专题16 光学-【口袋书】2023年高考物理必背知识手册

专题16 光学 考点内容 要求 课程标准解读 光的反射与折射 c 1.理解光的折射定律。 2.知道光的全反射现象及其产生的条件。初步了解光纤的工作原理、光纤技术在生产生活中的应用。 3.观察光的干涉、衍射和偏振现象，了解这些现象产生的条件，知道其在生产生活中的应用。知道光是横波。 4.通过实验，了解激光的特性。能举例说明激光技术在生产生活中的应用。 全反射 c 光的干涉 c 光的衍射 b 光的偏振 b 光的颜色、色散 b 激光 a 光的反射现象及反射定律 光的反射和折射 光的折射现象、折射定律 及折射率 干涉现象及产生干涉现象的条件：两列光频率相同，相位差恒定 光 ： 是一种电磁波 双缝干涉和薄膜干涉 光的干涉 干涉法检查平面的平整度 光的颜色 光的色散 光的色散现象：含有多种颜色的光波被分解为单色光的现象 薄膜干涉中的色散、折射时的色散 光的衍射 衍射现象及产生明显衍射现象的条件：孔或障碍物的尺寸比光波波长小或跟波长差不多时 三种不同的衍射现象：小孔衍射、单缝衍射、泊松亮斑 光的偏振 自然光与偏振光 偏振现象及应用 定义；光疏介质和光密介质；临界角 全反射 发生全反射的条件：①光由光疏介质射向光密介质②入射角等于或大于临界角 全反射棱角及光导纤维 激光 一、光的直线传播 1、光在同一种均匀介质中沿直线传播.小孔成像，影的形成，日食和月食都是光直线传播的例证. 2、影是光被不透光的物体挡住所形成的暗区.影可分为本影和半影，在本影区域内完全看不到光源发出的光，在半影区域内只能看到光源的某部分发出的光.点光源只形成本影，非点光源一般会形成本影和半影.本影区域的大小与光源的面积有关，发光面越大，本影区越小. 3、日食和月食:人位于月球的本影内能看到日全食，位于月球的半影内能看到日偏食，位于月球本影的延伸区域（即“伪本影”）能看到日环食;当月球全部进入地球的本影区域时，人可看到月全食.月球部分进入地球的本影区域时，看到的是月偏食. 二、光的反射现象: 1、定义：光线入射到两种介质的界面上时，其中一部分光线在原介质中改变传播方向的现象. 2、光的反射定律: ①反射光线、入射光线和法线在同一平面内，反射光线和入射光线分居于法线两侧. ②反射角等于入射角. 技巧点拨：反射定律表明，对于每一条入射光线，反射光线是唯一的，在反射现象中光路是可逆的. 三、光的折射 1、定义：光由一种介质射入另一种介质时，在两种介质的界面上将发生光的传播方向改变的现象叫光的折射. 2、光的折射定律 ①内容：折射光线与入射光线、法线处在同一平面内，折射光线与入射光线分别位于法线的两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成正比. ②表达式：（为比例常数）. 技巧点拨：在折射现象中，光路是可逆的.如果让光线逆着原来的折射光线射到界面上，光线就会逆着原来的入射光线发生折射． 3、折射率：光从真空射入某种介质时，入射角的正弦与折射角的正弦之比，叫做这种介质的折射率，折射率用n表示，即. 技巧点拨： ①某种介质的折射率，等于光在真空中的传播速度c跟光在这种介质中的传播速度v之比，即，因，所以任何介质的折射率n都大于1.两种介质相比较，n较大的介质称为光密介质，n较小的介质称为光疏介质.在光密介质中，光的折射率相对较大，光速相对较小. ②折射率的大小不仅反映了介质对光的折射本领，也反映了光在介质中传播速度的大小. ③折射率的大小不仅与介质本身有关，还与光的频率有关． Ⅰ、同一种介质中，频率越大的光折射率越大，传播速度越小． Ⅱ、同一种光，在不同介质中虽然波速、波长不同，但频率相同 四、全反射和临界角 1、全反射:光从光密介质射入光疏介质，或光从介质射入真空（或空气）时，当入射角增大到某一角度，使折射角达到90°时，折射光线完全消失，只剩下反射光线，这种现象叫做全反射. 2、全反射的条件 ①光从光密介质射入光疏介质，或光从介质射入真空（或空气）. ②入射角大于或等于临界角 ③临界角:折射角等于90°时的入射角叫临界角，用C表示 2、规律 ①同一种介质对红光折射率小，对紫光折射率大. ②在同一种介质中，红光的速度最大，紫光的速度最小. ③由同一种介质射向空气时，红光发生全反射的临界角大，紫光发生全反射的临界角小. 3、应用 ①全反射棱镜：横截面是等腰直角三角形的棱镜叫全反射棱镜。选择适当的入射点，可以使入射光线经过全反射棱镜的作用在射出后偏转90o（图1）或180o（图2）。要特别注意两种用法中光线在哪个表面发生全反射。 ②玻璃砖：所谓玻璃砖一般指横截面为矩形的棱柱。当光线从上表面入射，从下表面射出时，其特点是：Ⅰ、射出光线和入射光线平行；Ⅱ、各种色光在第一次入射后就发生色散；Ⅲ、射出光线的侧移和折射