中考物理 光學(xué)知識的歸納 重要概念和規(guī)律試題 滬粵版

1、光學(xué)知識的歸納 光學(xué)包括兩大部分內(nèi)容：幾何光學(xué)和物理光學(xué)幾何光學(xué)（又稱光線光學(xué)）是以光的 直線傳播性質(zhì)為基礎(chǔ)，研究光在煤質(zhì)中的傳播規(guī)律及其應(yīng)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(guī)律的學(xué)科 一、重要概念和規(guī)律 （一）、幾何光學(xué)基本概念和規(guī)律 1、基本規(guī)律 光源 發(fā)光的物體分兩大類：點(diǎn)光源和擴(kuò)展光源點(diǎn)光源是一種理想模型，擴(kuò)展光源可看成無數(shù)點(diǎn)光源的集合光線表示光傳播方向的幾何線光束 通過一定面積的一束光線它是溫過一定截面光線的集合光速光傳播的速度。光在真空中速度最大。恒為C=3108m/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(zhuǎn)齒輪法測出了

2、光這。實(shí)像光源發(fā)出的光線經(jīng)光學(xué)器件后，由實(shí)際光線形成的虛像光源發(fā)出的光線經(jīng)光學(xué)器件后，由發(fā)實(shí)際光線的延長線形成的。本影光直線傳播時，物體后完全照射不到光的暗區(qū)半影光直線傳播時，物體后有部分光可以照射到的半明半暗區(qū)域 2基本規(guī)律 （1）光的直線傳播規(guī)律 先在同一種均勻介質(zhì)中沿直線傳播。小孔成像、影的形成、日食、月食等都是光沿直線傳播的例證。 （2）光的獨(dú)立傳播規(guī)律 光在傳播時雖屢屢相交，但互不擾亂，保持各自的規(guī)律繼續(xù)傳播。 （3）光的反射定律 反射線、人射線、法線共面；反射線與人射線分布于法線兩側(cè)；反射角等于入射角。 （4）光的折射定律 折射線、人射線、法織共面，折射線和入射線分居法線兩側(cè)；對確

3、定的兩種介質(zhì)，入射 角（i）的正弦和折射角（r）的正弦之比是一個常數(shù) 介質(zhì)的折射串 n=sini/sinr=c/v。全反射條件光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)；入射角大于臨界角A，sinA=1/n。 （5）光路可逆原理 光線逆著反射線或折射線方向入射，將沿著原來的入射線方向反射或折射 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。 （2）球面鏡 凹面鏡有會聚光的作用，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(cè)面的光經(jīng)棱鏡后向底面偏折。隔著棱鏡看到物體的像

4、向項(xiàng)角偏移。棱鏡的色散作用 復(fù)色光通過三棱鏡被分解成單色光的現(xiàn)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，凸透鏡對光線有會聚作用，凹透鏡對光線有發(fā)散作用透鏡成像作圖 利用三條特殊光線。成像規(guī)律1/u+1/v=1/f。線放大率m=像長/物長=|v|/u。說明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(fù)；實(shí)像像距v取正，虛像像距v取負(fù)。線放大率與焦距和物距有關(guān) （5）平行透明板 光線經(jīng)平行透明板時發(fā)生平行移動（側(cè)移）側(cè)移的大小與入射角、透明板厚度、折射率有關(guān)。 4簡單光學(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(jī) 是凸透鏡成像在u2f時的應(yīng)用得到的是

5、倒立縮小施實(shí)像。 （3）幻燈機(jī) 是凸透鏡成像在 fu2f時的應(yīng)用。得到的是倒立放大的實(shí)像 （4）顯微鏡 由短焦距的凸透鏡作物鏡，長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(nèi)很靠近焦點(diǎn)處。再經(jīng)物鏡在同側(cè)形成一放大虛像（通常位于明視距離處）。 （5）望遠(yuǎn)鏡 由長焦距的凸透鏡作物鏡，轅焦距的透鏡作目鏡所組成。極遠(yuǎn)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(nèi)，再經(jīng)目鏡成虛像于極遠(yuǎn)處（或明視距離處）。 （6）眼睛 等效于一變焦距照相機(jī)，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

6、的眼鏡；明視距離大于25厘米的遠(yuǎn)視25者需配戴凸透鏡做鏡片的眼鏡（二）物理光學(xué)人類對光本性的認(rèn)識發(fā)展過程 （1）微粒說（牛頓） 基本觀點(diǎn) 認(rèn)為光像一群彈性小球的微粒。實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ) 光的直線傳播、光的反射現(xiàn)象。困難問題 無法解釋兩種媒質(zhì)界面同時發(fā)生的反射、折射現(xiàn)象以及光的獨(dú)立傳播規(guī)律等。 （2）波動說（惠更斯） 基本觀點(diǎn) 認(rèn)為光是某種振動激起的波（機(jī)械波）。實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ) 光的干涉和衍射現(xiàn)象。 個的干涉現(xiàn)象楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn) 條件 兩束光頻率相同、相差恒定。裝置 （略）。 現(xiàn)象 出現(xiàn)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）的路程差是波長的整數(shù)倍（半個波長的偶數(shù)倍）時，兩波同相疊加，

7、振動加強(qiáng)，產(chǎn)生明條；兩波反相疊加，振動相消，產(chǎn)生暗條。應(yīng)用 檢查平面、測量厚度、增強(qiáng)光學(xué)鏡頭透射光強(qiáng)度（增透膜） 光的衍射現(xiàn)象單縫衍射（或圓孔衍射） 條件 縫寬（或孔徑）可與波長相比擬。裝置 （略）?，F(xiàn)象 出現(xiàn)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(xiāng)間的圓環(huán)）。困難問題 難以解釋光的直進(jìn)、尋找不到傳播介質(zhì)。 （3）電磁說（麥克斯韋） 基本觀點(diǎn) 認(rèn)為光是一種電磁波。 實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ) 赫茲實(shí)驗(yàn)（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(jī)理 無線電波 自由電子的運(yùn)動；紅外線、可見光、紫外線 原子外層電子受激發(fā)；x射線 原子內(nèi)層電子受激發(fā)；射線 原子核受激發(fā)?？梢姽獾墓庾V 發(fā)射光

8、譜連續(xù)光譜、明線光譜；吸收光譜（特征光譜。 困難問題 無法解釋光電效應(yīng)現(xiàn)象。 （4）光子說（愛因斯坦） 基本觀點(diǎn) 認(rèn)為光由一份一份不連續(xù)的光子組成每份光子的能量E=h。實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ) 光電效應(yīng)現(xiàn)象。裝置 （略）?，F(xiàn)象 入射光照到光電子發(fā)射幾乎是瞬時的；入射光頻率必須大于光陰極金屬的極限頻率。； 當(dāng)v。時，光電流強(qiáng)度與入射光強(qiáng)度成正比；光電子的最大初動能與入射光強(qiáng)無關(guān)，只隨著人射光燈中的增大而增大。解釋 光子能量可以被電子全部吸收不需能量積累過程；表面電子克服金屬原子核引力逸出至少需做功（逸出功）h。；入射光強(qiáng)。單位時間內(nèi)入射光子多，產(chǎn)生光電子多；入射光子能量只與其頻率有關(guān)，入射至金屬表，除用于逸出功外。其余轉(zhuǎn)化為光電子初動能。 困難問題 無法解釋光的波動性。 （5）光的波粒二象性 基本觀點(diǎn) 認(rèn)為光是一種具有電磁本性的物質(zhì)，既有波動性。又有粒子性。大量光子的運(yùn)動規(guī)律顯示波動性，個別光子的行為顯示粒子性。實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ) 微弱光線的干涉，X射線衍射 二、重要研究方法 1作圖鋒幾何光學(xué)離不開光路圖。利用作圖法可以直觀地反映光線的傳播，方便地確定像的位置、大小、倒正、虛實(shí)以及成像區(qū)域或觀察范圍等把它與公式法結(jié)合起