2019-2020年高三物理光學(xué)專題復(fù)習(xí)教案基本知識(shí)點(diǎn)回顧一. 知識(shí)框架（一）對(duì)光傳播規(guī)律的研究幾何光學(xué)（二）光的本性物理光學(xué)（一）幾何光學(xué)重點(diǎn)知識(shí)總結(jié) （1）光的直線傳播規(guī)律 條件：同種、均勻介質(zhì) （2）光的反射定律 注：無(wú)論是鏡面反射或漫反射，對(duì)每條反射光線都遵循反射定律。 （3）光的折射定律，特例：光從真空（空氣）射入介質(zhì)時(shí)，則 特例： （4）光的獨(dú)立傳播定律：幾束光在同一介質(zhì)中傳播時(shí)雖屢屢相交，但互不擾亂，保持各自的方向繼續(xù)傳播。 （5）光路可逆原理：當(dāng)光線逆著原來(lái)的反射線或折射線方向入射時(shí)，將逆著原來(lái)的入射線方向反射或折射。 （6）幾點(diǎn)注意： 光射到兩種介質(zhì)界面上，一般情況下都是既有反射，又有折射，因此需考慮每一條可能的光線（包括垂直入射時(shí)按原路返回的反射光） 折射率反映了介質(zhì)的折光本領(lǐng)，取決于光在真空和介質(zhì)中的傳播速度，即 所以，測(cè)定了介質(zhì)的折射率，即可算出光在介質(zhì)中的速度。 全反射的條件 1）光從介質(zhì)射向真空（空氣）； 2）入射角等于或大于臨界角 3）條件應(yīng)用：光線從光密介質(zhì)射至光疏介質(zhì)的界面時(shí)，首先要檢查一下臨界角，然后才能確定光線的實(shí)際傳播路徑。 2. 幾何光學(xué)器件對(duì)光路控制作用對(duì)比表： 幾點(diǎn)說(shuō)明： 用平面鏡控制反射光線去向的相關(guān)題型： 1）給出入射光線方向與反射光線去向，要求找鏡位； 2）鏡旋轉(zhuǎn)反射光線改變 光線通過(guò)平行透明板的側(cè)移距的相關(guān)因素： 表達(dá)式： 說(shuō)明d與玻璃板厚度z，玻璃材料折射率n和入射角i有關(guān)系。 不同色光光路與成像差異的對(duì)比： 3. 光學(xué)器件（平面鏡、透鏡）的成像 平面鏡成像作圖與成像計(jì)算。 題型：1）平面鏡尺寸的設(shè)計(jì) 2）平面鏡尺寸對(duì)像長(zhǎng)的限制 3）有一定厚度平面鏡成像設(shè)計(jì) 4）平面鏡視場(chǎng) 透鏡的成像作圖法。例圖（用焦平面和到光軸法）（二）光的本性物理光學(xué)重點(diǎn)知識(shí) 1. 對(duì)光本性的認(rèn)識(shí)：光是具有電磁本質(zhì)的物質(zhì)。具有波粒二象性，波長(zhǎng)較大時(shí)波動(dòng)性明顯，波長(zhǎng)很小時(shí)微粒性明顯。 2. 光的波動(dòng)性 （1）光的干涉（現(xiàn)象及條件） （2）光的衍射： 現(xiàn)象：（a）圓斑衍射 （b）圓孔衍射 （3）色散，光譜，電磁波譜 （4）光譜比較表：光譜比較表電磁波波譜對(duì)比表 3. 光的粒子性的重點(diǎn)知識(shí) （1）光電效應(yīng)現(xiàn)象 （2）光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)規(guī)律（四條）二. 重點(diǎn)知識(shí)規(guī)律回顧重要規(guī)律對(duì)比表規(guī)律主要內(nèi)容說(shuō)明（1）光的直線傳播定律光在均勻介質(zhì)中，總是沿直線傳播的。在同一種介質(zhì)中光線不一定直線傳播。（2）光的反射定律“三線”共面，“兩線”對(duì)稱，“兩角”相等。“三線”為入射、反射與法線，入、反射線關(guān)于法線對(duì)稱，反射角等于入射角。（3）平面鏡成像規(guī)律像與物以鏡面為對(duì)稱，像與物大小一樣，恒為虛像。即v=u，v像距，u物距，可依據(jù)反射定律作圖成像。（4）光的折射定律“三線”共面、兩線不共介質(zhì)“兩角”正弦成正比，n(折射率)i是入射線與法線間的夾角。是折射線與法線間的夾角。c是光在真空中的速度，v是光在介質(zhì)中的速度。（5）全反射規(guī)律只有反射光線，沒(méi)有折射光的現(xiàn)象。光線由介質(zhì)進(jìn)入真空產(chǎn)生全反射的條件（1）光線從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)（2）入射角（臨界角）（6）光的色散規(guī)律復(fù)色光通過(guò)三棱鏡分解為單色光，為偏折角，紫色光偏折角最大由于同一介質(zhì)不同色光的傳播速度不同，則*（7）透鏡成像規(guī)律，根據(jù)實(shí)驗(yàn)、作圖及公式計(jì)算得出：u(物距)，則v(像距)；由光路可逆性，若，則u>2f時(shí)，則f<v<2f，倒立縮小實(shí)像(K<1)，據(jù)光路可逆性f<u<2f，則v>f，K>1，倒立放大實(shí)像u=2f, v=2f, K=1，倒立等大實(shí)像u<f, ,K>1，正立放大虛像，K表示垂直于主軸方向的線度放大率。 說(shuō)明：透鏡成像規(guī)律計(jì)算不要求。 （3）“光子”理論成功解釋光電效應(yīng)。 4. 光的波粒二象性。 光子流不是一群遵從經(jīng)典力學(xué)規(guī)律的粒子；光波也不是通常所理解的連續(xù)的波動(dòng)。光波強(qiáng)度代表那里出現(xiàn)的光子數(shù)?！镜湫屠}】 例1. 如圖所示，激光液面控制儀的原理是：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，屏上用光電容將光訊號(hào)轉(zhuǎn)變成電訊號(hào)，電訊號(hào)輸入控制系統(tǒng)用以控制液面高度，如果發(fā)現(xiàn)光點(diǎn)B在屏上向右移動(dòng)了的距離到，由上可知液面_（填“升高”或“降低”）了。 解：作出兩次的反射光路圖如下圖所示，由幾何圖形可知：液面下降，又由幾何關(guān)系可得：，液面下降的高度 答案：降低了 例2. 如圖所示，兩塊同樣的玻璃直角三棱鏡ABC，兩者的AC面是平行放置的，在它們之間是均勻的未知透明介質(zhì)，一單色細(xì)光束O垂直于AB面入射，在圖示的出射光線中（ ） A. 1，2，3（彼此平行）中的任一條都有可能 B. 4，5，6（彼此平行）中的任一條都有可能 C. 7，8，9（彼此平行）中的任一條都有可能 D. 只能是4，6中的某一條 分析：光線經(jīng)AC面的折射情況由于未知透明介質(zhì)的折射率的不確定性分為三種情況：（1）透明介質(zhì)折射率大于玻璃折射率，可能出射光線為圖中第6條；（2）透明介質(zhì)折射率等于玻璃折射率，入射光線不偏折，是第5條光線；（3）透明介質(zhì)折射率小于玻璃折射率，可能射出光線為第4條光線，所以答案為B。 例3. 有一點(diǎn)光源置于透鏡主軸上的A點(diǎn)經(jīng)透鏡成像于B點(diǎn)，將此點(diǎn)光源放在B點(diǎn)，經(jīng)透鏡成像于C點(diǎn)，且AB<BC，如圖所示，則（ ） A. 此透鏡一定是凸透鏡 B. 此透鏡可能是凹透鏡 C. 這兩次成像都是虛像 D. 透鏡一定在A點(diǎn)的左側(cè) 解析：物點(diǎn)由時(shí)，像點(diǎn)由，因?yàn)锳B<BC，說(shuō)明物體移動(dòng)速度小于像移動(dòng)速度，像移動(dòng)速度大，應(yīng)為放大的像，所以此透鏡肯定是凸透鏡，若是實(shí)像，物放在像的位置時(shí)，由光路可逆性知，成的像應(yīng)在原來(lái)物的位置，即物像位置互換，但此題并非如此，所以只能是放大的虛像，透鏡處于A的左側(cè)，所以答案為A、C、D。 例4. 激光器是一個(gè)特殊的光源，它發(fā)出的光便是激光，紅寶石激光器發(fā)射的激光是不連續(xù)的一道一道的閃光，每道閃光稱為一個(gè)光脈沖，現(xiàn)有一紅寶石激光器，發(fā)射功率為，所發(fā)射的每個(gè)光脈沖持續(xù)的時(shí)間為，波長(zhǎng)為793.4 nm，問(wèn)每列光脈沖的長(zhǎng)度l是多少？其中含有的光子數(shù)n是多少？ 分析與解：以，l和c分別表示光脈沖的持續(xù)時(shí)間，長(zhǎng)度和光在真空中的傳播速度，由題意可知，以P和E表示紅寶石激光器發(fā)射功率和光脈沖能量，則有：以和表示紅寶石激光的波長(zhǎng)和頻率，有：，因此得到每個(gè)紅寶石激光光子的能量，由兩式得：，代入數(shù)據(jù)得：