五、光的反射 1、光源:能夠發(fā)光的物體叫光源 2、光在均勻介質(zhì)中是沿直線(xiàn)傳播的 大氣層是不均勻的,當光從大氣層外射到地面時(shí),光線(xiàn)發(fā)了了彎折 3、光速 光在不同物質(zhì)中傳播的速度一般不同,真空中最快, 光在真空中的傳播速度:C = 3*108 m/s,在空氣中的速度接近于這個(gè)速度,水中的速度為3/4C,玻璃中為2/3C 4、光直線(xiàn)傳播的應用 可解釋許多光學(xué)現象:激光準直,影子的形成,月食、日食的形成、小孔成像等 5、光線(xiàn) 光線(xiàn):表示光傳播方向的直線(xiàn),即沿光的傳播路線(xiàn)畫(huà)一直線(xiàn),并在直線(xiàn)上畫(huà)上箭頭表示光的傳播方向(光線(xiàn)是假想的,實(shí)際并不存在) 6、光的反射 光從一種介質(zhì)射向另一種介質(zhì)的交界面時(shí),一部分光返回原來(lái)介質(zhì)中,使光的傳播方向發(fā)生了改變,這種現象稱(chēng)為光的反射 7、光的反射定律 反射光線(xiàn)與入射光線(xiàn)、法線(xiàn)在同一平面上;反射光線(xiàn)和入射光線(xiàn)分居在法線(xiàn)的兩側;反射角等于入射角 可歸納為:“三線(xiàn)一面,兩線(xiàn)分居,兩角相等” 理解: (1) 由入射光線(xiàn)決定反射光線(xiàn),敘述時(shí)要“反”字當頭 (2) 發(fā)生反射的條件:兩種介質(zhì)的交界處;發(fā)生處:入射點(diǎn);結果:返回原介質(zhì)中 (3) 反射角隨入射角的增大而增大,減小而減小,當入射角為零時(shí),反射角也變?yōu)榱愣?8、兩種反射現象 (1) 鏡面反射:平行光線(xiàn)經(jīng)界面反射后沿某一方向平行射出,只能在某一方向接收到反射光線(xiàn) (2) 漫反射:平行光經(jīng)界面反射后向各個(gè)不同的方向反射出去,即在各個(gè)不同的方向都能接收到反射光線(xiàn) 注意:無(wú)論是鏡面反射,還是漫反射都遵循光的反射定律 9、在光的反射中光路可逆 10、平面鏡對光的作用 (1)成像 (2)改變光的傳播方向 11、平面鏡成像的特點(diǎn) (1)成的像是正立的虛像 (2)像和物的大小 (3)像和物的連線(xiàn)與鏡面垂直,像和物到鏡的距離相等 理解:平面鏡所成的像與物是以鏡面為軸的對稱(chēng)圖形 12、實(shí)像與虛像的區別 實(shí)像是實(shí)際光線(xiàn)會(huì )聚而成的,可以用屏接到,當然也能用眼看到。
虛像不是由實(shí)際光線(xiàn)會(huì )聚成的,而是實(shí)際光線(xiàn)反向延長(cháng)線(xiàn)相交而成的,只能用眼看到,不能用屏接收。 13、平面鏡的應用 (1)水中的倒影 (2)平面鏡成像 (3)潛望鏡 六、光的折射 1、光的折射 光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時(shí),傳播方向一般會(huì )發(fā)生變化,這種現象叫光的折射 理解:光的折射與光的反射一樣都是發(fā)生在兩種介質(zhì)的交界處,只是反射光返回原介質(zhì)中,而折射光則進(jìn)入到另一種介質(zhì)中,由于光在在兩種不同的物質(zhì)里傳播速度不同,故在兩種介質(zhì)的交界處傳播方向發(fā)生變化,這就是光的折射。
注意:在兩種介質(zhì)的交界處,既發(fā)生折射,同時(shí)也發(fā)生反射 2、光的折射規律 光從空氣斜射入水或其他介抽中時(shí),折射光線(xiàn)與入射光線(xiàn)、法線(xiàn)在同一平面上,折射光線(xiàn)和入射光線(xiàn)分居法線(xiàn)兩側;折射角小于入射角;入射角增大時(shí),折射角也隨著(zhù)增大;當光線(xiàn)垂直射向介質(zhì)表面時(shí),傳播方向不變,在折射中光路可逆。 理解:折射規律分三點(diǎn):(1)三線(xiàn)一面 (2)兩線(xiàn)分居(3)兩角關(guān)系分三種情況:①入射光線(xiàn)垂直界面入射時(shí),折射角等于入射角等于0°;②光從空氣斜射入水等介質(zhì)中時(shí),折射角小于入射角;③光從水等介質(zhì)斜射入空氣中時(shí),折射角大于入射角 3、在光的折射中光路是可逆的 4、透鏡及分類(lèi) 透鏡:透明物質(zhì)制成(一般是玻璃),至少有一個(gè)表面是球面的一部分,且透鏡厚度遠比其球面半徑小的多。
分類(lèi):凸透鏡:邊緣薄,中央厚 凹透鏡:邊緣厚,中央薄 5、主光軸,光心、焦點(diǎn)、焦距 主光軸:通過(guò)兩個(gè)球心的直線(xiàn) 光心:主光軸上有個(gè)特殊的點(diǎn),通過(guò)它的光線(xiàn)傳播方向不變。(透鏡中心可認為是光心) 焦點(diǎn):凸透鏡能使跟主軸平行的光線(xiàn)會(huì )聚在主光軸上的一點(diǎn),這點(diǎn)叫透鏡的焦點(diǎn),用“F”表示 虛焦點(diǎn):跟主光軸平行的光線(xiàn)經(jīng)凹透鏡后變得發(fā)散,發(fā)散光線(xiàn)的反向延長(cháng)線(xiàn)相交在主光軸上一點(diǎn),這一點(diǎn)不是實(shí)際光線(xiàn)的會(huì )聚點(diǎn),所以叫虛焦點(diǎn)。
焦距:焦點(diǎn)到光心的距離叫焦距,用“f”表示。 每個(gè)透鏡都有兩個(gè)焦點(diǎn)、焦距和一個(gè)光心。
如圖 6、透鏡對光的作用 凸透鏡:對光起會(huì )聚作用(如圖) 凹透鏡:對光起發(fā)散作用(如圖) 7、凸透鏡成像規律 物 距 (u) 成像 大小 像的 虛實(shí) 像物位置 像 距 ( v ) 應 用 u > 2f 縮小 實(shí)像 透鏡兩側 f < v <2f 照相機 u = 2f 等大 實(shí)像 透鏡兩側 v = 2f f < u 2f 幻燈機 u = f 不 成 像 u u 放大鏡 凸透鏡成像規律口決記憶法 口決一: “一焦分虛實(shí),二焦分大小;虛像同側正;實(shí)像異側倒,物運像變小” 口決二: 三物距、三界限,成像隨著(zhù)物距變; 物遠實(shí)像小而近,物近實(shí)像大而遠。 如果物放焦點(diǎn)內,正立放大虛像現; 幻燈放像像好大,物處一焦二焦間; 相機縮你小不點(diǎn),物處二倍焦距遠。
口決三: 凸透鏡,本領(lǐng)大,照相、幻燈和放大; 二倍焦外倒實(shí)小,二倍焦內倒實(shí)大; 若是物放焦點(diǎn)內,像物同側虛像大; 一條規律記在心,物近像遠像變大。 8、為了使幕上的像“正立”(朝上),幻燈片要倒著(zhù)插。
9、照相機的鏡頭相當于一個(gè)凸透鏡,暗箱中的膠片相當于光屏,我們調節調焦環(huán),并非調焦距,而是調鏡頭到膠片的距離,物離鏡頭越遠,膠片就應靠近鏡頭。
光學(xué)包括兩大部分內容:幾何光學(xué)和物理光學(xué).幾何光學(xué)(又稱(chēng)光線(xiàn)光學(xué))是以光的直線(xiàn)傳播性質(zhì)為基礎,研究光在煤質(zhì)中的傳播規律及其應用的學(xué)科;物理光學(xué)是研究光的本性、光和物質(zhì)的相互作用規律的學(xué)科. 一、重要概念和規律(一)、幾何光學(xué)基本概念和規律1、基本規律光源發(fā)光的物體.分兩大類(lèi):點(diǎn)光源和擴展光源.點(diǎn)光源是一種理想模型,擴展光源可看成無(wú)數點(diǎn)光源的集合.光線(xiàn)——表示光傳播方向的幾何線(xiàn).光束通過(guò)一定面積的一束光線(xiàn).它是溫過(guò)一定截面光線(xiàn)的集合.光速——光傳播的速度。
光在真空中速度最大。恒為C=3*108m/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齒輪法測出了光這。
實(shí)像——光源發(fā)出的光線(xiàn)經(jīng)光學(xué)器件后,由實(shí)際光線(xiàn)形成的.虛像——光源發(fā)出的光線(xiàn)經(jīng)光學(xué)器件后,由發(fā)實(shí)際光線(xiàn)的延長(cháng)線(xiàn)形成的。本影——光直線(xiàn)傳播時(shí),物體后完全照射不到光的暗區.半影——光直線(xiàn)傳播時(shí),物體后有部分光可以照射到的半明半暗區域. 2.基本規律(1)光的直線(xiàn)傳播規律 先在同一種均勻介質(zhì)中沿直線(xiàn)傳播。
小孔成像、影的形成、日食、月食等都是光沿直線(xiàn)傳播的例證。(2)光的獨立傳播規律 光在傳播時(shí)雖屢屢相交,但互不擾亂,保持各自的規律繼續傳播。
(3)光的反射定律 反射線(xiàn)、人射線(xiàn)、法線(xiàn)共面;反射線(xiàn)與人射線(xiàn)分布于法線(xiàn)兩側;反射角等于入射角。(4)光的折射定律 折射線(xiàn)、人射線(xiàn)、法織共面,折射線(xiàn)和入射線(xiàn)分居法線(xiàn)兩側;對確定的兩種介質(zhì),入射角(i)的正弦和折射角(r)的正弦之比是一個(gè)常數. 介質(zhì)的折射串 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(xiàn)逆著(zhù)反射線(xiàn)或折射線(xiàn)方向入射,將沿著(zhù)原來(lái)的入射線(xiàn)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,像與物對鏡面對稱(chēng)。
(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)棱鏡光密煤質(zhì)的棱鏡放在光疏煤質(zhì)的環(huán)境中,入射到棱鏡側面的光經(jīng)棱鏡后向底面偏折。隔著(zhù)棱鏡看到物體的像向項角偏移。
棱鏡的色散作用復色光通過(guò)三棱鏡被分解成單色光的現象。(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),凸透鏡對光線(xiàn)有會(huì )聚作用,凹透鏡對光線(xiàn)有發(fā)散作用.透鏡成像作圖利用三條特殊光線(xiàn)。
成像規律1/u+1/v=1/f。線(xiàn)放大率m=像長(cháng)/物長(cháng)=|v|/u。
說(shuō)明①成像公式的符號法則——凸透鏡焦距f取正,凹透鏡焦距f取負;實(shí)像像距v取正,虛像像距v取負。②線(xiàn)放大率與焦距和物距有關(guān).(5)平行透明板光線(xiàn)經(jīng)平行透明板時(shí)發(fā)生平行移動(dòng)(側移).側移的大小與入射角、透明板厚度、折射率有關(guān)。
4.簡(jiǎn)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 是凸透鏡成像在u>2f時(shí)的應用.得到的是倒立縮小施實(shí)像。
(3)幻燈機 是凸透鏡成像在 f(4)顯微鏡由短焦距的凸透鏡作物鏡,長(cháng)焦距的透鏡作目鏡所組成。物體位于物鏡焦點(diǎn)外很靠近焦點(diǎn)處,經(jīng)物鏡成實(shí)像于目鏡焦點(diǎn)內很靠近焦點(diǎn)處。
再經(jīng)物鏡在同側形成一放大虛像(通常位于明視距離處)。 (5)望遠鏡由長(cháng)焦距的凸透鏡作物鏡,轅焦距的〕透鏡作目鏡所組成。
極遠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)外很靠近焦點(diǎn)處,恰位于目鏡焦點(diǎn)內,再經(jīng)目鏡成虛像于極遠處(或明視距離處)。(6)眼睛等效于一變焦距照相機,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厘米的遠視25者需配戴凸透鏡做鏡片的眼鏡。 (二)物理光學(xué)——人類(lèi)對光本性的認識發(fā)展過(guò)程(1)微粒說(shuō)(牛頓) 基本觀(guān)點(diǎn) 認為光像一群彈性小球的微粒。
實(shí)驗基礎光的直線(xiàn)傳播、光的反射現象。困難問(wèn)題無(wú)法解釋兩種媒質(zhì)界面同時(shí)發(fā)生的反射、折射現象以及光的獨立傳播規律等。
(2)波動(dòng)說(shuō)(惠更斯) 基本觀(guān)點(diǎn) 認為光是某種振動(dòng)激起的波(機械波)。實(shí)驗基礎 光的干涉和衍射現象。
①個(gè)的干涉現象——楊氏雙縫干涉實(shí)驗條件 兩束光頻率相同、相差恒定。裝置 (略)。
現象出現中央明條,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(cháng)的整數倍(半個(gè)波長(cháng)的偶數倍)時(shí),兩波同相疊加,振動(dòng)加強,產(chǎn)生明條;兩波反相疊加,振動(dòng)相消,產(chǎn)生暗條。
應用檢查平面、測量厚度、增強光學(xué)鏡頭透射光強度(增透膜).②光的衍射現象——單縫衍射(或圓孔衍射)條件 縫寬(或孔徑)可與波長(cháng)相比擬。裝置 (略)。
現象 出現中央最亮最寬的明條,兩邊不等距發(fā)表的明暗條紋(或明暗鄉間的圓環(huán))。困難問(wèn)題 難以解釋光的直進(jìn)、尋找不到傳播介質(zhì)。
(3)電磁說(shuō)(麥克斯韋) 基本觀(guān)點(diǎn) 認為光是一種電磁波。 實(shí)驗基礎赫茲實(shí)驗(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)生機理無(wú)線(xiàn)電波 自由電子的運動(dòng);紅外線(xiàn)、可見(jiàn)光、紫外線(xiàn)原子外層電子受激發(fā);x射線(xiàn) 原子內層電子受激發(fā);γ射線(xiàn)原子核受激發(fā)。可見(jiàn)光的光譜發(fā)射光譜——連續光譜、明線(xiàn)光譜;吸收光譜(特征光譜。
困難問(wèn)題 無(wú)法解釋光電。
(一)光的傳播 1.光在同種均勻介質(zhì)中沿直線(xiàn)傳播. 2.真空中光速:c=3.00*108米/秒. 3.表現: (1)小孔成像: (2)影的產(chǎn)生(本影、偽本影、半影),如圖6-1所示. (3)同種介質(zhì)中,兩眼可確定光源位置. 光的傳播規律是物體成像作圖的基礎,也是整個(gè)幾何光學(xué)的理論基礎. (二)光的反射現象 1.反射定律:反射光線(xiàn)跟入射光線(xiàn)和法線(xiàn)在同一平面上,反射光線(xiàn)和入射光線(xiàn)分別位于法線(xiàn)兩則,反射角等于入射角. 2.反射現象中光路可逆. 3.應用: (1)平面鏡成像. 1)成像光路圖,如圖6-2所示; 2)成像特點(diǎn):像和物與鏡面對稱(chēng),成等大、正立、虛像. (為作圖準確,可先根據對稱(chēng)性確定像的位置,再畫(huà)反射光線(xiàn)) 注意 (i)平面鏡不改變光束性質(zhì). (ii)入射光線(xiàn)不變,當鏡面轉過(guò)α角,則反射光線(xiàn)轉過(guò)2α角. (2)球面鏡對光線(xiàn)的作用及成像. 1)凸面鏡成縮小、正立虛像; 2)凹面鏡成像規律(不做要求). 特點(diǎn) 凸面鏡使光束發(fā)散,四面鏡使光束會(huì )聚. (三)光的折射 1.折射定律 折射光線(xiàn)跟入射光線(xiàn)和法線(xiàn)在同一平面內,折射光線(xiàn)和入射光線(xiàn)分居法線(xiàn)兩側,入射角的正弦跟折射角的正弦值成正比,即 i是入射角,r是折射角. 2.折射率 i為真空(或空氣)中光線(xiàn)的入射角,r為介質(zhì)中光線(xiàn)的折射角,n為該介質(zhì)的折射率. (1)其物理意義為反射光線(xiàn)在兩介質(zhì)界面上發(fā)生偏折程度的物理量(n越大、折射線(xiàn)偏離原來(lái)方向越厲害). (2)兩種介質(zhì)比較:n大,光密介質(zhì);n小,光疏介質(zhì). (3)折射率(n)和光的頻率(f)有關(guān)(在介質(zhì)中f大則n大). 注意,光線(xiàn)在界面上同時(shí)發(fā)生反射、折射時(shí),反射光線(xiàn)能量隨入射角增大而增大,折射光線(xiàn)能量隨入射角增大而減小. 3.全反射 (1)條件: 1)光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì); (2)發(fā)生全反射時(shí),光線(xiàn)遵守反射定律. 4.應用 (1)平行玻璃板. 光線(xiàn)在兩個(gè)界面上發(fā)生兩次折射,出射光線(xiàn)發(fā)生了側移,光束性質(zhì)不變. (2)棱鏡. 作用: 1)色散,即一束白光通過(guò)三棱鏡后,形成彩色光帶的現象(色散后,紅光偏折小、紫光偏折大). 2)偏折:光線(xiàn)通過(guò)三棱鏡后發(fā)生偏折. (3)全反射棱鏡:用臨界角小于45°的介質(zhì)制成直角三棱鏡,可使光線(xiàn)發(fā)生全反射,可以控制光路. (四)透鏡成像 透鏡是利用光的折射現象控制光路和成像的光學(xué)器件,透鏡有凸透鏡、凹透鏡兩種.凸透鏡對光線(xiàn)起會(huì )聚作用,凹透鏡使光線(xiàn)發(fā)散,且透鏡光路可逆. 1.透鏡成像作圖 三條典型光線(xiàn)是透鏡成像作圖的基礎: (1)凸透鏡成像光路圖(圖6-5); (2)凹透鏡成像光路圖(圖6-6). 注意 1)入射、反射、折射光線(xiàn)用帶箭頭實(shí)線(xiàn)表示,反向延長(cháng)線(xiàn)用虛線(xiàn). 2)實(shí)像用實(shí)線(xiàn),虛像用虛線(xiàn),箭頭表示像的倒正. (3)成像規律和特點(diǎn)如下: (4)成像作圖類(lèi)型. 1)已知物、透鏡,確定像; 2)已知像、透鏡,確定物; 3)已知物、像,確定透鏡. (5)透鏡的遮擋與拆合. 1)遮擋:凸透鏡部分被遮擋,仍然成完整像,但像變暗; 2)拆開(kāi):凸透鏡切成兩部分,相當于兩個(gè)透鏡分別成像. 2.透鏡成像公式. (1)公式 (2)符號: 注意,當凸透鏡成實(shí)像時(shí): 2)v≥2f,物距和像距之和隨v增大而增大,即物越靠近焦點(diǎn),物和像的距離越大. (3)放大率: l為物長(cháng),l'為像長(cháng).。
一、光源:能發(fā)光的物體叫做光源。
光源可分為1、冷光源(水母、節能燈),熱光源(火把、太陽(yáng));2、天然光源(水母、太陽(yáng)),人造光源(燈泡、火把);3、生物光源(水母、斧頭魚(yú)),非生物光源(太陽(yáng)、燈泡) 二、光的傳播1、光在同種均勻介質(zhì)中沿直線(xiàn)傳播;2、光的直線(xiàn)傳播的應用:(1)小孔成像:像的形狀與小孔的形狀無(wú)關(guān),像是倒立的實(shí)像(樹(shù)陰下的光斑是太陽(yáng)的像) (2)取直線(xiàn):激光準直(挖隧道定向);整隊集合;射擊瞄準;(3)限制視線(xiàn):坐井觀(guān)天(要求會(huì )作有水、無(wú)水時(shí)青蛙視野的光路圖);一葉障目;(4)影的形成:影子;日食、月食(要求知道日食時(shí)月球在中間;月食時(shí)地球在中間)3、光線(xiàn):常用一條帶有箭頭的直線(xiàn)表示光的徑跡和方向;三、光速1、真空中光速是宇宙中最快的速度;2、在計算中,真空或空氣中光速c=3*108m/s;3、光在水中的速度約為 c,光在玻璃中的速度約為 c;4、光年:是光在一年中傳播的距離,光年是長(cháng)度單位;1光年≈9.46*1015m;注:聲音在固體中傳播得最快,液體中次之,氣體中最慢,真空中不傳播;光在真空中傳播的最快,空氣中次之,透明液體、固體中最慢(二者剛好相反)。光速遠遠大于聲速,(如先看見(jiàn)閃電再聽(tīng)見(jiàn)雷聲,在100m賽跑時(shí)聲音傳播的時(shí)間不能忽略不計,但光傳播的時(shí)間可忽略不計)。
四、光的反射:1、當光射到物體表面時(shí),有一部份光會(huì )被物體反射回來(lái),這種現象叫做光的反射。2、我們看見(jiàn)不發(fā)光的物體是因為物體反射的光進(jìn)入了我們的眼睛。
3、反射定律:在反射現象中,反射光線(xiàn)、入射光線(xiàn)、法線(xiàn)都在同一個(gè)平面內;反射光線(xiàn)、入射光線(xiàn)分居法線(xiàn)兩側;反射角等于入射角。(1)、法線(xiàn):過(guò)光的入射點(diǎn)所作的與反射面垂直的直線(xiàn);(2)入射角:入射光線(xiàn)與法線(xiàn)的夾角;反射角:法射光線(xiàn)與法線(xiàn)間的夾角。
(入射光線(xiàn)與鏡面成θ角,入射角為90°-θ,反射角為90°-θ) (3)入射角與反射角之間存在因果關(guān)系,反射角總是隨入射角的變化而變化而變化,因而只能說(shuō)反射角等于入射角,不能說(shuō)成入射角等于反射角。(鏡面旋轉θ,反射光旋轉2θ) (4)垂直入射時(shí),入射角、反射角等于多少?答:垂直入射時(shí),入射角為0度,反射角亦等于0度。
4、反射現象中,光路是可逆的(互看雙眼)5、利用光的反射定律畫(huà)一般的光路圖(要求會(huì )作):(1)、確定入(反)射點(diǎn):入射光線(xiàn)和反射面或反射光線(xiàn)和反射面或入射光線(xiàn)和反射光線(xiàn)的交點(diǎn)即為入射(反射)點(diǎn) (2)、根據法線(xiàn)和反射面垂直,作出法線(xiàn)。(3)、根據反射角等于入射角,畫(huà)出入射光線(xiàn)或反射光線(xiàn)5、兩種反射:鏡面反射和漫反射。
(1)鏡面反射:平行光射到光滑的反射面上時(shí),反射光仍然被平行的反射出去;(2)漫反射:平行光射到粗糙的反射面上,反射光將沿各個(gè)方向反射出去;(3)鏡面反射和漫反射的相同點(diǎn):都是反射現象,都遵守反射定律;不同點(diǎn)是:反射面不同(一光滑,一粗糙),一個(gè)方向的入射光,鏡面反射的反射光只射向一個(gè)方向(刺眼);而漫反射射向四面八方;(下雨天向光走走暗處,背光走要走亮處,因為積水發(fā)生鏡面反射,地面發(fā)生漫反射,電影屏幕粗糙、黑板要粗糙是利用漫反射把光射向四處,黑板上“反光”是發(fā)生了鏡面反射) 五、平面鏡成像1、平面鏡成像的特點(diǎn):像是虛像,像和物關(guān)于鏡面對稱(chēng)(像和物的大小相等,像和物對應點(diǎn)的連線(xiàn)和鏡面垂直,到鏡面的距離相等;像和物上下相同,左右相反(鏡中人的左手是人的右手,看鏡子中的鐘的時(shí)間要看紙張的反面,物體遠離、靠近鏡面像的大小不變,但亦要隨著(zhù)遠離、靠近鏡面相同的距離,對人是2倍距離)。2、水中倒影的形成的原因:平靜的水面就好像一個(gè)平面鏡,它可以成像(水中月、鏡中花);對實(shí)物的每一點(diǎn)來(lái)說(shuō),它在水中所成的像點(diǎn)都與物點(diǎn)“等距”,樹(shù)木和房屋上各點(diǎn)與水面的距離不同,越接近水面的點(diǎn),所成像亦距水面越近,無(wú)數個(gè)點(diǎn)組成的像在水面上看就是倒影了。
(物離水面多高,像離水面就是多遠,與水的深度無(wú)關(guān))。3、平面鏡成虛像的原因:物體射到平面鏡上的光經(jīng)平面鏡反射后的反射光線(xiàn)沒(méi)有會(huì )聚二是發(fā)散的,這些光線(xiàn)的反向延長(cháng)線(xiàn)(畫(huà)時(shí)用虛線(xiàn))相交成的像,不能呈現在光屏上,只能通過(guò)人眼觀(guān)察到,故稱(chēng)為虛像(不是由實(shí)際光線(xiàn)會(huì )聚而成) 注意:進(jìn)入眼睛的光并非來(lái)自像點(diǎn),是反射光。
要求能用平面鏡成像的規律(像、物關(guān)于鏡面對稱(chēng))和平面鏡成像的原理(同一物點(diǎn)發(fā)出的光線(xiàn)經(jīng)反射后,反射光的反向延長(cháng)線(xiàn)交于像點(diǎn))作光路圖(作出物、像、反射光線(xiàn)和入射光線(xiàn));六、凸面鏡和凹面鏡1、以球的外表面為反射面叫凸面鏡,以球的內表面為反射面的叫凹面鏡;2、凸面鏡對光有發(fā)散作用,可增大視野(汽車(chē)上的觀(guān)后鏡);凹面鏡對光有會(huì )聚作用(太陽(yáng)灶,利用光路可逆制作電筒) 七、光的折射1、光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時(shí),傳播方向發(fā)生偏折。2、光在同種介質(zhì)中傳播,當介質(zhì)不均勻時(shí),光的傳播方向亦會(huì )發(fā)生變化。
3、折射角:折射光線(xiàn)和法線(xiàn)間的夾角。八、光的折射定律1、在光的折射中,三線(xiàn)共面,法線(xiàn)居中。
2、光從空氣斜射入水或其他介質(zhì)時(shí),折射光線(xiàn)向法線(xiàn)方向偏折;光從水或。
我是初三學(xué)生,我就把我學(xué)光學(xué)那會(huì )常錯的說(shuō)下~
1.多次反射的問(wèn)題,記得那時(shí)候后有道題,是講玻璃的,人用手指去測玻璃厚度,具體做法就是用手指貼在玻璃上面,測出距離,完了以后要除二,因為有兩層玻璃.
2.照相機的問(wèn)題,這個(gè)我到是沒(méi)錯過(guò),不過(guò)我們老師總是要重點(diǎn)強調它,反正就是很重要的意思.關(guān)鍵是要把照相機原理搞清楚,然后把簡(jiǎn)化圖畫(huà)出來(lái),對應自己做實(shí)驗事畫(huà)的圖,就不容易搞錯了.
3.填鏡子的問(wèn)題,人家把光線(xiàn)畫(huà)好,讓你填出是凸透鏡還是凹透鏡,普通的一個(gè)的就不用說(shuō)了,如果是多個(gè)那就要注意了(我以前栽過(guò)),一定要牢牢把握住鏡子的特點(diǎn),還有要注意光線(xiàn),有些光線(xiàn)上標的箭頭個(gè)數不同,那種經(jīng)常是陷阱所在.
4.反射角等于入射角.這句定義看似簡(jiǎn)單,但是去年期末考試把我坑苦了,最簡(jiǎn)單也是最容易出問(wèn)題的地方,我們班還有一些同學(xué)和我一樣都寫(xiě)成了入射角等于反射角,然后分就這樣無(wú)情地溜走了,那個(gè)悲啊~
5.轉平面鏡的問(wèn)題.就是 把平面鏡轉了幾度,然后角度改變了多少,反著(zhù)的也有,對于這種問(wèn)題,把握好一點(diǎn):反射光線(xiàn)轉過(guò)的角度是平面鏡所轉角度的兩倍.
6.介質(zhì)轉換問(wèn)題.碰到這類(lèi)題,若是畫(huà)圖那沒(méi)什么問(wèn)題,一般是選擇填空之類(lèi),問(wèn)你在岸上看水中的魚(yú)啊~在水里看天花板啊~看日出啊夕陽(yáng)啊什么的,這種問(wèn)題嘛就是要畫(huà)圖,抓住基本的轉換規律就沒(méi)問(wèn)題了,不過(guò)這樣比較費時(shí)間.一般而言,看到的水中的魚(yú)像要比實(shí)際的像位置高.
另外的看書(shū)就行了,科學(xué)考的多的還是基本的知識點(diǎn).記記背背也是需要的.
明天要考數學(xué)和科學(xué)了~看在我這么辛苦打出來(lái)的的份上~一定要看完哦~
物理光學(xué)包括光的傳播和光的本性 在了解光學(xué)分辨率之前應首先明確掃描儀的分辨率分為光學(xué)分辨率和最大分辨率,由于最大分辨率相當于插值分辨率,并不代表掃描儀的真實(shí)分辨率,所以我們在選購掃描儀時(shí)應以光學(xué)分辨率為準。
光學(xué)分辨率是指掃描儀物理器件所具有的真實(shí)分辨率。而且,掃描儀的光學(xué)分辨率是用兩個(gè)數字相乘,如600*1200dpi,其中前一個(gè)數字代表掃描儀的橫向分辨率,例如一個(gè)具有5000個(gè)感光單元的CCD器件,用于A(yíng)4幅面掃描儀,由于A(yíng)4幅面的紙張寬度是8.3英寸,所以,該掃描儀的光學(xué)分辨率就是5000/8.3=600dpi,換句話(huà)說(shuō),該掃描儀的光學(xué)分辨率是600dpi。
后面一數字則代表掃描儀的縱向分辨率或是機械分辨率,是掃描儀所用步進(jìn)電機的分辨率,掃描儀的步進(jìn)電機的精度與掃描儀的橫向分辨率相同,但由于各種機械因素的影響,掃描儀的實(shí)際精度(步進(jìn)電機的精度)將遠遠達不到橫向分辨率的水平,一般來(lái)說(shuō)。掃描儀的縱向分辨率是橫向分辨率的兩倍,有時(shí)甚至是四倍。
如:600*1200dpi。但有一點(diǎn)要注意:有的廠(chǎng)家為了顯示自已的掃描儀精度高,將600*1200dpi寫(xiě)成1200*600dpi,因此在判斷掃描儀光學(xué)分辨率時(shí),應以最小的一個(gè)為準。
激光器的基本原理 2.1 自發(fā)輻射與受激輻射 物質(zhì)的原子從外界獲得能量后進(jìn)入激發(fā)態(tài),隨后又很快(約10-7s)返回基態(tài)或者較低的能態(tài),并伴隨著(zhù)發(fā)出光輻射.原子沒(méi)有受到外來(lái)感應場(chǎng)的作用而躍遷回低能態(tài),并同時(shí)發(fā)出光輻射的過(guò)程稱(chēng)為自發(fā)輻射躍遷,產(chǎn)生的光輻射稱(chēng)為自發(fā)輻射;能量相應于兩個(gè)能級差的光子會(huì )把原子從低能態(tài)激發(fā)到高能態(tài),這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為受激吸收躍遷.1916年,著(zhù)名科學(xué)家愛(ài)因斯坦在研究光輻射與原子相互作用時(shí)發(fā)現,在受激吸收躍遷和自發(fā)輻射躍遷這兩種過(guò)程之間,還應存在第三種過(guò)程——受激輻射躍遷,即在能量相應于兩個(gè)能級能量差的光子作用下,會(huì )使在高能態(tài)的原子向低能態(tài)躍遷,并同時(shí)發(fā)射出相同能量的光子.愛(ài)因斯坦還研究了原子與輻射場(chǎng)之間的動(dòng)量交換,得出了受激發(fā)射躍遷產(chǎn)生的光子有這樣一些特性:它的頻率、傳播方向及偏振方向,都與誘導產(chǎn)生這種躍遷的光子相同.這意味著(zhù),受激輻射有很好的相干性,并且是沿一個(gè)方向傳播. 原子作自發(fā)輻射躍遷的速率與在原子系統中存在的輻射場(chǎng)強度沒(méi)有關(guān)系,而受激輻射躍遷的速率則與輻射場(chǎng)強度有關(guān).假定原子從能級E2往能級E1(E2>E1)自發(fā)輻射躍遷到某個(gè)模的速率為A21,作受激輻射躍遷到這個(gè)模的速率為B21,那么這兩個(gè)速率的比值為 B21/A21=ne (2) 式中的ne是在這個(gè)模式中的光子數目(也稱(chēng)光子簡(jiǎn)并度).這表示,對于假定的模,受激發(fā)射躍遷速率是自發(fā)輻射躍遷速率的ne倍.當ne≥1時(shí),受激輻射躍遷占優(yōu)勢.普通光源的輻射頻率分布和輻射強度基本上是由光源的溫度T來(lái)決定,在某個(gè)模的光子數ne由下式給出: 式中k在是玻爾茲曼常量(k=1.38*10-23J·K-1),h是普朗克常量(h=6.63*10-34J·s).從式(3)可以看到,由于比值 hv/kT是大于零的數,所以 exp(bv/kT)大于 1,即 ne 2.2 負溫度 負溫度是對光源中處于高能態(tài)的原子數目比處于低能態(tài)的原子數目多的一種狀態(tài)的表述.假定光源中處在高能態(tài)E2的原子數目為N2,在低能態(tài)E1的原子數目為N1,那么,根據描述在熱力學(xué)平衡狀態(tài)下原子按能級分布的玻爾茲曼分布定律,這光源的溫度T是 因為E2-E1>0,所以,如果N2>N1,那么,由式(3.4)看到,光源的溫度T是“負值”.事實(shí)上,溫度是不能為負值的,這里說(shuō)的“負溫度”只是表示原子按能級分布的一種狀態(tài),不是處于熱力學(xué)平衡狀態(tài),而是處于非熱力學(xué)平衡狀態(tài).1951年,美國珀塞爾(E.M.Purcell)試圖使用所謂“突然倒轉場(chǎng)”的方法精確測定核磁矩,即設想研究場(chǎng)極性改變比核自旋的響應時(shí)間更快.他用這個(gè)方法在氟化鋰(LiF)晶體中獲得了核自旋體反轉分布,并觀(guān)察到輻射頻率50 kHz的受激發(fā)射,第一次提出了所謂“負溫度”概念,提出粒子數反轉分布只能與玻爾茲曼分布定律中的負溫度相對應. 可以利用許多方法讓物質(zhì)中的原子(分子)實(shí)現負溫度狀態(tài).從原則上說(shuō),只要對原子泵浦到高能態(tài)的速率,比它離開(kāi)這個(gè)能態(tài)的速率高,最終可以造成負溫度狀態(tài).現在使用的主要方法有(1)光泵浦;(2)氣體放電泵浦;(3)注入電流泵浦;(4)化學(xué)泵浦等.具體內容參見(jiàn)3.2.4.需要注意的是,在可見(jiàn)光波段或紅外波段獲得并保持負溫度狀態(tài)比在微波波段困難得多,因為自由原子的自發(fā)輻射速率和光頻率的三次方成正比. 2.3 激光的增益 這是表征光輻射在激光器的工作物質(zhì)內傳播過(guò)程中其強度增長(cháng)的因子.假定激光工作物質(zhì)中處在高能態(tài)E2的原子數密度為N2(原子/cm3),處在低能態(tài)E1的原子數密度為N1.頻率v=(E2-E1)/h的光輻射沿工作物質(zhì)傳播,在單位時(shí)間內,單位體積工作物質(zhì)內由受激輻射躍遷產(chǎn)生的輻射功率,超出由受激吸收而失掉的輻射功率的數量W為 上式中的g1、g2分別為能態(tài)E1、E2的能級簡(jiǎn)并度,λ是光輻射波長(cháng),τf是能態(tài)E2的自發(fā)輻射壽命,n是工作物質(zhì)的折射率,f(v)是從能態(tài)E2向能態(tài)E1躍遷時(shí)產(chǎn)生的光輻射頻率分布因子(也稱(chēng)譜線(xiàn)形狀函數),Iv是頻率v的光輻射強度.公式(3.5)中沒(méi)有。
光學(xué)是研究光(電磁波)的行2113為和性質(zhì),以及光和物質(zhì)相互作用的物理學(xué)科。傳統的光學(xué)只研究5261可見(jiàn)光,現代光學(xué)已擴展到對全波段電磁波的研究。光4102是一種電磁波,在物理學(xué)中,電磁波由電動(dòng)力學(xué)中的麥克斯韋方程組描述;同1653時(shí),光具有波粒二象性,需要用量子力學(xué)表達。
了解激光器的知識可以專(zhuān)看看經(jīng)典教材:《激光原理》 - 周炳琨;
如果你是入門(mén)者,可以先從幾何光學(xué)入手:看看北理工安毓英編寫(xiě)的《屬應用光學(xué)》
常錯的說(shuō)下~ 1.多次反射的問(wèn)題,記得那時(shí)候后有道題,是講玻璃的,人用手指去測玻璃厚度,具體做法就是用手指貼在玻璃上面,測出距離,完了以后要除二,因為有兩層玻璃. 2.照相機的問(wèn)題,這個(gè)我到是沒(méi)錯過(guò),不過(guò)我們老師總是要重點(diǎn)強調它,反正就是很重要的意思.關(guān)鍵是要把照相機原理搞清楚,然后把簡(jiǎn)化圖畫(huà)出來(lái),對應自己做實(shí)驗事畫(huà)的圖,就不容易搞錯了. 3.填鏡子的問(wèn)題,人家把光線(xiàn)畫(huà)好,讓你填出是凸透鏡還是凹透鏡,普通的一個(gè)的就不用說(shuō)了,如果是多個(gè)那就要注意了(我以前栽過(guò)),一定要牢牢把握住鏡子的特點(diǎn),還有要注意光線(xiàn),有些光線(xiàn)上標的箭頭個(gè)數不同,那種經(jīng)常是陷阱所在. 4.反射角等于入射角.這句定義看似簡(jiǎn)單,但是去年期末考試把我坑苦了,最簡(jiǎn)單也是最容易出問(wèn)題的地方,我們班還有一些同學(xué)和我一樣都寫(xiě)成了入射角等于反射角,然后分就這樣無(wú)情地溜走了,那個(gè)悲啊~ 5.轉平面鏡的問(wèn)題.就是 把平面鏡轉了幾度,然后角度改變了多少,反著(zhù)的也有,對于這種問(wèn)題,把握好一點(diǎn):反射光線(xiàn)轉過(guò)的角度是平面鏡所轉角度的兩倍. 6.介質(zhì)轉換問(wèn)題.碰到這類(lèi)題,若是畫(huà)圖那沒(méi)什么問(wèn)題,一般是選擇填空之類(lèi),問(wèn)你在岸上看水中的魚(yú)啊~在水里看天花板啊~看日出啊夕陽(yáng)啊什么的,這種問(wèn)題嘛就是要畫(huà)圖,抓住基本的轉換規律就沒(méi)問(wèn)題了,不過(guò)這樣比較費時(shí)間.一般而言,看到的水中的魚(yú)像要比實(shí)際的像位置高. 另外的看書(shū)就行了,科學(xué)考的多的還是基本的知識點(diǎn).記記背背也是需要的. 光的反射 1、光源:能夠自行發(fā)光的物體叫光源 2、光在均勻介質(zhì)中是沿直線(xiàn)傳播的 大氣層是不均勻的,當光從大氣層外射到地面時(shí),光線(xiàn)發(fā)了了彎折(海市蜃樓、早晨看到太陽(yáng)時(shí),太陽(yáng)還在地平線(xiàn)以下、星星的閃爍等) 3、光速 光在不同物質(zhì)中傳播的速度一般不同,真空中最快 光在真空中的傳播速度:V = 3*108 m/s,在空氣中的速度接近于這個(gè)速度,水中的速度為3/4V,玻璃中為2/3V 4、光直線(xiàn)傳播的應用 可解釋許多光學(xué)現象:激光準直,影子的形成,月食、日食的形成、小孔成像等 5、光線(xiàn) 光線(xiàn):表示光傳播方向的直線(xiàn),即沿光的傳播路線(xiàn)畫(huà)一直線(xiàn),并在直線(xiàn)上畫(huà)上箭頭表示光的傳播方向(光線(xiàn)是假想的,實(shí)際并不存在) 6、光的反射 光從一種介質(zhì)射向另一種介質(zhì)的交界面時(shí),一部分光返回原來(lái)介質(zhì)中,使光的傳播方向發(fā)生了改變,這種現象稱(chēng)為光的反射 7、光的反射定律 反射光線(xiàn)與入射光線(xiàn)、法線(xiàn)在同一平面上;反射光線(xiàn)和入射光線(xiàn)分居在法線(xiàn)的兩側;反射角等于入射角 可歸納為:“三線(xiàn)共面,兩線(xiàn)分居,兩角相等” 理解: 由入射光線(xiàn)決定反射光線(xiàn),敘述時(shí)要“反”字當頭 發(fā)生反射的條件:兩種介質(zhì)的交界處;發(fā)生處:入射點(diǎn);結果:返回原介質(zhì)中 反射角隨入射角的增大而增大,減小而減小,當入射角為零時(shí),反射角也變?yōu)榱愣?8、兩種反射現象 鏡面反射:平行光線(xiàn)經(jīng)界面反射后沿某一方向平行射出,只能在某一方向接收到反射光線(xiàn)(反射面是光滑平面) 漫反射:平行光經(jīng)界面反射后向各個(gè)不同的方向反射出去,即在各個(gè)不同的方向都能接收到反射光線(xiàn)(反射面是粗糙平面或曲面) 注意:無(wú)論是鏡面反射,還是漫反射都遵循光的反射定律 9、在光的反射中光路可逆 10、平面鏡對光的作用 (1)成像 (2)改變光的傳播方向 11、平面鏡成像的特點(diǎn) (1)成的是正立等大的虛像 (2)像和物的連線(xiàn)與鏡面垂直,像和物到鏡的距離相等 理解:平面鏡所成的像與物是以鏡面為軸的對稱(chēng)圖形,即平面鏡是物像連線(xiàn)的中垂線(xiàn)。
12、實(shí)像與虛像的區別 實(shí)像是實(shí)際光線(xiàn)會(huì )聚而成的,可以用屏接到,當然也能用眼看到 虛像不是由實(shí)際光線(xiàn)會(huì )聚成的,而是實(shí)際光線(xiàn)反向延長(cháng)線(xiàn)相交而成的,只能用眼看到,不能用屏接收。 13、平面鏡的應用 (1)水中的倒影(2)平面鏡成像 (3)潛望鏡 1、光的折射 光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時(shí),傳播方向一般會(huì )發(fā)生變化,這種現象叫光的折射 理解:光的折射與光的反射一樣都是發(fā)生在兩種介質(zhì)的交界處,只是反射光返回原介質(zhì)中,而折射光則進(jìn)入到另一種介質(zhì)中,由于光在在兩種不同的物質(zhì)里傳播速度不同,故在兩種介質(zhì)的交界處傳播方向發(fā)生變化,這就是光的折射。
注意:在兩種介質(zhì)的交界處,發(fā)生折射的同時(shí)必發(fā)生反射, 折射中光速必定改變,而反射中光速不變 2、光的折射規律 光從空氣斜射入水或其他介質(zhì)中時(shí),折射光線(xiàn)與入射光線(xiàn)、法線(xiàn)在同一平面上,折射光線(xiàn)和入射光線(xiàn)分居法線(xiàn)兩側;折射角小于入射角;入射角增大時(shí),折射角也隨著(zhù)增大;當光線(xiàn)垂直射向介質(zhì)表面時(shí),傳播方向不變,在折射中光路可逆。 理解:折射規律分三點(diǎn):(1)三線(xiàn)共面 (2)兩線(xiàn)分居(3)兩角關(guān)系分三種情況:①入射光線(xiàn)垂直界面入射時(shí),折射角等于入射角等于0°;②光從空氣斜射入水等介質(zhì)中時(shí),折射角小于入射角;③光從水等介質(zhì)斜射入空氣中時(shí),折射角大于入射角 3、在光的折射中光路也是可逆的 4、透鏡及分類(lèi) 透鏡:透明物質(zhì)制成(一般是玻璃),至少有一個(gè)表面是球面的一部分,且透鏡厚度遠比其球面半徑小的多。
分類(lèi):凸透鏡:邊緣薄,中央厚 凹透鏡:邊緣厚,中央薄 5、主光軸,光心、焦點(diǎn)、焦距 主光軸。
光的反射和折射
1.光由光疏介質(zhì)斜射入光密介質(zhì),光向法線(xiàn)靠攏。
2.光過(guò)玻璃磚,向與界面夾銳角的一側平移;光過(guò)棱鏡,向底面偏折。
3.光到球面、柱面,半徑是法線(xiàn)。
光的本性
1.雙縫干涉條紋寬度:Δχ=Lλ/d。
2.用標準樣板檢查工件表面情況:條紋向窄處彎是凹,向寬處彎是凸。
3.增透膜的厚度為光在膜中波長(cháng)的四分之一。
4.電磁波進(jìn)入介質(zhì)時(shí),頻率(和光的顏色)不變。光入介質(zhì):v=c/n,λ=λ0/n
原子物理
1.在磁場(chǎng)中的衰變:外切圓是α衰變,內切圓是β衰變,半徑與電荷量成反比。
2.X變成Y經(jīng)過(guò)幾次α、β衰變?先用質(zhì)量數求α衰變次數,在由電荷數求β衰變的次數。
3.平衡核反應方程:質(zhì)量數和電荷數守恒。
4.1μ=931.5Mev
5.核反應總質(zhì)量增大時(shí)吸能,總質(zhì)量減小時(shí)放能。僅在人工轉變中有吸能的核反應。
6.氫原子任一能級:E=Ep+Ek,E=-Ek,Ep=-2Ek量子數n增大,E增大,Ep增大,Ek減小,V減小,T增大。
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