zhǔn)確得多了。

總之，由于物體發(fā)出(或反射)的光線在兩平面鏡中多次反射，因而多次成像。一般來說，物體發(fā)出(或反射)的光線在兩鏡面中有一次反射，就存在一次成像問題；在多次成像過程中，前一次反射所形成的像，可視為再一次反射成像時(shí)的物。本題前面所采取的畫圖找對(duì)稱點(diǎn)的作圖方法是一種簡單有效的方法。

例3 利用光路圖確定，在圖6中為使在P點(diǎn)不能通過平面鏡M看到障礙物Q后面的情景，應(yīng)將平面鏡M遮擋的最小區(qū)域。

解：設(shè)想在P點(diǎn)放置一點(diǎn)光源，經(jīng)平面鏡M的反射，光源發(fā)出的光線將把反射光AC和BD之間的區(qū)域照亮。

根據(jù)反射現(xiàn)象中光路可逆，AC和BD之間的物體發(fā)出的光線經(jīng)平面鏡反射可以射到P點(diǎn)。而這些經(jīng)反射能夠到達(dá)P的光線的入射點(diǎn)，均在平面鏡的AB之間。因此為符合題目要求，應(yīng)將平面鏡遮擋的最小區(qū)域是AB之間部分。

例4 在圖7中畫出互相垂直的平面鏡前P點(diǎn)，看到點(diǎn)光源S兩次反射所成的像的光路圖。

分析：根據(jù)平面鏡成像的特點(diǎn)和規(guī)律，我們可以確定，發(fā)光點(diǎn)S在ON鏡中的像為S＇，即從S點(diǎn)向ON鏡作垂線(用虛線表示)，S＇在垂線上與S點(diǎn)對(duì)稱的位置。而虛像S＇在平面鏡OM前面，它可以作為二次成像的物。找到

S＇點(diǎn)關(guān)于OM的對(duì)稱點(diǎn)S″，它就是二次成像的像點(diǎn)。

既然從P點(diǎn)可以看到虛像S″，也變是說，二次反射的光線是從S″P方向反射過來的。連結(jié)S″P，與鏡面MO相交于A點(diǎn)，A點(diǎn)是二次反射點(diǎn)。同樣道理，第一次反射光是從S＇A方向傳來。連結(jié)S＇A，與鏡ON相交于B，B是第一次反射的反射點(diǎn)。這樣就確定了S點(diǎn)發(fā)出的光的路徑，即SB、BA、AP。

按照光路圖作圖的規(guī)定，反射光的反向延長線用虛線表示，光的實(shí)際傳播路徑用實(shí)線表示并且畫出箭頭表示實(shí)際光線。在光的反射點(diǎn)處要畫出法線。

二.透鏡與透鏡成像

（一）原理：

1.透鏡對(duì)光線的控制作用

光通過透鏡產(chǎn)生折射是遵循光的折射規(guī)律的。凸透鏡對(duì)光線有會(huì)聚作用，凹透鏡對(duì)光線有發(fā)散作用。

平行于透鏡主軸的近軸光線（即光線對(duì)透鏡入射點(diǎn)到主軸的距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于透鏡球面半徑的光線）入射到薄透鏡上時(shí)，經(jīng)凸透鏡折射后會(huì)聚于另一側(cè)主軸上某一點(diǎn)，這一點(diǎn)為凸透鏡的實(shí)焦點(diǎn)；經(jīng)凹透鏡折射后成為發(fā)散光，其反向延長線會(huì)聚在入射光同側(cè)主軸上的某一點(diǎn)，這一點(diǎn)為凹透鏡的虛焦點(diǎn)。每個(gè)透鏡在其兩側(cè)主軸上各有一個(gè)焦點(diǎn)。對(duì)于薄透鏡，這兩個(gè)焦點(diǎn)對(duì)于光心是對(duì)稱的，如圖1所示。

當(dāng)平行光束與主軸成一定角度入射時(shí)，經(jīng)凸透鏡折射后光線會(huì)聚在另一側(cè)過焦點(diǎn)與主軸垂直的平面（稱為透鏡的焦平面）上某一點(diǎn)；經(jīng)凹透鏡折射后光線發(fā)散，其反向延長線會(huì)聚在入射光同側(cè)焦平面上的某一點(diǎn)，其光路圖如圖2所示。

也就是說，平行光束斜入射到凸透鏡上，經(jīng)透鏡折射后會(huì)聚于平行入射光的副軸（除主軸以外，其它通過光心的直線均為副光軸，簡稱副軸）與焦平面的交點(diǎn)。過焦點(diǎn)的入射光經(jīng)凸透鏡折射平行主軸。由此可知，在研究光通過透鏡的折射問題時(shí)，應(yīng)抓住具有平行主軸，過焦點(diǎn)、過光心這種特殊的光線，結(jié)合透鏡對(duì)光線的控制作用加以分析，通常我們稱之為透鏡的三條特殊光線。

（二）透鏡成像作圖

研究凸透鏡成像實(shí)驗(yàn)中物體通過透鏡成像的各種情況，完全可以用成像光路圖很簡單、直觀地表示出來。例如，點(diǎn)光源S置于距凸透鏡一倍焦距與二倍焦距之間，經(jīng)凸透鏡折射后在另一側(cè)二倍焦距之外成實(shí)像S′。即由S發(fā)出射向透鏡的光線經(jīng)透鏡折射后都會(huì)聚于S′點(diǎn)。我們借助于點(diǎn)光源S發(fā)出的光線中三條特殊光線的任意兩條，很方便地確定像點(diǎn)S′的位置。

應(yīng)該指出，我們只是利用三條特殊光線中的任意兩條來確定像點(diǎn)的位置，而S通過凸透鏡L所成的像點(diǎn)S′，則是S入射到L的全部光線經(jīng)折射會(huì)聚到S′而形成的，并不是僅由特殊光線形成的。要正確理解透鏡成像與成像作圖的區(qū)別。

由此我們也聯(lián)想到一個(gè)問題，在研究燭焰通過凸透鏡成像的實(shí)驗(yàn)中，如果把透鏡遮擋一半，屏上的像是只剩一半？還是亮度減弱？事實(shí)和理論都證明是后者。遮擋一半，只是遮擋住部分光線，利用特殊光線作圖受到影響，而沒有被遮擋住的光線照樣成像，只是亮度減弱。通過對(duì)圖3的分析，我們還可以知道，若在像S′一側(cè)垂直主軸立一光屏，一般情況下，光屏上會(huì)出現(xiàn)一圓形光斑；當(dāng)光屏恰好放在S′位置時(shí)，屏上將出現(xiàn)一小光點(diǎn)，這就是S的實(shí)像S′。去掉光屏，在S′后畫斜線的區(qū)域內(nèi)用眼睛直接觀察，我們將看到好像在S′有一發(fā)光點(diǎn)將光線沿圖示方向直接射出，這就是我們用眼睛直接看到的點(diǎn)光源S的像S′。一個(gè)物體所有的像點(diǎn)的集合就構(gòu)成這個(gè)物體的像。

例1，物體AB垂直主軸放置在凸透鏡二倍焦距之外，如圖4所示。作光路圖確定AB的像A′B′的位置，說明在什么范圍內(nèi)可以用眼睛直接看到AB的完整的像A′B′，用斜線標(biāo)出。

解：利用特殊光線確定A點(diǎn)的像A′，如圖所示。可以證明，物體AB垂直主軸放置時(shí)，它的像A′B′也垂直主軸。另外由成像光路圖可知，B點(diǎn)在主軸上時(shí)，它的像點(diǎn)B′也必定在主軸上。因此對(duì)AB的像，通常在確定A′后向主軸作垂線、直線畫出，如圖4所示的A′B′。

分別確定能看到A和B的像A′、B′的區(qū)域，這兩個(gè)區(qū)域的重疊部分，能同時(shí)看到A′、B′及AB上任意一點(diǎn)的像，即能看到AB完整的像A′B′，如圖中畫斜線的區(qū)域。

三、光學(xué)作圖題解法綜合

1．變點(diǎn)為物法。主要用于物點(diǎn)在主光軸上的成像作圖。如圖1（a），物點(diǎn)A在主光軸上，試畫出它的像點(diǎn)。

為了確定像點(diǎn)的位置，可假定在A點(diǎn)放有一物AB，然后按透鏡成像的作圖法，求得AB的像A′B′，因?yàn)槲稂c(diǎn)在主光軸上，像點(diǎn)也必在主軸上，所以A′就是A的像點(diǎn)，如圖1（b）。2．光路可逆法。主要用于由像求物的成像作圖。如圖2（a），A′為像點(diǎn)，試確定物點(diǎn)A的位置。

根據(jù)光路可逆的原理，不妨把像點(diǎn)A′看作物點(diǎn)，然后按透鏡成像的方法，找出它的“像點(diǎn)A”，最后把光的傳播方向逆過來就行了。如圖2（b）。3．物像連線法。主要用于求光心、焦點(diǎn)、入射點(diǎn)等的光路作圖。如圖3（a）。MN是凸透鏡的主光軸，A是發(fā)光點(diǎn)，A′是A的像點(diǎn)。試確定凸透鏡的光心和焦點(diǎn)。

因?yàn)榻?jīng)過光心的光線，經(jīng)凸透鏡折射后，不改變方向，所以連接AA′，則AA′與MN的交點(diǎn)O即為光心，將凸透鏡放置在O點(diǎn)，然后過A做平行于主軸的光線AB交凸透鏡子B，連接BA′交主軸MN于F點(diǎn)，F(xiàn)點(diǎn)即為凸透鏡的焦點(diǎn)，如圖3（b）。

4．添線輔助法。主要用于求透鏡對(duì)一般光線（即入射光線不平行于主軸。也不通過焦點(diǎn)和光心的光線）的折射的光路作圖。如圖4（a），試作出入射光線AB的折射光線。

先通過光心O作出入射光線AB的平行線MN，然后過右焦點(diǎn)F，作主軸的垂線CD，且CD交MN于F′，連接BF′，BF′即為折射光線（初中學(xué)生未學(xué)焦平面和副光軸等慨念時(shí)，只教給這種方法，不說明理由）。5．連接球心法。主要用于求球面鏡對(duì)一般光線的反射的光路作圖。如圖5（a），SA為光源S射向凸面鏡的一條入射光線，試畫出它的反射光線。

連接入射點(diǎn)A和球心O，并將連線OA（虛線）向前延長，延長線即為入射點(diǎn)A的法線，然后根據(jù)反射定律作出反射光線AB，如圖5（b）。

6．對(duì)稱作圖法。主要用于平面鏡成像的成像作圖，或畫反射光線的光路作圖，如圖6（a）。SO是光源S的一條入射光線，試畫出它的反射光線。

作圖時(shí)，根據(jù)平面鏡成像的對(duì)稱性。用直尺找出物點(diǎn)S的像點(diǎn)S′。連接S′和O，并將連線S′O（虛線）延長至A點(diǎn)，則OA即為反射光線，如圖6（b），這種方法是做平面鏡反射光線的一種最簡單的方法，因?yàn)樗恍栌靡话阎背摺?/p>

7．先“后”再“前”法。主要用于求光學(xué)元件的成像范圍的光路作圖，如圖7（a），MN為長一定的平面鏡，A點(diǎn)為鏡前人眼的位置，試確定人能觀察到鏡前的物體在鏡中的成像范圍

人的眼睛能看見物體的像，是因?yàn)閺奈矬w發(fā)出（或反射其它物體）的光線經(jīng)平面鏡反射后能射入人的眼睛，因此，眼睛能看到像的范圍一定是從物體發(fā)出（或反射其它物體）的光線能射入人的眼睛，其入射光線所能達(dá)到的范圍。如圖7（b），先畫出反射光線MA和NA，再利用光的反射定律找出入射光線，則入射光線所包圍的范圍內(nèi)物體在平面鏡中的像都能被看見。

8．圓弧作圖法。主要用于求反射光線的位置的光路作圖。如圖8（a），巳知入射光線SO，界面的法線ON，入射角a，試確定反射光線的位置。

以入射點(diǎn)O為圓心，任意長為半徑作弧交SO于A，交ON于B，再以B為圓心，BA長為半徑，交圓弧于C點(diǎn)，聯(lián)接OC即為反射光線，如圖8（b）。

9．界面折射法。主要用于分析透明物質(zhì)分界成像的情況及其作圖。如站在水面上的人，斜看水中的物體，為什么看到的是它的像？像的位置如何？若人在水中看水面上的物體，情況又如何呢？

如圖9（a），從光源S發(fā)出的入射光線SO，經(jīng)界面折射后，折射光線OA遠(yuǎn)離法線。因人眼（A是人眼的位置）看東西是沿直線看的，所以從水面上斜看水中的物體時(shí)，人的視覺就覺得折射光線是從它的反向延長線S′點(diǎn)出發(fā)的，S′就是S的像。從圖中可以看出：u＞v，且像是正立的虛像；當(dāng)光線從空氣進(jìn)入水中時(shí)，折射光線將靠近法線，同樣的道理可知：光源S的像s′將是一個(gè)正立的虛像，且u＜v，如圖9（b）。

10．直線傳播法。主要用于分析小孔成像的情況及其作圖。如，試畫圖分析小孔成像的原理、特點(diǎn)及成像條件。

如圖10（a），小孔成像是由光的直線傳播形成的，從物體發(fā)出（或反射出）的光通過小孔直射到光屏上，形成了左右對(duì)調(diào)的倒立的實(shí)像。當(dāng)物距u一定時(shí)，像的大小與光屏到小孔的距離有關(guān)；當(dāng)像距v一定時(shí)，像的大小與物體到小孔的距離有關(guān)。且物距u越大，像距v越小，成的像越??；物距u越小，像距v越大，成像越大，小孔成像的條件是小孔的尺寸相對(duì)于物的尺寸很小，一般小孔的直徑應(yīng)為幾毫米。如果小孔的直徑尺寸和物體的尺寸相比不能忽略，小孔就不能成像，只能成影，如圖10（b）。

11．定律分析法。這種方法是解答光學(xué)作圖題最廣泛的一種方法。如圖11（a），表示光線從空氣射到玻璃上時(shí)，發(fā)生的反射和折射現(xiàn)象，其中MN′為兩種物質(zhì)的界面。在圖上：（1）畫出法線；（2）標(biāo)明光的傳播方向；（3）寫明哪一側(cè)是空氣，哪一側(cè)是玻璃；（4）標(biāo)明入射角反射角、折射角。

因?yàn)镸M′為界面，則界面下面的一條光線一定是折射光線，又因入射光線和反射光線分別在法線兩側(cè)，所以界面上面左邊的一條光線是入射光線，右邊的一條光線是反射光線。通過入射點(diǎn)作法線，很易發(fā)現(xiàn)折射光線靠近法線，所以界面下方為玻璃，上方為空氣，如果用α、β、γ分別表示入射角、反射角、折射角，題中各問的答案如圖11（b）。

12．像物對(duì)比法。主要用于根據(jù)物點(diǎn)和像點(diǎn)的位置，判斷光學(xué)元件的類型。如圖12（a），MN為主光軸，A為物點(diǎn)，A′為像點(diǎn)，試判斷圖中用了什么光學(xué)元件，并畫出它的位置。

因?yàn)閳D（a）中的像是正立、縮小的像，根據(jù)鏡類成像的特點(diǎn)應(yīng)放一個(gè)凹透鏡；再根據(jù)第3種方法，畫出鏡的位置，如圖12（b）。

13．發(fā)散思維法。主要用于根據(jù)同一光路的傳播情況，從多角度判斷出哪幾種光學(xué)元件都能產(chǎn)生同樣的光路效果。如圖13（a），光線AO沿著與水平方向成一定角度射到O點(diǎn)，然后沿著水平方向OB射出，試問在O點(diǎn)可放什么光學(xué)元件？

因?yàn)楣饩€OB既可作為反射光線，也可作為折射光線，所以可放置五種鏡，如圖13（b）、（c）、（d）、（e）、（f）。

14．焦點(diǎn)重合法。主要用于根據(jù)光路的傳播情況，分析光學(xué)元件的組合情況。如圖14（a）a3一束粗平行光，變成一束細(xì)的平行光，在O1和O2兩處畫出所需的光學(xué)元件，并畫出光路圖。

在O1和O2處分別放一個(gè)凸透鏡，且使F1和F2重合，要使光線由粗變細(xì)，只要f1＞f2就行了，如圖14（b）。（此題還可用一個(gè)凸透鏡和一個(gè)凹透鏡組合）15．尋求交點(diǎn)法。主要用于根據(jù)方框外的光線情況，判斷方框內(nèi)應(yīng)放哪種光學(xué)元件。如圖15（a），根據(jù)方框外的光線情況，在方框內(nèi)填上合適的光學(xué)元件并完成光路圖。

如果方框里只有一個(gè)光學(xué)元件，要找到適當(dāng)?shù)奈恢?，只要把入射光線用實(shí)線延長，把與其對(duì)應(yīng)的反射光線或折射光線用實(shí)線反向延長，找出它們的交點(diǎn)即可判出光學(xué)元件類型，圖（a）的答案如圖（b）。

第二篇：初二物理光學(xué)作圖名師總結(jié)版

課程設(shè)計(jì)

2009年中考物理專題八 光學(xué)作圖

一：復(fù)習(xí)目標(biāo)

1.能利用光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播，解決小孔成像、影子、日食月食的形成。2.能根據(jù)光的反射定律和成像特點(diǎn)，作平面鏡成像的光路圖 3.能根據(jù)光的折射規(guī)律作相應(yīng)光路圖

4.會(huì)畫凸透鏡和凹透鏡的三條特殊光線，理解凸透鏡、凹透鏡對(duì)光線作用 二：知識(shí)儲(chǔ)備

1．光的反射作圖要點(diǎn)：

a． 根據(jù)光的反射定律，反射角_______入射角，______是反射光線和入射光線夾角的角平分線，且_____與鏡面垂直，平面鏡成像時(shí)，所有反射光線的反向延長線一定經(jīng)過鏡后的________。用此法完成圖1 b．根據(jù)物、像關(guān)于平面鏡對(duì)稱完成圖2

圖1

圖2 2．光的折射作圖要點(diǎn)：

當(dāng)光從空氣斜射入玻璃或水等其它介質(zhì)時(shí)，折射角 入射角；反之則折射角 入射角。完成圖3

3．作圖注意事項(xiàng)：

（1）要借助工具作圖，作圖一定要規(guī)范。

（2）是實(shí)際光線畫實(shí)線，不是實(shí)際光線畫虛線。

（3）光線要帶箭頭，光線與光線之間要連接好，不要斷開。

（4）作光的反射或折射光路圖時(shí)，應(yīng)先在入射點(diǎn)作出法線（虛線），然后根據(jù)反射角與入射角或折射角與入射角的關(guān)系作出光線。

三、典型例題解析

一、光的直線傳播類

例1：如圖4所示。AB為一不透明的擋光板，CD為一日光燈管，EF為光屏，請(qǐng)用作圖找出光屏上沒有照亮的區(qū)域。

針對(duì)練習(xí)：

通過作圖說明為什么睜開兩只眼睛比閉上一只眼睛更能準(zhǔn)確地確定物體的位置。

二、直接用光的反射定律類

圖4

圖5

圖3 北達(dá)教育旗下北京中考網(wǎng)004km.cn

010-62754468

課程設(shè)計(jì)

例2：通過作圖表示一束太陽光沿與水平面成45°射到水平地面上，并作出其中的一條光線的反射光線。

針對(duì)練習(xí)：

一條與水平地面成60°角的入射光線如圖7所示，若使它的反射光線與地面平行，應(yīng)該怎樣放置平面鏡?

三、平面鏡成像特點(diǎn)類

例3：S是一個(gè)發(fā)光點(diǎn)，S′是它在平面鏡中成的像，SA是S發(fā)出的一條光線，請(qǐng)?jiān)趫D8中畫出平面鏡的位置和光線SA經(jīng)平面鏡反射后的反射光線。

針對(duì)練習(xí)：

如圖10所示為一個(gè)反射式路燈,S為燈泡位置,圖中已畫出燈泡射出的兩條最邊緣的出射光線.MN是一個(gè)可以調(diào)節(jié)傾斜程度的平面鏡.請(qǐng)?jiān)趫D中畫出燈S照亮路面的范圍(保留作圖中必要的輔助線).四、光的折射規(guī)律類

例4：李華在洪澤湖乘船游玩時(shí)，發(fā)現(xiàn)水面下某處有一只青蛙（如圖11所示），他用激光筆照射到了這只青蛙。請(qǐng)你在圖中畫出李華在照射青蛙時(shí)的入射光線、折射光線和反射光線。

圖8

圖9

圖10

圖7

圖6

北達(dá)教育旗下北京中考網(wǎng)004km.cn

010-62754468 圖11

圖12

課程設(shè)計(jì)

解析：因李華是在空氣中用激光筆發(fā)射光線，照射到青蛙的光線應(yīng)是折射光線，畫圖時(shí)只要注意折射角小于入射角就行（如圖12所示）。

針對(duì)練習(xí)：

在研究光的折射時(shí)，小明知道了光從空氣斜射入水中時(shí)，折射角小于入射角；光從水斜射入空氣中時(shí)，折射角大于入射角。小明想：光在其他透明介質(zhì)的分界面發(fā)生折射時(shí)有什么規(guī)律呢？即什么條件下折射角小于入射角，什么條件下折射角大于入射角？為了研究這個(gè)問題，他在老師的指導(dǎo)下做了如下實(shí)驗(yàn)：讓一激光手電筒射出的光束從水斜射入玻璃，再從玻璃依次斜射入冰、空氣中，其光路如圖13所示。然后老師又告訴他光在一些透明介質(zhì)中的傳播速度，如下表。

針對(duì)小明提出的問題，仔細(xì)觀察圖中的光路，對(duì)照表格中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析得出自己的結(jié)論，并根據(jù)你得出的結(jié)論，在圖14中畫出光由玻璃斜射入酒精時(shí)，折射光線的大致位置。

五：透鏡的特殊光線類

例5：如圖15所示，AO是入射光線，OB是光通過凸透鏡或凹透鏡折射后的傳播方向，試在圖中的適當(dāng)位置填上適當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)元件，并畫出主光軸的位置。

解析：根據(jù)透鏡成像的三條特殊光線可知，當(dāng)入射或折射光線平行于主光軸時(shí)，就可確定折射或入射光線的傳播方向。由以上特點(diǎn)，當(dāng)入射光只有一條時(shí)，可添加一條與入射光線平行的輔助線，使之形成一束平行光，然后再看這束平行光經(jīng)過光學(xué)元件折射后光路寬窄的變化，以區(qū)分是會(huì)聚還是發(fā)散了，若是發(fā)散，則填個(gè)凹透鏡（如圖16左圖）；若是會(huì)聚就填個(gè)凸透鏡（如圖16右圖）。輔助線可加在入射光線的上方，也可以加在下方，同時(shí)將輔助線當(dāng)作主光軸，這樣一來就能得到兩個(gè)解答。

圖15

圖14

圖13 北達(dá)教育旗下北京中考網(wǎng)004km.cn

010-62754468

圖16

課程設(shè)計(jì)

針對(duì)練習(xí)：如圖17所示，入射光線AB經(jīng)過凸透鏡L后沿BC方向射出，用作圖法確定此凸透鏡焦點(diǎn)的位置。

達(dá)標(biāo)測試：

A

圖17

1、根據(jù)課本中的“試一試”用易拉罐做小孔成像實(shí)驗(yàn)。在圖18中作出蠟燭AB的像A'B'。

2、完成圖19中的光路圖

3、如圖20所示青蛙在井中的P點(diǎn)，畫光路圖確定青蛙在無水和有水時(shí)能看到的范圍。

圖20

圖19

圖18

4、完成圖21中光線由空氣進(jìn)入玻璃磚和玻璃三棱鏡兩次折射的光路圖。

圖21 北達(dá)教育旗下北京中考網(wǎng)004km.cn

010-62754468

課程設(shè)計(jì)

5、完成圖22中光線經(jīng)過各透鏡后的光路。

6、在圖23方框中填入適當(dāng)?shù)耐哥R

圖23

圖22

7、如圖24所示，在平面鏡上有從某一點(diǎn)光源發(fā)出的兩條光線射到平面鏡上反射時(shí)的兩條反射光線，請(qǐng)通過作圖法找到這個(gè)發(fā)光點(diǎn)。

圖24

8、如圖25所示，A為發(fā)光點(diǎn)，B為反射光線上的一點(diǎn)試畫出經(jīng)過B點(diǎn)的反射光線和這束入射光線。

圖25

圖26

9、黑箱內(nèi)有一只焦距為3cm 的凸透鏡和一只平面鏡，請(qǐng)你畫出圖26黑箱內(nèi)的光路圖，并標(biāo)出平面鏡上入射角的度數(shù)。跟蹤練習(xí)參考答案

北達(dá)教育旗下北京中考網(wǎng)004km.cn

010-62754468

課程設(shè)計(jì)

北達(dá)教育旗下北京中考網(wǎng)004km.cn

010-62754468

第三篇：高中物理光學(xué)實(shí)驗(yàn)

光學(xué)實(shí)驗(yàn)

一、測定玻璃磚的折射率

【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹浚簻y定玻璃的折射率。

【實(shí)驗(yàn)原理】：用插針法確定光路，找出和入射線相應(yīng)的折射線；用量角器測出入射角i和折射角r；根據(jù)折射定律計(jì)算出玻璃的折射率n=

sini。sinr【實(shí)驗(yàn)器材】：玻璃磚、白紙三張、木板、大頭針?biāo)拿?、圖釘四枚、量角器、三角板（或直尺）、鉛筆。

【實(shí)驗(yàn)步驟】：

①把白紙用圖釘釘在木板上。

②在白紙上畫一條直線aa'作為界面，畫一條線段AO作為入射光線，并過O點(diǎn)畫出界面aa'的法線NN'，如圖所示。

③把長方形的玻璃磚放在白紙上，使它的一個(gè)長邊跟aa'對(duì)齊，并畫出玻璃磚的另一個(gè)長邊bb'。

④在AO線段上豎直地插上兩枚大頭針P1和P2。

⑤在玻璃磚的bb'一側(cè)豎直地插上大頭針P3，用眼睛觀察調(diào)整視線，要使P3能同時(shí)擋住P1和P2的像。

⑥同樣地在玻璃磚的bb'一側(cè)再豎直地插上大頭針P4，使P4能擋住P3本身和P1與P2的像。

⑦記下P3和P4的位置，移去玻璃磚和大頭針，過P3和P4引直線O'B與bb'交于O'點(diǎn)，連接O與O'，OO'就是玻璃磚內(nèi)的折射光線的方向，入射角i=∠AON，折射角r=∠O'ON'。

⑧用量角器量出入射角i和折射角r的度數(shù)。

⑨從三角函數(shù)表中查出入射角和折射角的正弦值，記入自己設(shè)計(jì)的表格里。⑩用上面的方法分別求出入射角是30°，45°，60°時(shí)的折射角，查出入射角和折射角的正弦值，把這些數(shù)據(jù)記在表格里。

【數(shù)據(jù)處理】 算出不同入射角時(shí)

【注意事項(xiàng)】：

1．玻璃磚應(yīng)選用厚度、寬度較大的．2．大頭針要插得豎直，且間隔要大些．3．入射角不宜過大或過小，一般在15°～75°之間．4．玻璃磚的折射面要畫準(zhǔn)，不能用玻璃磚界面代替直尺畫界線．5．實(shí)驗(yàn)過程中，玻璃磚和白紙的相對(duì)位置不能改變．

【誤差及分析】：

①入射光線、出射光線確定的準(zhǔn)確性，要求入射側(cè)、出射側(cè)所插兩枚大頭針間距宜大點(diǎn)。

②測量入射角與折射角時(shí)的相對(duì)誤差，故入射角不宜過小。入射角也不宜過大，過大則反射光較強(qiáng)，出射光較弱。

例1．在用插針法測定玻璃磚的折射率的實(shí)驗(yàn)中，甲、乙、丙三位同學(xué)在紙上畫sinisini的值，求出幾次實(shí)驗(yàn)中所測的平均值 sinrsinr出的界面

aa′、bb′與玻璃磚位置的關(guān)系分別如圖實(shí)－1－8①、②和③所示，其中甲、丙兩 同學(xué)用的是矩形玻璃磚，乙同學(xué)用的是梯形玻璃磚．他們的其他操作均正確，且均

以aa′、bb′為界面畫光路圖．

圖實(shí)－1－8(1)甲同學(xué)測得的折射率與真實(shí)值相比________(填“偏大”“偏小”或“不變”)．(2)乙同學(xué)測得的折射率與真實(shí)值相比________(填“偏大”“偏小”或“不變”)．(3)丙同學(xué)測得的折射率與真實(shí)值相比________．

解析：用圖①測定折射率時(shí)，玻璃中折射光線偏折大了，所以折射角增大，折射率

減??；用圖②測折射率時(shí)，只要操作正確，與玻璃磚形狀無關(guān)；用圖③測折射率時(shí)，無法確定折射光線偏折的大小，所以測得的折射率可大、可小、可不變． 答案：(1)偏小(2)不變(3)可能偏大、可能偏小、可能不變

例2．在用插針法測定玻璃的折射率的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)操作步驟如下： ①用圖釘將記錄光路的白紙固定在平板上； ②手拿玻璃磚的毛面或棱，將其輕放在白紙上； ③用鉛筆環(huán)繞玻璃磚畫出邊界aa′和bb′；

④在aa′上選擇一點(diǎn)O，作為不同入射角的入射光線的共同入射點(diǎn)，畫出入射角θ1 分別為0°、30°、45°的入射光線；

⑤用“插針法”分別得到各條入射光線的出射光線，觀察時(shí)著重看大頭針針帽是否 在一條直線上，取下玻璃磚、大頭針，連接各針孔，發(fā)現(xiàn)所畫折射光線中有兩條相

交，量出各個(gè)折射角θ2；

sinθ1⑥按公式分別計(jì)算，取三個(gè)值的算術(shù)平均值．

sinθ2(1)以上步驟中有錯(cuò)誤或不妥之處的是________；(2)應(yīng)改正為_____________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________.解析：(1)有錯(cuò)誤或不妥之處的是③④⑤.(2)③中應(yīng)先畫出一條直線，把玻璃磚的一邊與其重合，再使直尺與玻璃磚的界面對(duì)

齊，移開玻璃磚后再畫邊界線；④中入射角要取0°以外的三組數(shù)據(jù)；⑤中大頭針要

豎直插牢，觀察時(shí)看針腳是否在同一條直線上．

答案：見解析

例3.一塊玻璃磚有兩個(gè)相互平行的表面，其中一個(gè)表面是鍍銀 的(光線不能通過此表面)．現(xiàn)要測定此玻璃的折射率．給 定的器材還有：白紙、鉛筆、大頭針4枚(P1、P2、P3、P4)、帶有刻度的直角三角板、量角器．

實(shí)驗(yàn)時(shí)，先將玻璃磚放到白紙上，使上述兩個(gè)相互平行的

表面與紙面垂直．在紙上畫出直線aa′和bb′，aa′表示鍍銀的玻璃表面，bb′表 示另一表面，如圖實(shí)－1－9所示．然后，在白紙上豎直插上兩枚大頭針P1、P2(位置

如圖)．用P1、P2的連線表示入射光線．

(1)為了測量折射率，應(yīng)如何正確使用大頭針P3、P4?

________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________.(試在圖實(shí)－1－9中標(biāo)出P3、P4的位置)(2)然后移去玻璃磚與大頭針．試在圖實(shí)－1－9中通過作圖的方法標(biāo)出光線從空氣到

玻璃中的入射角θ1與折射角θ2.簡要寫出作圖步驟．

________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________.(3)寫出用θ

1、θ2表示的折射率公式為n＝________.解析：(1)在bb′一側(cè)觀察P1、P2(經(jīng)bb′折射、aa′反射，再經(jīng)bb′折射后)的像，在適當(dāng)?shù)奈恢貌迳螾3，使得P3與P1、P2的像在一條直線上，即讓P3擋住P1、P2的

像；再插上P4，讓它擋住P2及P1的像和P3.P3、P4的位置如圖所示．(2)①過P1、P2作直線與bb′交于O；

②過P3、P4作直線與bb′交于O′； ③利用刻度尺找到OO′的中點(diǎn)M；

④過O點(diǎn)作bb′的垂線CD，過M點(diǎn)作bb′的垂線與aa′相交于N，如圖所示，連接ON；

⑤∠P1OD＝θ1，∠CON＝θ2.sinθ1(3)由折射率的定義可得n＝.sinθ2sinθ1答案：(1)(2)見解析(3)

sinθ

2二、用雙縫干涉測光的波長

(一)目的

了解光波產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象的條件；觀察雙縫干涉圖樣；測定單色光的波長。(二)原理

Ld據(jù)雙縫干涉條紋間距?x??得，波長????x。已知雙縫間距d，再測出

dL雙縫到屏的距離L和條紋間距Δx，就可以求得光波的波長。(三)器材

實(shí)驗(yàn)裝置采用雙縫干涉儀，它由各部分光學(xué)元件在光具座上組成，如圖實(shí)18-1所示，各部分元件包括光源、濾光片、單縫、雙縫、遮光筒、光屏。光源 濾光片 單縫 雙縫 遮光筒 屏

圖實(shí)18-1

(四)步驟

1.將光源和遮光筒安裝在光具座上,調(diào)整光源的位置,使光源發(fā)出的光能平行地進(jìn)入遮光筒并照亮光屏.2.放置單縫和雙縫,使縫相互平行,調(diào)整各部件的間距,觀察白光的雙縫干涉圖樣.3.在光源和單縫間放置濾光片,使單一顏色的光通過后觀察單色光的雙縫干涉圖樣.4.用米尺測出雙縫到光屏的距離L,用測量頭測出相鄰的兩條亮(或暗)條紋間的距離Δx.d5.利用表達(dá)式????x,求單色光的波長.L6.換用不同顏色的濾光片,觀察干涉圖樣的異同,并求出相應(yīng)的波長.(五)注意事項(xiàng)

1.放置單縫和雙縫時(shí),必須使縫平行,并且雙縫和單縫間的距離約為5~10cm.2.要保證光源、濾光片、單縫、雙縫、遮光筒和光屏的中心在同一條軸線上。3.測量頭的中心刻線要對(duì)應(yīng)著亮(或暗)條紋的中心.4.為減小實(shí)驗(yàn)誤差,先測出n條亮(或暗)條紋中心間的距離a,則相鄰兩條亮(或暗)條紋間的距離?x?

a.n?1

第四篇：高中物理光學(xué)復(fù)習(xí)要點(diǎn)

高中物理光學(xué)復(fù)習(xí)要點(diǎn)

一、重要概念和規(guī)律

(一)、幾何光學(xué)基本概念和規(guī)律

1、基本規(guī)律

光源：發(fā)光的物體.分兩大類：點(diǎn)光源和擴(kuò)展光源.點(diǎn)光源是一種理想模型，擴(kuò)展光源可看成無數(shù)點(diǎn)光源的集合.光線

——表示光傳播方向的幾何線.光束通過一定面積的一束光線.它是通過一定截面光線的集合.光速——光傳播的速度。光在真空中速度最大。恒為C=3×108

m/s。丹麥天文學(xué)家羅默第一次利用天體間的大距離測出了光速。法國人裴索第一次在地面上用旋轉(zhuǎn)齒輪法測出了光這。

實(shí)像

——光源發(fā)出的光線經(jīng)光學(xué)器件后，由實(shí)際光線形成的.虛像——光源發(fā)出的光線經(jīng)光學(xué)器件后，由發(fā)實(shí)際光線的延長線形成的。

本影——光直線傳播時(shí)，物體后完全照射不到光的暗區(qū).半影

——光直線傳播時(shí)，物體后有部分光可以照射到的半明半暗區(qū)域.2.基本規(guī)律

(1)光的直線傳播規(guī)律：先在同一種均勻介質(zhì)中沿直線傳播。小孔成像、影的形成、日食、月食等都是光沿直線傳播的例證。

(2)光的獨(dú)立傳播規(guī)律：光在傳播時(shí)雖屢屢相交，但互不擾亂，保持各自的規(guī)律繼續(xù)傳播。

(3)光的反射定律：

反射線、入射線、法線共面;反射線與入射線分布于法線兩側(cè);反射角等于入射角。

(4)光的折射定律：

折射線、入射線、法線共面，折射線和入射線分居法線兩側(cè);對(duì)確定的兩種介質(zhì)，入射角(i)的正弦和折射角(r)的正弦之比是一個(gè)常數(shù).介質(zhì)的折射率

n=sini/sinr=c/v。全反射條件①光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì);②入射角大于臨界角A，sinA=1/n。

(5)光路可逆原理：

光線逆著反射線或折射線方向入射，將沿著原來的入射線方向反射或折射.3.常用光學(xué)器件及其光學(xué)特性

(1)平面鏡：

點(diǎn)光源發(fā)出的同心發(fā)散光束，經(jīng)平面鏡反射后，得到的也是同心發(fā)散光束.能在鏡后形成等大的、正立的虛出，像與物對(duì)鏡面對(duì)稱。

(2)球面鏡：

凹面鏡：有會(huì)聚光的作用，凸面鏡：

有發(fā)散光的作用.(3)棱鏡：

光密介質(zhì)的棱鏡放在光疏介質(zhì)的環(huán)境中，入射到棱鏡側(cè)面的光經(jīng)棱鏡后向底面偏折。隔著棱鏡看到物體的像向頂角偏移。

棱鏡的色散作用：

復(fù)色光通過三棱鏡被分解成單色光的現(xiàn)象。

(4)透鏡：

在光疏介質(zhì)的環(huán)境中放置有光密介質(zhì)的透鏡時(shí)，凸透鏡：

對(duì)光線有會(huì)聚作用，凹透鏡：

對(duì)光線有發(fā)散作用.透鏡成像作圖：

利用三條特殊光線。成像規(guī)律1/u+1/v=1/f。線放大率m=像長/物長=|v|/u。說明①成像公式的符號(hào)法則——凸透鏡焦距f取正，凹透鏡焦距f取負(fù);實(shí)像像距v取正，虛像像距v取負(fù)。②線放大率與焦距和物距有關(guān).(5)平行透明板：

光線經(jīng)平行透明板時(shí)發(fā)生平行移動(dòng)(側(cè)移).側(cè)移的大小與入射角、透明板厚度、折射率有關(guān)。

4.簡單光學(xué)儀器的成像原理和眼睛

(1)放大鏡：

是凸透鏡成像在。u

(2)照相機(jī)：

是凸透鏡成像在u>2f時(shí)的應(yīng)用.得到的是倒立縮小施實(shí)像。

(3)幻燈機(jī)：

是凸透鏡成像在f

(4)顯微鏡：

由短焦距的凸透鏡作物鏡，長焦距的透鏡作目鏡所組成。物體位于物鏡焦點(diǎn)外很_近焦點(diǎn)處，經(jīng)物鏡成實(shí)像于目鏡焦點(diǎn)內(nèi)很_近焦點(diǎn)處。再經(jīng)物鏡在同側(cè)形成一放大虛像(通常位于明視距離處)。

（5)望遠(yuǎn)鏡：

由長焦距的凸透鏡作物鏡，短焦距的透鏡作目鏡所組成。極遠(yuǎn)處至物鏡的光可看成平行光，經(jīng)物鏡成中間像(倒立、縮小、實(shí)像)于物鏡焦點(diǎn)外很_近焦點(diǎn)處，恰位于目鏡焦點(diǎn)內(nèi)，再經(jīng)目鏡成虛像于極遠(yuǎn)處(或明視距離處)。

(6)眼睛：

等效于一變焦距照相機(jī)，正常人明視距約25厘米。明視距離小子25厘米的近視眼患者需配戴凹透鏡做鏡片的眼鏡;明視距離大于25厘米的遠(yuǎn)視25者需配戴凸透鏡做鏡片的眼鏡。

(二)物理光學(xué)——人類對(duì)光本性的認(rèn)識(shí)發(fā)展過程

(1)微粒說(牛頓)基本觀點(diǎn)：

認(rèn)為光像一群彈性小球的微粒。

實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)

光的直線傳播、光的反射現(xiàn)象。

困難問題

無法解釋兩種媒質(zhì)界面同時(shí)發(fā)生的反射、折射現(xiàn)象以及光的獨(dú)立傳播規(guī)律等。

(2)波動(dòng)說(惠更斯)基本觀點(diǎn)：

認(rèn)為光是某種振動(dòng)激起的波(機(jī)械波)。

實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)：

光的干涉和衍射現(xiàn)象。

①光的干涉現(xiàn)象——楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)

條件：

兩束光頻率相同、相差恒定。

裝置

(略)。

現(xiàn)象：

出現(xiàn)中央明條，兩邊等距分布的明暗相間條紋。

解釋：

屏上某處到雙孔(雙縫)的路程差是波長的整數(shù)倍(半個(gè)波長的偶數(shù)倍)時(shí)，兩波同相疊加，振動(dòng)加強(qiáng)，產(chǎn)生明條;兩波反相疊加，振動(dòng)相消，產(chǎn)生暗條。

應(yīng)用：

檢查平面、測量厚度、增強(qiáng)光學(xué)鏡頭透射光強(qiáng)度(增透膜).②光的衍射現(xiàn)象——單縫衍射(或圓孔衍射)

條件：

縫寬(或孔徑)可與波長相比擬。

裝置

：(略)。

現(xiàn)象：

出現(xiàn)中央最亮最寬的明條，兩邊不等距發(fā)表的明暗條紋(或明暗鄉(xiāng)間的圓環(huán))。

困難問題：

難以解釋光的直進(jìn)、尋找不到傳播介質(zhì)。

(3)電磁說(麥克斯韋)：

基本觀點(diǎn)：

認(rèn)為光是一種電磁波。

實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)：

赫茲實(shí)驗(yàn)(證明電磁波具有跟光同樣的性質(zhì)和波速)。

各種電磁波的產(chǎn)生機(jī)理：

無線電波

自由電子的運(yùn)動(dòng);

紅外線、可見光、紫外線

原子外層電子受激發(fā);

x射線

原子內(nèi)層電子受激發(fā);

γ射線

原子核受激發(fā)。

可見光的光譜：

發(fā)射光譜——連續(xù)光譜、明線光譜

;

吸收光譜(特征光譜)。

困難問題：

無法解釋光電效應(yīng)現(xiàn)象。

(4)光子說(愛因斯坦)：

基本觀點(diǎn)：

認(rèn)為光由一份一份不連續(xù)的光子組成每份光子的能量E=hν。

實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)：

光電效應(yīng)現(xiàn)象。

裝置：

(略)。

現(xiàn)象：

①入射光照到光電子發(fā)射幾乎是瞬時(shí)的;②入射光頻率必須大于光陰極金屬的極限頻率ν。;

③當(dāng)ν>v0時(shí)，光電流強(qiáng)度與入射光強(qiáng)度成正比;④光電子的最大初動(dòng)能與入射光強(qiáng)無關(guān)，只隨著人射光燈中的增大而增大。

解釋

①光子能量可以被電子全部吸收.不需能量積累過程;②表面電子克服金屬原子核引力逸出至少需做功(逸出功)hν。;③入射光強(qiáng)。單位時(shí)間內(nèi)入射光子多，產(chǎn)生光電子多;④入射光子能量只與其頻率有關(guān)，入射至金屬表，除用于逸出功外。其余轉(zhuǎn)化為光電子初動(dòng)能。

困難問題:

無法解釋光的波動(dòng)性。

(5)光的波粒二象性:

基本觀點(diǎn):

認(rèn)為光是一種具有電磁本性的物質(zhì)，既有波動(dòng)性。又有粒子性。大量光子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律顯示波動(dòng)性，個(gè)別光子的行為顯示粒子性。

實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)

:微弱光線的干涉，X射線衍射.二、重要研究方法

1.作圖:幾何光學(xué)離不開光路圖

。利用作圖法可以直觀地反映光線的傳播，方便地確定像的位置、大小、倒正、虛實(shí)以及成像區(qū)域或觀察范圍等.把它與公式法結(jié)合起來，可以互相補(bǔ)充、互相驗(yàn)證。

2.光路追蹤法:

用作圖法研究光的傳播和成像問題時(shí)，抓住物點(diǎn)上發(fā)出的某條光線為研究對(duì)象。不斷追蹤下去的方法.尤其適合于研究組合光具成多重保的情況。

3.光路可逆法:

在幾何光學(xué)中，一所有的光路都是可逆的，利用光路可逆原理在作圖和計(jì)算上往在都會(huì)帶來方便

原子物理包括兩大部分內(nèi)容;原子結(jié)構(gòu)和原子核結(jié)構(gòu)。前者研究原子核外電子的分布及躍遷規(guī)律，后者研究核的組成及其變化規(guī)律。

一、重要概念和規(guī)律

.原子核式結(jié)構(gòu)學(xué)說(1909年。盧瑟福)

實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)：

α粒子散射實(shí)驗(yàn)——用放射源發(fā)出的α粒子穿過金箔，發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)α粒子按原方向前進(jìn)，少數(shù)α粒子發(fā)生較大的偏轉(zhuǎn)。極少數(shù)產(chǎn)生大角度偏轉(zhuǎn)，個(gè)別被彈回.基本內(nèi)容：

在原子中心有一個(gè)帶正電的核(半徑約10-15

～10-14

m)，集中了幾乎全部原子質(zhì)量、帶負(fù)電的電子在核外繞核旋轉(zhuǎn)(原子半徑約10-10

m)。

困難問題:

按經(jīng)典理論，電子繞核旋轉(zhuǎn)將輻射電磁波，能量會(huì)逐漸減小，電子運(yùn)行的軌道半徑不斷變小，大量原子發(fā)出的光譜應(yīng)該是連續(xù)光譜。

2.玻爾理論(1913年。玻爾)

實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)

氫光譜規(guī)律的研究。

基本內(nèi)容(三點(diǎn)假設(shè))

(1)原子只能處于一系列不連續(xù)的、穩(wěn)定的能量狀態(tài)(定態(tài))，其總能量En(包括動(dòng)能和電勢能)與基態(tài)總能量量的關(guān)系為En=E1

/n1

(n=1、2、3……)(2)原子在兩個(gè)定態(tài)之間躍遷時(shí)，將輻射(或吸收)一定頻率時(shí)光子;光子的能量為hν

=

E初

-E終

。(3)電子繞核運(yùn)行的可能軌道是不連續(xù)的。各可能軌道的半徑rn=n2

r1

基態(tài)軌道半徑r1。(n=1、2、3……)。

困難問題

無法解釋復(fù)雜原子的光譜.3.放射現(xiàn)象(1896年.貝克勒爾)

三種射線

(1)α射線

氦原子核流。v≈c/10。貫穿本領(lǐng)很小。電離作用很強(qiáng)。

(2)β射線

高速電子流。v≈c。貫穿本領(lǐng)強(qiáng)，電離作用弱。

(3)γ射線

波長很短的電磁波。v=c。貫穿本領(lǐng)很強(qiáng)，電離作用很弱。

衰變規(guī)律

遵循電量、質(zhì)量(和能量)守恒。

α衰變、β衰變、γ衰變(γ衰變是伴隨著α衰變或β衰變同時(shí)發(fā)生的)。

半衰期:

放射性元素的原子讀有半數(shù)發(fā)生衰變所需要的時(shí)間。由核內(nèi)部本身因素決定.跟原子所處的物理狀態(tài)或化學(xué)狀態(tài)無關(guān).4.原子核的組成實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)

(1)質(zhì)子發(fā)現(xiàn)(1919年，盧瑟福)

(2)中子發(fā)現(xiàn)(1932年，查德威克)

基本內(nèi)容

原子核由質(zhì)子和中子(統(tǒng)稱核子)組成.原子核的質(zhì)量數(shù)等于質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)之和.原子核的電荷數(shù)等于質(zhì)子數(shù)。各核子間依_強(qiáng)大的核力來集在核內(nèi)。

5.放射性同位素

質(zhì)子數(shù)相同、中子數(shù)不同，具有放射性的原子。

實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)：用α粒子蓋擊鋁核首先實(shí)現(xiàn)用人工方法得到放出性同位素磷(1934年，約里奧·居里夫婦)。

基本應(yīng)用

(1)利用射線的貫穿本領(lǐng)、電離作用或?qū)ι锝M織的物理、化學(xué)效應(yīng)。

(2)做為示蹤原子。

6.核能

質(zhì)量虧損:

組成原子核的核子的質(zhì)量與原子核的質(zhì)量之差.質(zhì)能方程:E=mc2

核反應(yīng)能:△E=△mc2

二、重要研究方法

1.實(shí)踐、理論、實(shí)踐

從實(shí)踐(實(shí)驗(yàn))出發(fā)，提出理論，再經(jīng)過實(shí)踐的檢驗(yàn)或進(jìn)行新的實(shí)踐一進(jìn)一步發(fā)展理論。例如，通過對(duì)氣體放電現(xiàn)象、陰極射線的研究.湯姆生發(fā)現(xiàn)電子(1897年)，提出原子結(jié)構(gòu)的湯姆生模型。由于盧瑟福的粒子的散射實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步發(fā)展成盧瑟福模型。通過對(duì)氫原子明線光譜的研究，又提出了玻爾理論等。在原子物理中，非常鮮明地貫穿著辯證唯物主義認(rèn)識(shí)論的這一基本思想方法。復(fù)習(xí)中也應(yīng)以此為線索，把握全章的知識(shí)結(jié)構(gòu)。

2.守恒規(guī)律的應(yīng)用

質(zhì)量守恒、電荷守恒、能量守恒、動(dòng)量守恒等自然界中的基本規(guī)律在原子物理中都得到全面的體現(xiàn).復(fù)習(xí)中應(yīng)緊緊把握這些守恒規(guī)律

光的傳播

1.光在什么情況下是沿直線傳播的，小孔成像是怎么回事，什么是本影和半影，如何確定本影、半影的區(qū)域?如何確定影子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)?在何時(shí)、何地可以觀察到日全食、日偏食、日環(huán)食、月全食、月偏食?你知道幾種典型的測量光速的方法嗎?你能體會(huì)出為什么這一章又被稱為幾何光學(xué)嗎?

2.什么是光的反射定律，鏡面反射和漫反射的主要區(qū)別是什么?平面鏡的成像特點(diǎn)是什么?如何確定平面鏡成像的觀察范圍?我要想看到完整的臉，至少需要多大的矩形平面鏡?那我要想看到完整的三中辦公樓呢?如何確定物像的運(yùn)動(dòng)速度(速度垂直鏡面和不垂直鏡面兩種情況)?

3.什么是折射定律?與折射率相關(guān)的幾個(gè)表達(dá)式分別是什么?如何計(jì)算光射入介質(zhì)后的波長、波速和頻率?什么是視深?

4.什么是光疏介質(zhì)、光密介質(zhì)，全反射的條件是什么?在求解全反射問題時(shí)，一般采用什么解題方法?什么是光導(dǎo)纖維?在已知入射角的情況下如何計(jì)算光導(dǎo)纖維的折射率，如果入射角未知呢?

5.什么是光的色散，產(chǎn)生的原因是什么?各種色光的頻率、折射率、速度有什么規(guī)律?你能定性畫出不同色光在界面上發(fā)生反射、折射時(shí)的情景嗎?反之根據(jù)這些情景你有能判斷出各色光的折射率、頻率、能量、臨界角的大小嗎?

6.你了解幾種典型的玻璃磚對(duì)光路的控制特點(diǎn)嗎?在三角形玻璃磚中，你知道幾個(gè)典型角的關(guān)系嗎?單色光、復(fù)色光、單色光點(diǎn)、復(fù)色光點(diǎn)通過三棱鏡會(huì)呈現(xiàn)什么景象呢?如果光疏棱鏡放在光密介質(zhì)中，上述現(xiàn)象還成立嗎?在圓形玻璃磚中，你知道如何確定法線，如何確定是否發(fā)生全反射，如何計(jì)算各次的偏折角嗎?在矩形玻璃磚中，你會(huì)求側(cè)移距離嗎?你能利用一個(gè)杯子測量液體的折射率嗎?

光的本性

1.十七世紀(jì)人們關(guān)于光的本性的認(rèn)識(shí)有哪些觀點(diǎn)?分別能解釋什么，無法解釋什么?

2.什么是雙縫干涉、薄膜干涉，它們的相干光源是如何得到的，使用單色光和復(fù)色光時(shí)其干涉圖樣怎樣?如何判斷某個(gè)點(diǎn)是加強(qiáng)點(diǎn)還是減弱點(diǎn)。在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，相鄰兩條亮條紋之間的間距與什么有關(guān)?遮住其中一個(gè)縫，或用不同濾光片分別遮住兩個(gè)縫還會(huì)有干涉條紋嗎?還會(huì)有條紋嗎?在薄膜干涉中，應(yīng)在何處觀察現(xiàn)象，薄膜的形狀對(duì)條紋的形狀及間距有何影響?你知道什么是增透膜嗎?它的厚度如何確定?如何使用薄膜干涉檢查物體表面的平整程度?在實(shí)際生活中如何區(qū)分干涉、衍射、色散、半影等問題?

3.什么是衍射，發(fā)生明顯衍射的條件是什么?雙縫干涉條紋與單縫衍射條紋的區(qū)別是什么?圓孔衍射與圓屏衍射呢?在衍射現(xiàn)象越來越明顯的過程中看到的現(xiàn)象是什么?光的直線傳播與光的衍射矛盾嗎?為什么我們常說光是沿直線傳播的?

4.光是一種什么波，這種觀點(diǎn)是誰提出的，提出的依據(jù)有哪些，又是誰驗(yàn)證的?電磁波譜的排列順序是什么，它們的產(chǎn)生機(jī)理怎樣，能否結(jié)合電磁波和原子物理的知識(shí)加深理解。紅外線、紫外線、X射線、γ射線是怎樣產(chǎn)生的，有什么樣的特性及應(yīng)用?倫琴射線管的構(gòu)造是什么?

5.什么是偏振?偏振光和自然光有何區(qū)別?如何得到偏振光?偏振光在現(xiàn)實(shí)生活中有何應(yīng)用?什么是激光?它的三個(gè)特性及相關(guān)應(yīng)用是什么?

6.什么是光電效應(yīng)，它是使用什么樣的裝置發(fā)現(xiàn)的，又是使用什么樣的裝置研究的。什么是飽和電流、截止電壓，有什么作用?光電效應(yīng)的四條規(guī)律是什么?你會(huì)在做題中使用嗎?經(jīng)典波動(dòng)理論為什么解釋不了，愛因斯坦的光子理論又是如何解釋的。你會(huì)利用光電效應(yīng)方程解釋以及求解極限頻率、最大初動(dòng)能嗎?你會(huì)連接簡單的光電管自動(dòng)控制電路嗎?光強(qiáng)與哪些因素有關(guān)?相同強(qiáng)度的紫光、紅光照射同一金屬發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)有何區(qū)別?你理解最大初動(dòng)能和頻率之間的函數(shù)圖象嗎?

7.在光子計(jì)算中，你能計(jì)算出點(diǎn)光源模型中，相距光源一定距離放置的面上得到的光子數(shù)嗎?在線光源模型中，你會(huì)計(jì)算單位長度上的光子數(shù)嗎?

8.什么是光的波粒二象性，如何理解?只有電磁波才具有波粒二象性嗎?什么是物質(zhì)波，誰提出的?物質(zhì)波的波長如何計(jì)算?

原子物理

1.誰發(fā)現(xiàn)了電子，有什么樣的重要意義?接下來他提出的原子結(jié)構(gòu)模型是什么樣的?

2.α粒子散射實(shí)驗(yàn)是誰、為了什么目的、使用什么樣的裝置做的?期望得到什么結(jié)果?實(shí)際的現(xiàn)象是什么?由此得出什么樣的結(jié)論，該實(shí)驗(yàn)有何重大意義?

3.什么是光譜，光譜如何分類，分別是由誰產(chǎn)生的，哪些光譜可以用作光譜分析，用什么儀器觀察光譜，它的大致構(gòu)造怎樣?

4.原子的核式結(jié)構(gòu)遇到了哪兩個(gè)困難?是誰提出了什么理論解決了這兩個(gè)難題?他否定了經(jīng)典理論還是否定了核式結(jié)構(gòu)學(xué)說?理論的內(nèi)容是什么?

5.你能根據(jù)題目條件確定核外電子的動(dòng)能、勢能、總能量、周期、半徑等的大小及變化嗎?什么是eV，它與焦耳如何轉(zhuǎn)換?在解題中一定要將它轉(zhuǎn)化成焦耳嗎?你會(huì)計(jì)算在原子躍遷中吸收或釋放光子的個(gè)數(shù)及頻率嗎?能否在此基礎(chǔ)上真正理解明線光譜與吸收光譜?你知道什么是電離，如何計(jì)算電離能嗎?在電離中，原子能吸收超過電離能的光子嗎?

6.玻爾理論的成功與局限分別是什么?經(jīng)典物理學(xué)的研究范圍又是什么?

7.誰發(fā)現(xiàn)的天然放射現(xiàn)象，有什么重大意義?三種射線的本質(zhì)及特點(diǎn)怎樣，如何在電場、磁場中分開?什么是衰變，它們的通式及實(shí)質(zhì)是什么?你能否根據(jù)衰變的次數(shù)判斷中子數(shù)和質(zhì)子數(shù)的變化(或反過來判斷)?在同一個(gè)原子核的衰變中，能否同時(shí)釋放α、β射線，那γ射線呢?在衰變與磁場、動(dòng)量守恒、核能綜合的題目中你會(huì)求解粒子的周期、運(yùn)動(dòng)半徑、動(dòng)能嗎?你能根據(jù)軌跡判斷是何種衰變以及原放射性原子核的核電荷數(shù)嗎

8.什么是半衰期，理解它時(shí)應(yīng)注意哪兩個(gè)問題?半衰期的公式是什么?你會(huì)求解關(guān)于半衰期的兩個(gè)典型問題嗎?什么是放射性同位素?在實(shí)際中有什么應(yīng)用?

9.誰發(fā)現(xiàn)的質(zhì)子，核反應(yīng)方程是什么?誰預(yù)言了中子的存在，又是誰發(fā)現(xiàn)的，核反應(yīng)方程是什么?什么是核子，它們靠什么力結(jié)合在一起，這個(gè)力有什么特點(diǎn)，你能把它與輕核聚變的條件結(jié)合起來考慮嗎?

10.核反應(yīng)方程的配平遵循什么規(guī)律?典型的核反應(yīng)方程有幾類，你能區(qū)分它們嗎?核反應(yīng)方程能寫等號(hào)嗎?

11.什么是質(zhì)能方程，誰提出的，如何理解，是不是說質(zhì)量與能量可以相互轉(zhuǎn)化?什么是質(zhì)量虧損?使用質(zhì)能方程在計(jì)算核能時(shí)關(guān)于單位應(yīng)注意什么?核反應(yīng)前和反應(yīng)后粒子的動(dòng)能在解題時(shí)應(yīng)如何處理?

12.什么是平均質(zhì)量，它對(duì)于確定一個(gè)核反應(yīng)是吸收能量還是放出能量具有什么意義?典型的重核裂變的核反應(yīng)方程有什么特征，輕核的聚變呢?什么是鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，產(chǎn)生的條件是什么?核反應(yīng)堆的主要組成是什么?為什么輕核的聚變反應(yīng)又稱為熱核反應(yīng)，它與裂變相比有什么優(yōu)點(diǎn)?

第五篇：高中物理光學(xué)知識(shí)點(diǎn)梳理

高中物理光學(xué)知識(shí)點(diǎn)梳理

一、光的反射和折射（幾何光學(xué)）

1.反射定律α＝i ｛α：反射角，i：入射角｝

2.絕對(duì)折射率(光從真空中到介質(zhì))n?csini?｛光的色散，可見光中紅光折射率小，vsinrn:折射率，c:真空中的光速，v:介質(zhì)中的光速，i:入射角，r:折射角｝

3.全反射：

1）光從介質(zhì)中進(jìn)入真空或空氣中時(shí)發(fā)生全反射的臨界角C：sinC?1 n

2)全反射的條件：光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)；入射角等于或大于臨界角

注:

(1)平面鏡反射成像規(guī)律：成等大正立的虛像，像與物沿平面鏡對(duì)稱；

(2)三棱鏡折射成像規(guī)律：成虛像，出射光線向底邊偏折，像的位置向頂角偏移；

(3)光導(dǎo)纖維是光的全反射的實(shí)際應(yīng)用，放大鏡是凸透鏡，近視眼鏡是凹透鏡；

(4)熟記各種光學(xué)儀器的成像規(guī)律，利用反射(折射)規(guī)律、光路的可逆等作出光路圖是解題關(guān)鍵；

(5)白光通過三棱鏡發(fā)色散規(guī)律：紫光靠近底邊出射見。

二、光的本性（光既有粒子性,又有波動(dòng)性,稱為光的波粒二象性）

1.兩種學(xué)說:微粒說(牛頓)、波動(dòng)說(惠更斯)

2．雙縫干涉:中間為亮條紋；亮條紋位置: ?＝nλ；暗條紋位置: ?＝(2n+1)＝0,1,2,3……）；條紋間距：?x??（n2l?｛?:路程差(光程差)；λ:光的波長；:光的半波d2長；d兩條狹縫間的距離；l：擋板與屏間的距離｝

3.光的顏色由光的頻率決定,光的頻率由光源決定,與介質(zhì)無關(guān),光的傳播速度與介質(zhì)有關(guān)，光的顏色按頻率從低到高的排列順序是：紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫(助記：紫光的頻率大，波長小)

4.薄膜干涉:增透膜的厚度是綠光在薄膜中波長的1?，即增透膜厚度d? 4

45.光的衍射：光在沒有障礙物的均勻介質(zhì)中是沿直線傳播的，在障礙物的尺寸比光的波長大得多的情況下，光的衍射現(xiàn)象不明顯可認(rèn)為沿直線傳播，反之，就不能認(rèn)為光沿直線傳

播

6.光的偏振：光的偏振現(xiàn)象說明光是橫波

7.光的電磁說：光的本質(zhì)是一種電磁波。電磁波譜(按波長從大到小排列):無線電波、紅外線、可見光、紫外線、倫琴射線、γ射線。紅外線、紫外、線倫琴射線的發(fā)現(xiàn)和特性、產(chǎn)生機(jī)理、實(shí)際應(yīng)用。

8.光子說,一個(gè)光子的能量E＝hν ｛h:普朗克常量＝6.63×10J.s，ν:光的頻率｝

9.愛因斯坦光電效應(yīng)方程：W:金屬的逸出功｝

注:

(1)要會(huì)區(qū)分光的干涉和衍射產(chǎn)生原理、條件、圖樣及應(yīng)用,如雙縫干涉、薄膜干涉、單縫衍射、圓孔衍射、圓屏衍射等；

(2)其它相關(guān)內(nèi)容:光的本性學(xué)說發(fā)展史、泊松亮斑、發(fā)射光譜、吸收光譜、光譜分析、原子特征譜線、光電效應(yīng)的規(guī)律光子說、光電管及其應(yīng)用、光的波粒二象性、激光。

物質(zhì)波。

121mv?hv?W ｛mv2:光電子初動(dòng)能，hv:光子能量，22