一本資料考天下————理科光學(xué)復(fù)習(xí)

1、1第十三章第十三章光學(xué)光學(xué)一、光的直線(xiàn)傳播一、光的直線(xiàn)傳播1.光在同一種均勻介質(zhì)中是沿直線(xiàn)傳播的前提條件是在同一種介質(zhì)，而且是均勻介質(zhì)。否則，可能發(fā)生偏折。如光從空氣斜射入水中（不是同一種介質(zhì)）；“海市蜃樓”現(xiàn)象（介質(zhì)不均勻）。當(dāng)障礙物或孔的尺寸和波長(zhǎng)可以相比或者比波長(zhǎng)小時(shí)，將發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，光線(xiàn)將可能偏離原來(lái)的傳播方向。解光的直線(xiàn)傳播方面的計(jì)算題（包括日食、月食、本影、半影問(wèn)題）關(guān)鍵是畫(huà)好示意圖，利用數(shù)學(xué)中的相似形等幾何知識(shí)計(jì)算。

2、例1.如圖所示，在A點(diǎn)有一個(gè)小球，緊靠小球的左方有一個(gè)點(diǎn)光源S?，F(xiàn)將小球從A點(diǎn)正對(duì)著豎直墻平拋出去，打到豎直墻之前，小球在點(diǎn)光源照射下的影子在墻上的運(yùn)動(dòng)是A.勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)B.自由落體運(yùn)動(dòng)C.變加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)D.勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)解：小球拋出后做平拋運(yùn)動(dòng)，時(shí)間t后水平位移是vt，豎直位移是h=gt2，根據(jù)相似形知識(shí)可以由比例求得，因此影子在墻上的運(yùn)動(dòng)是勻ttvglx??2速運(yùn)動(dòng)。2.光速光在真空中的轉(zhuǎn)播速度為c=3.00108ms。⑴光在不同介

3、質(zhì)中的傳播速度是不同的。根據(jù)愛(ài)因斯坦的相對(duì)論光速不可能超過(guò)c。⑵近年來(lái)（19992001年）科學(xué)家們?cè)跇O低的壓強(qiáng)（109Pa）和極低的溫度（109K）下，得到一種物質(zhì)的凝聚態(tài)，光在其中的速度降低到17ms，甚至停止運(yùn)動(dòng)。⑶也有報(bào)道稱(chēng)在實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的光速達(dá)到1011ms，引起物理學(xué)界的爭(zhēng)論。lSAhxvt123)折射光路也是可逆的。2.各種色光性質(zhì)比較可見(jiàn)光中，紅光的折射率n最小，頻率ν最小，在同種介質(zhì)中（除真空外）傳播速度v最大，波長(zhǎng)λ最

4、大，從同種介質(zhì)射向真空時(shí)發(fā)生全反射的臨界角C最大，以相同入射角在介質(zhì)間發(fā)生折射時(shí)的偏折角最?。ㄗ⒁鈪^(qū)分偏折角和折射角）。以上各種色光的性質(zhì)比較在定性分析時(shí)非常重要，一定要牢記。3.邊作圖邊計(jì)算有關(guān)光的折射和全反射，在解題時(shí)要把計(jì)算和作圖有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，根據(jù)數(shù)據(jù)計(jì)算反射角、折射角，算一步畫(huà)一步，畫(huà)一步在根據(jù)需要算一步。作圖要依據(jù)計(jì)算結(jié)果，力求準(zhǔn)確。例4.直角三棱鏡的頂角α=15棱鏡材料的折射率n=1.5，一細(xì)束單色光如圖所示垂直于左側(cè)面射

5、入，試用作圖法求出該入射光第一次從棱鏡中射出的光線(xiàn)。解：由n=1.5知臨界角大于30小于45，邊畫(huà)邊算可知該光線(xiàn)在射到A、B、C、D各點(diǎn)時(shí)的入射角依次是75、60、45、30，因此在A、B、C均發(fā)生全反射，到D點(diǎn)入射角才第一次小于臨界角，所以才第一次有光線(xiàn)從棱鏡射出。4.光導(dǎo)纖維全反射的一個(gè)重要應(yīng)用就是用于光導(dǎo)纖維（簡(jiǎn)稱(chēng)光纖）。光纖有內(nèi)、外兩層材料，其中內(nèi)層是光密介質(zhì)，外層是光疏介質(zhì)。光在光纖中傳播時(shí)，每次射到內(nèi)、外兩層材料的界面，都要