期末復(fù)習(xí)234光學(xué)電磁波知識(shí)提要

1、第十三章 光一、本章知識(shí)結(jié)構(gòu)二、本章知識(shí)點(diǎn)13.1光的折射 （書3-4P47）重點(diǎn)要求：1會(huì)畫光路圖；2會(huì)用折射率定義式和決定式求折射率、介質(zhì)中的光速計(jì)算題；3、測(cè)定玻璃的折射率填空題1-1光的折射定律，也叫斯涅耳定律（書3-4P47）：折射光線，入射光線和法線在同一平面內(nèi)，折射光線和入射光線分居于法線兩側(cè).入射角的正弦跟折射角的正弦成正比，即sin i/sin r=常數(shù)。*入射角、反射角、折射角都是各自光線與法線的夾角！折射率-n=sin i/sin r光從真空射入某種介質(zhì)時(shí)，入射角的正弦與折射角的正弦之比，叫做這種介質(zhì)的折射率n. 。n是反映介質(zhì)光學(xué)性質(zhì)的一個(gè)物理量，n越大，表明光線偏折越

2、厲害。發(fā)生折射的原因是光在不同介質(zhì)中，速度不同。n=c/v某種介質(zhì)的折射率，等于光在真空中的傳播速度c跟光在這種介質(zhì)中的傳播速度v之比。n較大的介質(zhì)稱為光密介質(zhì)，n較小的介質(zhì)稱為光疏介質(zhì).在光的折射現(xiàn)象中，光路也是可逆的1-2測(cè)定玻璃的折射率（見練習(xí)題實(shí)驗(yàn)部分）（書3-4P48）例題 如圖所示，當(dāng)光線AO以一定入射角穿過兩面平行的玻璃磚時(shí)，通過插針法找出跟入射光線AO對(duì)應(yīng)的出射光線OB，從而確定折射光線OO。方法一：如圖甲，測(cè)出入射角i和折射角r，根據(jù)n_可計(jì)算出玻璃的折射率。方法二：如圖乙，以O(shè)為圓心，作圓與OA、OO分別交于P、Q點(diǎn)，過P、Q點(diǎn)分別作法線NN的垂線，垂足分別為P、Q，測(cè)量出

3、PP和QQ的長(zhǎng)度，則玻璃的折射率n_。13.2光的全反射 （書3-4P68）重點(diǎn)要求：認(rèn)識(shí)光的全反射現(xiàn)象；會(huì)計(jì)算臨界角 光由光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)，且入射角等于或大于臨界角時(shí)，會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象。當(dāng)光由介質(zhì)射向真空或空氣時(shí)，折射角為90°，此時(shí)入射角叫做臨界角，大小為。所以，sin C=1/n應(yīng)用：（1）光線通信-光導(dǎo)纖維：折射率大的內(nèi)芯、折射率小的外套；P71光導(dǎo)纖維P72做一做時(shí)間計(jì)算中注意光的路程不是兩地距離及光在介質(zhì)中的速度不是光速（2）全反射棱鏡: 形狀：等腰直角三角形/原理：如圖/條件：玻璃折射率大于1.4/優(yōu)點(diǎn)：比平面鏡反射時(shí)失真小。(3)海市蜃樓：沙漠：倒立虛像；海洋：正

4、立虛像13.3 光的干涉（書3-4P50-57）重點(diǎn)要求：1、知道光的干涉現(xiàn)象；知道影響干涉條紋寬度的因素。單選題 2、用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)B卷的填空題（非常重要）會(huì)螺旋測(cè)微計(jì)和游標(biāo)卡尺的讀數(shù)1產(chǎn)生穩(wěn)定干涉的條件：只有兩列光波的頻率相同，位相差恒定，振動(dòng)方向一致的相干光源，才能產(chǎn)生光的干涉。2條紋寬度(或條紋間距) 相鄰兩條亮（暗）條紋的間距x為： 當(dāng)實(shí)驗(yàn)裝置一定，紅光的條紋間距最大，紫光的條紋間距最小。 條紋顏色：?jiǎn)紊饷靼迪嚅g的條紋；白光中央白色條紋，兩側(cè)彩色。3. 在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)兩個(gè)相干光源與屏上某點(diǎn)的距離之差等于_時(shí)，兩列光在這點(diǎn)相互加強(qiáng)，這里出現(xiàn)亮條紋；當(dāng)兩個(gè)光源與屏上某點(diǎn)的距

5、離之差等于_時(shí)，兩列光在這點(diǎn)相互減弱，這里出現(xiàn)暗條紋。例題 在“楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)”中，用頻率v5×1014Hz的單色光照射雙縫，若光屏上P點(diǎn)到雙縫的距離差為0.9m，則P點(diǎn)是_（填“亮”或“暗”）條紋中心。若將整個(gè)裝置放入水中進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)，則P點(diǎn)是_（填“亮”或“暗”）條紋中心。（水對(duì)該單色光的折射率為4/3）4、測(cè)定光的波長(zhǎng)例題 做“用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)中，使用的雙縫間距d0.20mm，雙縫到光屏的距離L600mm，觀察到的干涉條紋如圖所示。（1）分劃板上的刻度線處于x1、x2位置時(shí)，測(cè)量頭上的卡尺示數(shù)兩次分別如圖（50分度的游標(biāo)卡尺），則分劃板位置x1_mm，x2_mm；（2

6、）相鄰亮紋的間距x_mm；（3）計(jì)算單色光的波長(zhǎng)的公式_；（4）代入數(shù)據(jù)計(jì)算單色光的波長(zhǎng)_m。附螺旋測(cè)微計(jì)和游標(biāo)卡尺的讀數(shù)：1.5mm+1.3×0.01mm=1.513mm 5mm+2×0.05mm=5.10mm 13.4 光的衍射（書3-4P60）重點(diǎn)要求：知道哪些現(xiàn)象是光的衍射1、現(xiàn)象： 單縫衍射：a) 單色光入射單縫時(shí)，出現(xiàn)明暗相同不等距條紋，中間亮條紋較寬，較亮兩邊亮條紋較窄、較暗；b) 白光入射單縫時(shí)，出現(xiàn)彩色條紋圓孔衍射：光入射微小的圓孔時(shí)，出現(xiàn)明暗相間不等距的圓形條紋 泊松亮斑：光入射圓屏?xí)r，在園屏后的影區(qū)內(nèi)有一亮斑 2、光發(fā)生衍射的條件:障礙物或孔的尺寸與光

7、波波長(zhǎng)相差不多，甚至此光波波長(zhǎng)還小時(shí)，出現(xiàn)明顯的衍射現(xiàn)象13.5 光的偏振（書3-4P64）重點(diǎn)要求：知道哪些現(xiàn)象是光的偏振，知道光是橫波。1、 偏振光：在垂直于傳播方向的平面上，只沿著某個(gè)特定的方向振動(dòng)的光。兩偏振片透振方向平行時(shí)，透射光最強(qiáng)，兩偏振片的透振方向垂直時(shí)，透射光最弱2、光的偏振現(xiàn)象說明光是橫波。光波的感光作用和生理作用等主要是由電場(chǎng)強(qiáng)度E所引起的，因此常將E的振動(dòng)稱為光振動(dòng)3、光的偏振的應(yīng)用：常見的光的偏振現(xiàn)象：攝影，太陽鏡，動(dòng)感投影片，晶體的檢測(cè)，玻璃反光拍攝、液晶顯示、汽車車燈（偏振化方向都沿同一方向并與水平面成45°）、立體電影（左眼偏振片的偏振化方向與左面放像

8、機(jī)上的偏振化方向相同，右眼偏振片的偏振化方向與右面放像機(jī)上的偏振化方向相同）13.6 色散：含有多種顏色的光（復(fù)色光）被分解為單色光的現(xiàn)象重點(diǎn)要求：光的色散有兩種，一種是薄膜干涉；一種是三棱鏡的折射在白光的干涉、衍射中我們可以看到光的色散現(xiàn)象。白光通過三棱鏡折射后也可以看到光的色散現(xiàn)象。光線經(jīng)過棱鏡后向棱鏡的底面偏折。折射率越大，偏折的程度越大。由紅光到紫光，波長(zhǎng)越來越短、折射率越來越大、波速越來越慢。薄膜干涉中的色散：各種看起來是彩色的膜，一般都是由于干涉引起的原理：膜的前后兩個(gè)面反射的光形成的現(xiàn)象：同一厚度的膜，對(duì)應(yīng)著同一亮紋（或暗紋）厚度變化越快，條紋越密色散現(xiàn)象說明不同色光在同種介質(zhì)中

9、折射率不同，由紅光到紫光，折射率逐漸變大。光的色散現(xiàn)象說明光波與機(jī)械波有不同之處：機(jī)械波的波速只是由介質(zhì)決定，而光在介質(zhì)中的傳播速度跟介質(zhì)和頻率都有關(guān)系。13.7激光的特性及應(yīng)用1、激光是一種人工產(chǎn)生的相干光。2、電磁波頻率越高，能量越大，可以比無線電波傳遞更多信息。3、特點(diǎn)：平行度好-方向性好單色性強(qiáng)-頻率單一（頻寬很?。┫喔尚院昧炼雀?特點(diǎn)作用應(yīng)用實(shí)例相干光可進(jìn)行調(diào)制、傳遞信息光纖通信干涉全息照相（在照明光的另一側(cè)觀看）平行度好傳播很遠(yuǎn)距離能保持一定強(qiáng)度，可精確測(cè)距測(cè)速激光雷達(dá)可會(huì)聚于很小的一點(diǎn)，記錄信息密度高DVD、CD、VCD機(jī)，計(jì)算機(jī)光驅(qū)亮度高可在很小空間短時(shí)間內(nèi)集中很大能量激光切割

10、、焊接、打孔醫(yī)療手術(shù)產(chǎn)生高壓引起核聚變?nèi)斯た刂凭圩兎磻?yīng)第十四章 電磁波重點(diǎn)要求：1、能夠根據(jù)LC電磁振蕩電路中電流、電容器兩極板上電荷的圖像進(jìn)行計(jì)算，并能分析出電場(chǎng)和磁場(chǎng)的周期性變化規(guī)律多選題 2、電磁波的應(yīng)用選擇題一、知識(shí)結(jié)構(gòu)二、知識(shí)點(diǎn)14.1電磁振蕩（書3-4P80）在LC振蕩電路里產(chǎn)生振蕩電流的過程中，電容器極板上的電荷、通過線圈的電流以及跟電荷和電流相聯(lián)系的電場(chǎng)和磁場(chǎng)、電場(chǎng)能和磁場(chǎng)能都發(fā)生周期性的轉(zhuǎn)化（按正弦規(guī)律變化），這種現(xiàn)象叫做電磁振蕩。線圈上的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)等于電容器兩端的電壓電磁振蕩的分類：自由振蕩和受迫振蕩，阻尼振蕩和無阻尼振蕩。高中主要研究：理想的無阻尼自由振蕩LC電路里電流、

11、電荷的變化（it圖和qt圖）： 電路中的電流i隨時(shí)間的變化 電容器兩極板上的電荷量隨時(shí)間的變化 LC電路的固有周期和頻率只與電感L和電容C有關(guān)：14.2電磁波譜和電磁波的應(yīng)用 （書3-4P92）1、電磁波譜包含（按照頻率由小到大，波長(zhǎng)由長(zhǎng)到短排列）：無線電波紅外線可見光紫外線倫琴（X）射線射線 紅 橙 黃 綠 藍(lán) 靛 紫波長(zhǎng)：由長(zhǎng)到短 （紅光最容易衍射，條紋間距最大）頻率：由低到高 （能量由小到大）折射率：由小到大（紫光偏折最大，紅光偏折最?。┡R界角：由大到小 （紫光最容易發(fā)生全反射）在同種介質(zhì)中的波速：由大到小2、電磁波的應(yīng)用：頻率(波長(zhǎng))不同的電磁波表現(xiàn)出作用不同 紅外線主要作用是熱作用，

12、可以利用紅外線來加熱物體和進(jìn)行紅外線遙感； 紫外線主要作用是化學(xué)作用，可用來殺菌和消毒； 倫琴射線有較強(qiáng)的穿透本領(lǐng)，利用其穿透本領(lǐng)與物質(zhì)的密度有關(guān)，進(jìn)行對(duì)人體的透視和檢查部件的缺陷； 射線的穿透本領(lǐng)更大，在工業(yè)和醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用，如探傷，測(cè)厚或用刀進(jìn)行手術(shù)3、太陽輻射的能量集中在可見光、紅外線、紫外線三個(gè)區(qū)域，其中，黃綠光附近，輻射的能量最強(qiáng)（人眼對(duì)這個(gè)區(qū)域的電磁輻射最敏感）1）麥克斯韋電磁場(chǎng)理論：變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)；變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)推廣：均勻變化的磁場(chǎng)（或電場(chǎng)），會(huì)產(chǎn)生恒定的電場(chǎng)（或磁場(chǎng)）。非均勻變化的磁場(chǎng)（或電場(chǎng)），會(huì)產(chǎn)生變化的電場(chǎng)（或磁場(chǎng)）。2）電磁波：電磁場(chǎng)由發(fā)生的區(qū)域在空間由近及遠(yuǎn)的傳播就形成電磁波。電磁波的特點(diǎn)：電磁波是物質(zhì)波，傳播時(shí)可不需要介質(zhì)而獨(dú)立在真空中傳播。 電磁波是橫波，磁場(chǎng)、電場(chǎng)、傳播方向三者互相垂直。電磁波具有波的共性，能發(fā)生干涉、衍射等現(xiàn)象 電磁波可脫離“波源”而獨(dú)立存在，電磁波發(fā)射出去后，產(chǎn)生電磁波的振蕩電路停止振蕩后，在空間的電磁波仍繼續(xù)傳播。電磁波在真空中的傳播速度等于光在真空中的傳播速度，c3×108m/s。電磁波的波速：v = f同一列電磁波由一種介質(zhì)傳入另一種介質(zhì)，頻率不變，波長(zhǎng)、波速都要發(fā)生變化。3）電磁波的發(fā)射與接收無線電波的發(fā)射a、要有效地發(fā)射電磁波，振蕩電路必須具有如下特點(diǎn)：要有足夠高的振蕩頻率振