物理光学（精选多篇）

推荐第1篇：物理光学总结

物理光学总结

在学习完物理光学这门课程以后，对光的认识加深了不少。这门课程以光的电磁场理论为基础，研究光在介质中的传播规律，从本质上解释了光的折射、衍射、偏振等光的物理现象。

课程的一开始便是麦克斯韦的电磁场理论的介绍，揭示了电场、磁场的性质及电、磁场之间的联系。电场的高斯定律说明电场可以是有源场，电力线必须从正电荷出发终止于负电荷；磁通连续定律说明磁场是无源场，通过闭合面的磁通量等于零，磁力线是闭合的；法拉第电磁感应定律说明变化磁场产生感应电场，其电力线是闭合的；安培全电流定律说明传导电流和位移电流都对磁场的产生有贡献。在这一理论的基础上引出光的波动学理论。学习完这部分内容以后，我对光的波动特性有了初步的模型，大致了解了其描述方式，表达方式等。

有了光的波动理论以后，便开始探究光的干涉现象。光的干涉条件和物质波的干涉条件相同，即频率相同、振动方向相同、相位差恒定。只是由于光波的波长较小，要用一些特殊的方法获取相干波。其中比较常用的有杨氏双缝干涉、平板双光束干涉、菲涅尔干涉等一些列获取光的干涉方法。基于光的干涉灵敏而且现象明显的特点。在一些微小以及精确测量仪器方面得到了广泛的应用。法布里-珀罗干涉仪便是其中之一，让肉眼绝对无法看清的光波以特殊的方式让我们看清其中的差别。这样的仪器还有许许多多，其原理并不复杂，却能解决现实中很多的问题。

光的衍射现象也是很重要要的一部分内容。我感觉研究这一现象时，也是近似的把物质波和光波等同。以特定的方式获取光的衍射现象。像夫琅禾费衍射等。衍射同样也有很多的应用。在望远镜。照相机。显微镜等光学仪器的设计当中，精密程度正是取决于光的衍射理论。

傅里叶光学这一部分内容，是在一段空间里将光进行解剖。让光信息一份一份的出来让我们研究。有了这一理论基础之后，我们便能对像进行处理，让光按照我们的意愿成像。也可以基于这一理论，对成像系统进行优化处理，让所得的像更加清晰，更加符合我们的要求。

光的偏振现象这一部分内容为我们详细介绍了偏振的产生过程，还有多种获取偏振光的方法，也列举了许多的偏振器件，让我们对光的偏振从理论到现象有了一个清晰地认识。

总的来说，这门课程让我明白了光的波动性质，让了解了其波动现象的原理，以及一些很常见的获取这些现象的方法，也了解到很多基于光的这些性质而制造的光学元件。仔细回顾这门课程讲到的知识，我发现其中的每一部分都有很大的应用空间，让我觉得这门课程的知识离我们生活很近。

在这门课程的学习过程当中，有一部分内容例如光的干涉和衍射现象，因为以前接触比较多的缘故，学习起来比较容易，能够很快的理解其产生的原理。傅里叶光学和光的偏振部分理解的就不是很到位，没能够熟悉掌握。但是整体上，每一章节的内容其中最基本的产生机理我都明白弄懂了。在对光的这些现象的理解上，我想我还是比较到位了。在这门课程的收获还是非常多的，我认为这是一门非常有用的课程，它与我们的生活紧紧地相连，也能在生产当中给我们带来巨大的益处。

当然也要感谢教我们这门课程的陈老师，我觉得陈老师教给我们最好的东西不是这门课程，而是陈老师对这门课程介绍。每当讲到这门课程的某一部分内容时，老师都会为我们介绍其在生活生产当中的应用。让我们了解很多关于这方面的相关产品，使我们学习这门课程很受鼓舞。也引导我们了解了这门课程的重要性，让我们明白了光的这些现象的许多奇思妙用。把课程和实际紧紧结合起来，让我们学习理论知识的时候不觉得空泛，有一种脚踏实地的感觉。能够学习理论知识的同时而又清楚的看到骑在实际生活中的广泛应用，让我觉得这门课程的教学真的与众不同。

我相信在以后的生活当中，我们还会遇到许多有关光学的问题，这门课程所学的知识在今后也会不断地得到扩展。我相信我们能通过这些知识解决更多的生活生产当中的问题。

物理光学

总结

光电工程学院 2009级测控三班

吴海刚

推荐第2篇：高中物理光学实验

光学实验

一、测定玻璃砖的折射率

【实验目的】：测定玻璃的折射率。

【实验原理】：用插针法确定光路，找出和入射线相应的折射线；用量角器测出入射角i和折射角r；根据折射定律计算出玻璃的折射率n=

sini 。 sinr【实验器材】：玻璃砖、白纸三张、木板、大头针四枚、图钉四枚、量角器、三角板（或直尺）、铅笔。

【实验步骤】：

①把白纸用图钉钉在木板上。

②在白纸上画一条直线aa\'作为界面，画一条线段AO作为入射光线，并过O点画出界面aa\'的法线NN\'，如图所示。

③把长方形的玻璃砖放在白纸上，使它的一个长边跟aa\'对齐，并画出玻璃砖的另一个长边bb\'。

④在AO线段上竖直地插上两枚大头针P1和P2。

⑤在玻璃砖的bb\'一侧竖直地插上大头针P3，用眼睛观察调整视线，要使P3能同时挡住P1和P2的像。

⑥同样地在玻璃砖的bb\'一侧再竖直地插上大头针P4，使P4能挡住P3本身和P1与P2的像。

⑦记下P3和P4的位置，移去玻璃砖和大头针，过P3和P4引直线O\'B与bb\'交于O\'点，连接O与O\'，OO\'就是玻璃砖内的折射光线的方向，入射角i=∠AON，折射角r=∠O\'ON\'。

⑧用量角器量出入射角i和折射角r的度数。

⑨从三角函数表中查出入射角和折射角的正弦值，记入自己设计的表格里。 ⑩用上面的方法分别求出入射角是30°，45°，60°时的折射角，查出入射角和折射角的正弦值，把这些数据记在表格里。

【数据处理】 算出不同入射角时

【注意事项】：

1．玻璃砖应选用厚度、宽度较大的．2．大头针要插得竖直，且间隔要大些．3．入射角不宜过大或过小，一般在15°～75°之间．4．玻璃砖的折射面要画准，不能用玻璃砖界面代替直尺画界线．5．实验过程中，玻璃砖和白纸的相对位置不能改变．

【误差及分析】：

①入射光线、出射光线确定的准确性，要求入射侧、出射侧所插两枚大头针间距宜大点。

②测量入射角与折射角时的相对误差，故入射角不宜过小。入射角也不宜过大，过大则反射光较强，出射光较弱。

例1．在用插针法测定玻璃砖的折射率的实验中，甲、乙、丙三位同学在纸上画sinisini的值，求出几次实验中所测的平均值 sinrsinr出的界面

aa′、bb′与玻璃砖位置的关系分别如图实－1－8①、②和③所示，其中甲、丙两 同学用的是矩形玻璃砖，乙同学用的是梯形玻璃砖．他们的其他操作均正确，且均

以aa′、bb′为界面画光路图．

图实－1－8 (1)甲同学测得的折射率与真实值相比________(填“偏大”“偏小”或“不变”)． (2)乙同学测得的折射率与真实值相比________(填“偏大”“偏小”或“不变”)． (3)丙同学测得的折射率与真实值相比________．

解析：用图①测定折射率时，玻璃中折射光线偏折大了，所以折射角增大，折射率

减小；用图②测折射率时，只要操作正确，与玻璃砖形状无关；用图③测折射率时，

无法确定折射光线偏折的大小，所以测得的折射率可大、可小、可不变． 答案：(1)偏小 (2)不变 (3)可能偏大、可能偏小、可能不变

例2．在用插针法测定玻璃的折射率的实验中，某同学操作步骤如下： ①用图钉将记录光路的白纸固定在平板上； ②手拿玻璃砖的毛面或棱，将其轻放在白纸上； ③用铅笔环绕玻璃砖画出边界aa′和bb′；

④在aa′上选择一点O，作为不同入射角的入射光线的共同入射点，画出入射角θ1 分别为0°、30°、45°的入射光线；

⑤用“插针法”分别得到各条入射光线的出射光线，观察时着重看大头针针帽是否 在一条直线上，取下玻璃砖、大头针，连接各针孔，发现所画折射光线中有两条相

交，量出各个折射角θ2；

sinθ1⑥按公式分别计算，取三个值的算术平均值．

sinθ2(1)以上步骤中有错误或不妥之处的是________； (2)应改正为_____________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________.解析：(1)有错误或不妥之处的是③④⑤.(2)③中应先画出一条直线，把玻璃砖的一边与其重合，再使直尺与玻璃砖的界面对

齐，移开玻璃砖后再画边界线；④中入射角要取0°以外的三组数据；⑤中大头针要

竖直插牢，观察时看针脚是否在同一条直线上．

答案：见解析

例3.一块玻璃砖有两个相互平行的表面，其中一个表面是镀银

的(光线不能通过此表面)．现要测定此玻璃的折射率．给 定的器材还有：白纸、铅笔、大头针4枚(P

1、P

2、P

3、P4)、带有刻度的直角三角板、量角器．

实验时，先将玻璃砖放到白纸上，使上述两个相互平行的

表面与纸面垂直．在纸上画出直线aa′和bb′，aa′表示镀银的玻璃表面，bb′表 示另一表面，如图实－1－9所示．然后，在白纸上竖直插上两枚大头针P

1、P2(位置

如图)．用P

1、P2的连线表示入射光线．

(1)为了测量折射率，应如何正确使用大头针P

3、P4?

________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________.(试在图实－1－9中标出P

3、P4的位置) (2)然后移去玻璃砖与大头针．试在图实－1－9中通过作图的方法标出光线从空气到

玻璃中的入射角θ1与折射角θ2.简要写出作图步骤．

________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________.(3)写出用θ

1、θ2表示的折射率公式为n＝________.解析：(1)在bb′一侧观察P

1、P2(经bb′折射、aa′反射，再经bb′折射后)的像， 在适当的位置插上P3，使得P3与P

1、P2的像在一条直线上，即让P3挡住P

1、P2的

像；再插上P4，让它挡住P2及P1的像和P3.P

3、P4的位置如图所示． (2)①过P

1、P2作直线与bb′交于O；

②过P

3、P4作直线与bb′交于O′；③利用刻度尺找到OO′的中点M；

④过O点作bb′的垂线CD，过M点作bb′的垂线与aa′相交于N，如图所示， 连接ON；

⑤∠P1OD＝θ1，∠CON＝θ2.sinθ1(3)由折射率的定义可得n＝.sinθ2sinθ1答案：(1)(2)见解析 (3)

sinθ

2二、用双缝干涉测光的波长

(一)目的

了解光波产生稳定的干涉现象的条件；观察双缝干涉图样；测定单色光的波长。 (二)原理

Ld据双缝干涉条纹间距x得，波长x。已知双缝间距d，再测出

dL双缝到屏的距离L和条纹间距Δx，就可以求得光波的波长。 (三)器材

实验装置采用双缝干涉仪，它由各部分光学元件在光具座上组成，如图实18-1所示，各部分元件包括光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、光屏。 光源 滤光片 单缝 双缝 遮光筒 屏

图实18-1

(四)步骤

1.将光源和遮光筒安装在光具座上,调整光源的位置,使光源发出的光能平行地进入遮光筒并照亮光屏.2.放置单缝和双缝,使缝相互平行,调整各部件的间距,观察白光的双缝干涉图样.3.在光源和单缝间放置滤光片,使单一颜色的光通过后观察单色光的双缝干涉图样.4.用米尺测出双缝到光屏的距离L,用测量头测出相邻的两条亮(或暗)条纹间的距离Δx.

d5.利用表达式x,求单色光的波长.

L6.换用不同颜色的滤光片,观察干涉图样的异同,并求出相应的波长.(五)注意事项

1.放置单缝和双缝时,必须使缝平行,并且双缝和单缝间的距离约为5~10cm.2.要保证光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒和光屏的中心在同一条轴线上。3.测量头的中心刻线要对应着亮(或暗)条纹的中心.4.为减小实验误差,先测出n条亮(或暗)条纹中心间的距离a,则相邻两条亮(或暗)条纹间的距离x

a.n1

推荐第3篇：初三物理光学课件

一、光的反射

1、光源：能够发光的物体叫光源

2、光在均匀介质中是沿直线传播的

大气层是不均匀的，当光从大气层外射到地面时，光线发了了弯折

3、光速

光在不同物质中传播的速度一般不同，真空中最快，

光在真空中的传播速度：C = 3108 m/s，在空气中的速度接近于这个速度，水中的速度为3/4C，玻璃中为2/3C

4、光直线传播的应用

可解释许多光学现象：激光准直，影子的形成，月食、日食的形成、小孔成像等

5、光线

光线：表示光传播方向的直线，即沿光的传播路线画一直线，并在直线上画上箭头表示光的传播方向(光线是假想的，实际并不存在)

6、光的反射

光从一种介质射向另一种介质的交界面时，一部分光返回原来介质中，使光的传播方向发生了改变，这种现象称为光的反射

7、光的反射定律

反射光线与入射光线、法线在同一平面上;反射光线和入射光线分居在法线的两侧;反射角等于入射角

可归纳为：三线一面，两线分居，两角相等

理解：

(1) 由入射光线决定反射光线，叙述时要反字当头

(2) 发生反射的条件：两种介质的交界处;发生处：入射点;结果：返回原介质中

(3) 反射角随入射角的增大而增大，减小而减小，当入射角为零时，反射角也变为零度

8、两种反射现象

(1) 镜面反射：平行光线经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线

(2) 漫反射：平行光经界面反射后向各个不同的方向反射出去，即在各个不同的方向都能接收到反射光线

注意：无论是镜面反射，还是漫反射都遵循光的反射定律

推荐第4篇：物理光学英文总结

1.2.3.4.5.6.7.麦克斯韦方程组 （Maxwell’s equation） 电感强度, electric displacement 电场强度, electric field strength 磁感强度, magnetic flux density 磁场强度，magnetic field strength 波动方程的平面简谐波解 (Simple Harmonic Wave) 布儒斯特定律( Brewster’s Law )

Brewster’ law, in his own words, states that “when a ray of light is polarized（偏振）by reflection, the reflected（反射）ray forms a right angle with the refracted（折射） ray.On the laws which regulate the polarization of light 偏振光by reflection from transparent bodies.” 8.光波的叠加, Superposition of waves 9.驻波(Standing Wave) 10.拍频 （Beat frequency） 11.相速度（Phase velocity） 12.群速度(Group velocity) 13.合成波resultant wave 14.振幅amplitude 15.干涉现象（Interference）：在两个（或多个）光波叠加的区域形成强弱稳定的光强分布的现象，称为光的干涉现象。

The term Interference refers to the phenomenon that waves, under certain conditions, intensify or weaken each other.16.相干光波（Coherent wave） 相干光源，Coherent light source 17.杨氏干涉实验（Young’s interference experiment） 18.干涉条纹（Interference fringes） 19.Path difference （路径差） 20.Phase difference （位相差）

21.The order of interference （干涉级） 22.The light distribution（光分布） 23.A maximum amount of light (maxima) 24.A minimum amount of light (minima) 25.干涉条纹的可见度

The visibility (contrast) of interference fringes 26.对比度（Contrast）： It can be defined as the ratio of the difference between maximum areance（面积比） Emax, and mimimum areance, Emin, to the sum of such areances:

K=(Emax-Emin)/(Emax+Emin) The amount of power incident per unit area is called areance (illuminance).Visibility：K=(Imax-Imin)/(Imax+Imin)

27.相干性与干涉（Coherence & interference）

28.空间相干性（spatial coherence) 和时间相干性（temporal coherence） 29.等厚干涉（ Interference of equal thickne） 30.平行平板 (Plane-Parallel Plates)

31.等倾干涉（Interference of equal inclination）

32.法布里－泊罗干涉仪（Fabry-Perot interferometer）

33.分辨极限和分辨本领（Resolvance of the interferometer） 34.光学系统的分辨本领（Resolving power of an optical system） 35.光的衍射（Diffraction）

36.衍射实验(Diffraction experiment)

37.衍射现象的分类 (Claification of light diffraction)

（1） 夫琅和费衍射(Fraunhofer diffraction) （2） 菲涅耳衍射（ Fresnel diffraction ） 38.矩孔衍射 (Diffraction by a rectangular aperture) 39.强度分布计算（Intensity distribution calculation） 40.单缝衍射 (Diffraction by a single slit)

41.夫琅和费圆孔衍射(Fraunhofer diffraction by a circular aperture) 42.椭圆的衍射图样 (Diffraction pattern) 43.光学成像系统的衍射和分辨本领Diffraction and resolving power of an optical system 44.光学系统的分辨本领（Resolving power of an optical system） 45.瑞利判据（Rayleigh’s criterion） 46.双缝衍射 （Double-slit diffraction） 47.多缝衍射（Multiple-slit diffraction） 48.衍射光栅

( Diffraction gratings ) 49.光栅方程（The grating equation） 50.光栅分辨本领 (Resolvance of a grating) 51.光的偏振（Polarization of light）

52.偏振光与自然光，Polarized light and Natural light 53.线偏振光（Linearly polarized light） 54.圆偏振光（Circularly polarized light） 55.椭圆偏振光（Elliptically polarized light） 56.部分偏振光( Partially polarized light)

57.偏振光的产生（Production of polarized light）

反射和折射、二向色性、散射、双折射 Polarization by reflection Polarization by transmiion Polarization by dichroism Polarization by scattering Polarization by birefringence 58.马吕斯定律(Malus’ law)和消光比(Extinction ratio） 59.起偏器（ Polarizer ）：用来产生偏振光的偏振器件。 60.检偏器（ Analyser ）：用来检验偏振光的偏振器件。

61.寻常光（Ordinary light, o光）和 非寻常光

Extraordinary light , e光） 62.光轴(Optical axis)

63.主截面(Principal section) 64.表面法线

(Normal line) 65.入射光(Incident ray)

推荐第5篇：物理光学实验小结

物理光学实验小结

这学期我们一共做了六个光学实验，分别为：“应用阿贝折射仪测量固、液体折射率”、“小型摄谱仪调整及最佳摄谱位置的确定”、“应用焦距仪测定焦距与顶焦距”、“单色仪的调节与定标”、“利用双棱镜干涉法测He-Ne激光波长”、“偏振光的产生、检验及强度测定”。学了很多原理同时也学会了很多仪器的操作。

做实验最重要的就是弄清实验原理，这是我得到的最深刻的体会。还记得在做第一次的光学实验时，由于对仪器的使用没有好好的掌握，开始做的时候手忙脚乱的，不知道到底出现什么现象才能正确的测出物质的折射率（当然，现在对我来说都不是问题了），后来的几次试验由于对原理很理解，所以做的也很连贯，知道自己要干什么。第二，做实验一定要有耐心，还要细心，有很多个实验都要一样的动作做好几组数据，有时候实验会做到很晚或者自己是最后一个，一定不要着急，要平静的做好它。第三，要认真听老师讲解，学习实验的操作，使自己更好地做实验。

我对我们做实验的方案挺满意的，做前老师讲解原理、示范实验操作挺好的。让同学们自己找资料写实验报告的方式也挺好，能促使学生更加深刻的学习，自主地学习，全面深入地了解实验内容。

做物理光学实验，不仅让我学到了物理中的一些原理，也让我了解了很多仪器的使用方法以及像相机的照相原理等，充满了实用性和乐趣。物理光学实验内容广博，缤纷多彩，而我们仅有的几节实验课只为我们解开了大幕的一角。我相信，在物理光学中，有更多的有用的知识等待着我们的探索，并且会使我们的路走的更远更长。

推荐第6篇：初中物理光学知识点归纳

初中物理复习光的反射知识点归纳

1、光源：能够发光的物体叫光源

2、光在均匀介质中是沿直线传播的

大气层是不均匀的，当光从大气层外射到地面时，光线发了了弯折

3、光速

光在不同物质中传播的速度一般不同，真空中最快，

光在真空中的传播速度：C = 3×108 m/s，在空气中的速度接近于这个速度，水中的速度为3/4C，玻璃中为2/3C

4、光直线传播的应用

可解释许多光学现象：激光准直，影子的形成，月食、日食的形成、小孔成像等

5、光线

光线：表示光传播方向的直线，即沿光的传播路线画一直线，并在直线上画上箭头表示光的传播方向（光线是假想的，实际并不存在）

6、光的反射

光从一种介质射向另一种介质的交界面时，一部分光返回原来介质中，使光的传播方向发生了改变，这种现象称为光的反射

7、光的反射定律

反射光线与入射光线、法线在同一平面上；反射光线和入射光线分居在法线的两侧；反射角等于入射角

可归纳为：“三线一面，两线分居，两角相等”

理解：

（1） 由入射光线决定反射光线，叙述时要“反”字当头

（2） 发生反射的条件：两种介质的交界处；发生处：入射点；结果：返回原介质中

（3） 反射角随入射角的增大而增大，减小而减小，当入射角为零时，反射角也变为零度

8、两种反射现象

（1） 镜面反射：平行光线经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线

（2） 漫反射：平行光经界面反射后向各个不同的方向反射出去，即在各个不同的方向都能接收到反射光线

注意：无论是镜面反射，还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、平面镜对光的作用

（1）成像 （2）改变光的传播方向

11、平面镜成像的特点

（1）成的像是正立的虚像 （2）像和物的大小 （3）像和物的连线与镜面垂直，像和物到镜的距离相等

理解：平面镜所成的像与物是以镜面为轴的对称图形

12、实像与虚像的区别

实像是实际光线会聚而成的，可以用屏接到，当然也能用眼看到。虚像不是由实际光线会聚成的，而是实际光线反向延长线相交而成的，只能用眼看到，不能用屏接收。

13、平面镜的应用

（1）水中的倒影 （2）平面镜成像 （3）潜望镜

推荐第7篇：高考物理光学现象总结

光学现象的知识点

光现象的解释

1.雨过天晴时，常在天空出现彩虹，这是太阳光通过悬浮在空气中细小的水珠折射而成的，白光经水珠折射以后，分成各种彩色光，这种现象叫做光的色散现象．

2.阳光在树林地面上形成圆形光斑是由于光的直线传播形成的．因为光在均匀介质中沿直线传播，在遇到不透明的树叶时，便在物体后形成影，而没 有树叶的地方光沿直线传播，在地面上形成光斑，也就是太阳的像．

3.肥皂泡上的彩色花纹是由于液膜的两个表面形成两列频率相同的波，发生干涉形成的． 4.水中十分明亮的空气泡是由于光的全反射形成的． 5.黑板“反光”是黑板表面发生了镜面反射

7.用分光镜观测光谱是利用不同色光折射率不同从而产生色散现象, 8光导纤维传输信号是利用光的全反射现象

9.数码相机是一种利用电子传感器把光学影像转换成电子数据的照相机 10.海水浪花呈白色、玻璃(水)中气泡看起来特别亮、沙漠蜃景、夏天的

油路面看起来“水淋淋”、海市蜃楼、钻石的夺目光彩、水下灯照不到整个水面、全反射棱镜等。

11.常见的薄膜干涉现象: 蚌壳内表面的彩色、昆虫翅翼上的彩色、激光唱片上的彩色、镜头上的增透膜、肥皂膜、水面的油花等。

(1)单缝衍射:单色光的衍射图样为中间__宽且亮_____的单色条纹,两侧是__明暗相间_______的条纹,条纹宽度比中央窄且暗;白光的衍射图样为中间宽且亮的白条纹,两侧是渐窄且暗的彩色条纹。

(2)圆孔衍射:明暗相间的__不等距_____圆环。

(3)泊松亮斑(圆盘衍射):当光照到_不透明_的半径很小的小圆盘上时,在圆盘的阴影中心出现_亮斑 (在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环)。 13.光的偏振现象说明光波是横波

14.照相机镜头涂的增透膜,是针对人眼最敏感的绿光设计的,使从镜头反射

的绿光干涉相消,而对太阳光中红光和紫光并没有显著削弱,所以看上去呈淡紫色,并不是增强了对紫光的透射。 15全息照相利用了光的干涉原理 16光的偏振现象在技术中有很多应用。图示在拍摄橱窗中的陈列品时，由于窗玻璃发出的强反射光，使拍摄效果欠佳，照片模糊不清。在镜头前加上一张偏振片，旋转偏振片使其透光方向与窗玻璃反射光的偏振方向垂直，就可滤掉这些反射光，摄得清晰的照片。 17 下雨天公路上有油渍会出现彩色斑纹，可以用光的干涉解释。

18.早晨看到的草上的露珠映在日光中能呈现鲜艳的颜色，而且颜色随视线的方向而改变，这是由于光的色散，我们看到的色光，实际上是白光色散后所出现的单色光。由于白光色散后它的传播方向已经发生了改变，色散后的各种色光传播方向也不同，因此，当视线方向改变时，所看到的色光的颜色也不相同。

推荐第8篇：物理光学期末复习总结

物理光学期末复习总结

名词解释：

1 全反射：光从光密射向光疏，且入射角大于临界角时，光线全部返回光密介质中的现象。 2 折射定律： ①折射光线位于由入射光线和法线所决定的平面内。

②折射角的正弦与入射角的正弦之比与入射角大小无关，仅由两种介质的性质决定。sinIsinI\'nn\'

3 瑞利判据：①两个波长的亮纹只有当他们的合强度曲线中央极小值低于两边极大值的81%时才能分辨。

②把一个点物衍射图样的中央极大与近旁另一点物衍射图样的第一极小重合，作为光学系统的分辨极限，并认为此时系统恰好可以分辨开两物点。

4 干涉：在两个（或多个）光波叠加的区域，某些点的振动始终加强，另一些点的振动始终减弱，形成在该区域内稳定的光强强弱分布的现象。

5 衍射：当入射光波波面受到限制之后，将会背离原来的几何传播路径，并呈现光强不均匀分布的现象。 6 倏逝波：当发生全发射现象时，在第二介质表面流动的光波。 7 光拍现象：一种光强随时间时大时小变化的现象。

8 相干光束会聚角：到达干涉场上某点的两条相干光线间的夹角。

9 干涉孔径角：到达干涉场某点的两条相干光线从实际光源发出时的夹角。

10 缺级现象：当干涉因子的某级主极大值刚好与衍射因子的某级极小值重合，这些极大值就被调制为零，对应级次的主极大值就消失了，这一现象叫缺级现象。

11 坡印亭矢量（辐射强度矢量）：单位时间内通过垂直于传播方向的单位面积内电磁能量的大小。 12 相干长度：对光谱宽度的光源而言，能够发生干涉的最大光程差。 13 发光强度（Ⅰ）：辐射强度矢量的时间平均值 14 全偏振现象：当入射光为自然光且入射角满足12发生全偏振现象。

15 布儒斯特角：发生全偏振现象时的入射角，记为B，tanBn2n12，P0，即反射光中只有S波，没有P波，

。

16 马吕斯定律：从起偏器出射的光通过一检偏器，则透过两偏振器后的光强I随两器件透光轴的夹角而

2变化，即II0cos

17 双折射：一束光射入各项异性介质中分成两束的现象。 18 光栅的色分辨本领：指可分辨两个波长差很小的谱线的能力。

- 123答：D ：哈密顿算符 D：电感强度 ：电荷体密度

B0 B：磁感强度

DD H：磁场强度 j：传导电流密度 ：位移电流密度 HjttB

E：电场强度 Et11 分波前法和分振幅法的区别及典型代表？

答：分波前法：指对波动场取同一波面不同部分再次汇合发生干涉

代表：杨氏干涉

分振幅发：指对于波动场取同一波面相同部分一分为二，再次汇合发生干涉

代表：=0的平行平板双光束干涉 12 常见的获取相干光波的方法？ 答：分波前法和分振幅法 13 发生干涉的条件？

答：光波的频率相同，振动方向一致，相位差恒定，光程差小于波列长度 14 影响干涉条纹对比度的因素？

答：①振幅比 ②光源大小 ③光源非单色性 15 定域条纹和非定域条纹的区别？

答：定域条纹：在定域面上能够观察到的条纹，能量大，难于找到

非定域条纹：由单色点光源照明所产生的光波叠加区域中，任何一个平面上都能产生干涉条纹，能量少，易于找到。

16 用眼比用仪器更易找到条纹的原因？

答：①因为人眼有自动调焦功能，从而能把最清晰的条纹成像于视网膜上。

②因为人眼瞳孔有一定大小（2-8mm），对进入人眼的光起到限制作用，相当于变向减小了光源的大小，使干涉定域增大，进而便于找到干涉条纹。

17 肥皂泡为什么是彩色的、明暗相间的？

答：日光中含有不同波长的光，简单的说，单色光在射向一个薄膜时，会从薄膜的两个表面发射回来，当薄膜厚度与波长形成一定关系时，就会发生干涉，使光加强或减弱，而肥皂泡就相当与薄膜，肥皂泡厚度不均匀，所以不同波长的光在不同的地方发生干涉就能看到彩色的光。 18 彩色肥皂泡在快要破裂时会变暗的原因？

- 523 惠更斯---菲捏尔原理？

答：波前上任何一个未受阻点可看作是一个频率与入射波相同的紫波源并发射紫波，在其后任意点的光振动所有紫波叠加的结果。

24 垂直入射及任意角度入射时光栅方程？ 答：dsinisinm （m=0，1，2…） 25 闪耀光栅的光栅方程？

答：垂直于单个槽面 2dsinrm

垂直于光栅面 dsin2rm 26 产生偏振光的方法？

答：①利用折/反射 ②利用二向色性 ③利用光的散射 ④利用双折射 27 波片的分类方法、作用、材料？

答:全波片：产生2整数倍的相位延迟，不改变入射光的偏振态。

增大应力引起的光程差值，使干涉色随内应力变化变得灵敏 2波片：产生奇数倍的相位延迟，使入射的线偏振光振动方向发生改变，可令圆偏振光改变旋向。 波片：产生24奇数倍的相位延迟，能使入射的线偏振光变为椭圆偏振光。若入射线偏振光的光矢量与波片快（慢）轴成45°时，将得到圆偏振光。

材料：云母

28 自然光获取圆偏振光振动方向的方法？

答：当取入射线偏振光与X轴夹角为45时，出射的为圆偏振光。 29 测定线偏振光振动方向的方法？

答：若被检光是线偏振光，当它通过透光轴方向已知的检偏器时，应该观察到透射光强随检偏器透光轴方向旋转而变化的现象，并且在某个位置上透射光强为零，即出现消光位置。 在检偏器A之前将2波片放成半视场，调整波片的快慢轴方向，令视场均匀一片，则此时的快慢轴方向就是线偏振光的振动方向。

30 椭圆偏振光（或圆偏振光）的旋向如何判定？

答：①对着光的传播方向看，若合矢量末端的轨迹顺时针旋转右旋，逆时针左旋。

②判定法： sin0左旋（一二象限）

sin0右旋（三四象限）

推荐第9篇：大学物理光学实验感想

大学物理光学实验感想 华明杰201200210022 物理光学实验总共有以下几个内容：偏振光的观察与研究、迈克耳孙干涉仪、分光计实验、干涉法测微小量、光强调制法测光速、椭偏仪测折射率和薄膜厚度六项实验。由于本学期不能到实验室去做实验，只能利用物理仿真实验软件完成。 通过仿真实验的模拟，我有如下感受：

1、大学物理光学实验要求操作要细致，要根据准确详细的操作步骤一步步实现，不可跳跃或者省略一些步骤。另外，在做实验之前不仅需要掌握课本上学的相关知识，还得需要查阅一些资料后弄明白实验中涉及的实验设备如何使用等内容，比如干涉仪、椭偏仪。

2、虽然没有亲自动手去做实验，没有亲身去体验实验带来的乐趣，但仿真实验更加准确与细致，还是带给我一些别样的体会与感受。仿真实验软件将实验设备放到电脑上，突出设备可操作部分，明确实验需要操作的关键位置，避免了在实验室中亲手操作不知从哪入手的情况的发生。

3、在做实验的过程中，感受到伟大的科学研究成果是需要不断探索与反复验证的。科学巨人们凭借自己勇于探索的精神与坚持不懈为我们人类科学做出了极大的贡献。另外，每种科学新发现都不会独立存在，都是或多或少与已发现的科学成果有相关性，或者与其他科学领域有着不可分割的联系。

4、作为大二的学生，我们需要的是探索、创新精神和坚持不懈的毅力，还需要掌握自主学习的能力和培养团队意识，动手实践能力也是非常重要的。

推荐第10篇：物理光学演示实验总结

这次的物理光学演示实验，既锻炼了我们的学科理论性的知识掌握情况，又让我们通过实践操作培养自己的实际动手能力，充满了实用性和乐趣。在实践过程中，我们不仅培养了自己的动手能力，而且将学到的实验理论知识应用到实践能力，提高了将实验理论和实际的实验过程相结合的能力，对以后的实验操作及理论知识的学习打下了坚实的基础，有很大的促进作用。

物理光学实验内容广博，缤纷多彩，而我们今天做的几个演示实验只为我们解开了大幕的一角。 我相信，在物理光学中，有更多的有用的知识等待着我们的探索，并且会使我们的路走的更远更长。

总之，我在基础光学实验中，学到了许许多多的东西，我在今后的学习生活中，一定会把它们用上的。最后，再一次对给予我们细致认真讲解和启发性指导的老师表达诚挚的谢意。

第11篇：高中物理光学最新试题

2008年高中物理光学最新试题精选

一、选择题

1．2007年3月4日是我国的元宵节，凌晨在我国很多地区都观测到了月食的天象，发生月食时、太阳、地球的相对位置如图所示．当月球进入图中哪个区域时地球上在夜晚地区的观察者可以看到月全食（

）

A．全部进入区域I B．全部进入区域II或Ⅳ C．全部进入区域Ⅲ D．部分进入区域I

答案：A 2．1923年美国物理学家迈克耳逊用旋转棱镜法较准确地测出了光速，其过程大致如下，选择两个距离已经精确测量过的山峰（距离为L），在第一个山峰上装一个强光源S，由它发出的光经过狭缝射在八面镜的镜面1上，被反射到放在第二个山峰的凹面镜B上，再由凹面镜B反射回第一个山峰，如果八面镜静止不动，反射回来的光就在八面镜的另外一个面3上再次反射，经过望远镜，进入观测者的眼中．如图所示，如果八面镜在电动机带动下从静止开始由慢到快转动，当八面镜的转速为时，就可以在望远镜里重新看到光源的像，那么光速等于（

）

A．4L

B．8L

C．

16L

D．

32L

答案：B 3．水平地面上物体M将站在A处的人的视线挡住，如图所示，为了能看到M后面的地面，在上方水平放一平面镜，且反光面对着地面，A处的人为了看到M后面距M较近的地方，他应该（

）

A．将平面镜平行上移 B．将平面镜平行下移 C．将平面镜水平左移 D．将平面镜水平右移

答案：A 4．如图所示，在xOy平面内，人的眼睛位于坐标为（3，0)的点，一个平面镜镜面向下，左右两个端点的坐标分别为（－2，3）和（0，3）一个点光源S从原点出发，沿x轴负方向匀速运动．它运动到哪个区域内时，人眼能从平面镜中看到S的像点，像做什么运动？（ ）

A．0～－7区间，沿x轴正方向匀速运动 B．－3～一7区间，沿x轴负方向匀速运动 C．－3～－7区间，沿x轴负方向加速运动 D．－3～－区间，沿x轴正方向加速运动

答案：B 5．设大气层为均匀介质，当太阳光照射地球表面时，则有大气层与没有大气层时，太阳光被盖地球的面积相比（

）

A．前者较小

B．前者较大 C．一样大

D．无法判断 答案：B 6．大气中空气层的密度是随着高度的增加而减小的．从大气外射来一束阳光，如图所示的四个图中，能粗略表示这束阳光射到地面的路径的是（

）

答案：B

7．目前，一种用于摧毁人造卫星或空间站的激光武器已研制成功．如图所示，某空间站位于地平线上方，现准备用一束激光射向该空间站，则应把激光器（

）

A．沿视线对着空间站瞄高一些 B．沿视线对着空间站瞄低一些 C．沿视线对准空间站直接瞄准 D．条件不足，无法判别

答案：C 8．在没有月光的夜间，一个池面较大的水池底部中央有一盏灯（可看做光源），小鱼在水中游动，小鸟在水面上方飞翔，设水中无杂质且水面平静，下面的说法中正确的是（ ）

A．小鱼向上方水面看去，看到水面到处都是亮的，但中部较暗

B．小鱼向上方水面看去，看到的是一个亮点，它的位置与鱼的位置无关 C．小鸟向下方水面看去，看到水面中部有一个圆形区域是亮的，周围是暗的 D．小鸟向下方水面看去，看到的是一个亮点，它的位置与鸟的位置有关 答案：BD 解析： 突破口在于镜面反射原理和折射定律

9．如图所示，一束圆锥体形的单色光在空气中传播，将会聚于P，在到达P之前若先进入水中，圆锥的轴垂直于水面，圆锥的顶角为。P到水面的距离一定，则（很小时，sintan）（

） A．若很大，锥体内的光线不能全部聚于一点 B．若很小，锥体内的光线不能全部聚于一点水面 C．很大时，光线与轴的交点从P点开始至无限远 D．很小时，光线与轴的交点无限靠近P

答案：A

二、填空题

1．如图所示，在等高且相距较远的甲、乙两地各有一套光学系统．甲处A为固定的激光光源，它竖直向下发出一束又细又亮的激光．B是正多面反射棱镜，这里只画出它相邻的三个反射面，该棱镜可绕水平中心轴O顺时针高速旋转．C是带观察屏的望远镜．当撤去B时，激光束恰好直接射入望远镜．乙处是安装在水平轴O上的两块互相垂直的平面镜组成的反射系统，该系统也可绕O轴在竖直面内旋转．现调节甲、乙两地系统至某一静态时，激光束经过图所示的一系列反射后恰好射入望远镜中，试回答下列问题：

（1）由此可推导出正多面反射棱镜的面数为

。

（2）保持甲地的整个光学系统不动，让乙地反射系统整个绕O轴在纸面上缓缓旋转一个不太大的角度，是否可以保证激光束在这一段时间内总能进入望远镜中？（旋转过程中两平面镜保持相互垂直且激光在两平面镜中各有一次反射）．

答：

（填“是”或“否\")。

（3）若让甲地棱镜绕中心轴O旋转，其余部分不动．由于甲、乙两地相隔较远，且光是以一定的速度在空气中传播的，故一般情况下望远镜中不能再看到激光光源的像．但是适当调节转速，则可重新看到光源的像．若已知甲、乙两地间距离为s，光速为c，试求棱镜的最小转速是

r/s。

答案：（1）8 （2）是

（3）nc 16s3．图中M是竖直放置的平面镜，镜离地面的距离可调节．甲、乙二人站在镜前，乙离镜的距离为甲离镜的距离的2倍，如图所示．二人略错开，以便甲能看到乙的像．以l表示镜的长度，h表示乙的身高，为使甲能看到镜中乙的全身像，l的最小值为多少？

解析：设甲离镜距离为s，则乙离镜距离为2s。

（1）根据平面镜成像的特点，像和物关于镜面对称，作乙经平面镜成的像h。

（2）由甲的眼睛向乙的像两端作两条直线OD、OC，直线OD、OC分别与镜子相交于B、A两点，则线段BA就是镜子的最小长度，如图甲所示。

（3）完成光路图如图乙所示．

（4）由几何关系知，OAB与OCD相似，则

lshh,l。 h2ss33

(A)屏上像的位置向上移动

(B)屏上像的位置向下移动

(C)屏上像的位置保持不动，但像变大

(D)屏上像的位置保持不动，但像变小

7、（96年）一焦距为f的凸透镜，主轴和水平的x轴重合。x轴上有一光点位于透镜的左侧，光点到透镜的距离大于f而小于2f。若将此透镜沿x轴向右平移2f的距离，则在此过程中，光点经透镜所成的像点将( )。

(A)一直向右移动

(B)一直向左移动

(C)先向左移动，接着向右移动

(D)先向右移动，接着向左移动

11、（99年）假设地球表面不存在大气层，那么人们观察到的日出时刻与实际存在大气层的情况相比（ ）

A、将提前

B、将延后

C、在某些地区将提前，在另一些地区将延后

D、不变

一、单项选择题

1、C

2、A

3、C

4、C

5、B

6、A

7、C

8、C

9、D

10、C

11、B

12、D

13、C

14、B

三、填空题

3、（93年）某人透过焦距为10厘米，直径为

4、0厘米的薄凸透镜观看方格纸，每个方格的边长均为0、30厘米。他使透镜的主轴与方格纸垂直，透镜与纸面相距10厘米，眼睛位于透镜主轴上离透镜5.0厘米处。问他至多能看到同一行上几个完整的方格?__________

4、(95年)图9中AB表示一直立的平面镜,P1P2是水平放置的米尺(有刻度的一面朝着平面镜),MN是屏,三者互相平行、屏MN上的ab表示一条竖直的缝(即a、b之间是透光的、)某人眼睛紧贴米尺上的小孔S(其位置见 图),可通过平面镜看到米尺的一部分刻度。试在本题的图上用三角板作图求出可看到的部位,并在 P1P2上把这部分涂以标志_________。 答案：

1、铯、钠(3分)[只答一个或有错者均0分]

2、(E2-E1)/h

3、26

4、

5、/2 6×10 7

6、4.00×10-7 5.00×1014

四、计算题

1、（92年）(5分)一物体经焦距为24厘米的凸透镜成一个放大率为1.5的实像。求物到透镜的距离。

2、(94年) (7分)蜡烛距光屏90厘米，要使光屏上呈现出放大到2倍的蜡烛像，应选焦距是多大的凸透镜?

3、(95年) (6分)一发光点S位于焦距为12厘米的薄凸透镜的主轴上、当S沿垂直于主轴的方向移动

1、5厘米时,它的像点S′移动0、5厘米、求移动前发光点S到像点S′的距离

5、(97年)（9分）有一个焦距为36厘米的凸透镜,在主轴上垂直放置一支蜡烛，得到一个放大率为4的虚像。如果想得到放大率为4的实像，蜡烛应向哪个方向移动?移动多少?

6、（98年）（12分）如图所示，L为薄凸透镜，点光源S位于L的主光轴上，它到L的距离为36cm；M为一与主光轴垂直的挡光圆板，其圆心在主光轴上，它到L的距离为12cm；P为光屏，到L的距离为30cm。现看到P上有一与挡光板同样大小的圆形暗区ab。求透镜的焦距。

7、（2000年）（13分）一辆实验小车可沿水平地面（图中纸面）上的长直轨道匀速向右运动。有一台发出细光束的激光器在小转台M上，到轨道的距离MN为d=10m，如图所示。转台匀速转动，使激光束在水平面内扫描，扫描一周的时间为T=60s。光束转动方向如图中箭头所示。当光束与MN的夹角为45°时，光束正好射到小车上。如果再经过△t=2.5s光束又射到小车上，则小车的速度是多少？（结果保留二位数字）

答案：

1、

28、解:由题给数据根据透镜成像和放大率公式可得

1/u＋1/v＋1/f＝1/24

①

m＝v/u

②

解之得 u＝40(厘米) ③

评分标准:本题5分

得到①式给2分，得到②式给2分，求得最后结果，再给1分。

2、由放大率公式和本题要求,有v＝2u,以题给条件u+v＝90厘米代入,凸透镜的焦距f＝20厘米。

3、解:用h和h′分别表示S和S′移动的距离,用l表示S和S′未移动时的距离,则有

v/u=h′/h

①

l=u+v

②

1/u+1/v=1/f

③

根据透镜成像公式

由①②③式并代入数据可解得

l=64厘米

评分标准:全题6分,写出④式给2分,写出②式给2分,写出③式给1分、得出正确结果再给1分

4、设光线在玻璃中的折射角为r，则光线从S到玻璃板上表面的传播距离＝ι／cosθ；光线从S到玻璃板上表面的传播时间＝ι／c cosθ，其中c表示空气中的光速。

光线在玻璃板中的传播距离＝d／cosr；

光线在玻璃板中的传播时间＝nd／c cosr；

据题意有nd／cosr＝ι／cosθ

由折射定律 sinθ＝nsinr，

解得

5、解:先求蜡烛的原位置

由放大率公式

。

得 v1＝-4u

1①

由透镜成像公式

1/u1+ 1/v1＝1/f

②

解得 u1＝3/4f

再求蜡烛移动后的位置，由放大率公式得

v2＝4u

2③

由透镜成像公式

1/u2+1/v12＝1/f

④

解得 u2＝5/4f 所以蜡烛应向远离透镜的方向移动，移动的距离为

u2－u1＝5/4－3/4f＝1/2f＝18厘米 评分标准:本题9分。

①式2分， ②式1分， ③式2分， ④式1分， ⑤式2分。 物体移动方向正确的给1分。

6、解：光屏上的暗区是由于挡光圆板挡住部分光线而 形成的。因而从点光源S经挡光圆板边缘（譬如图中的c点）射到透镜上H点的光线ScH，经透镜折射后，出射光线应经过暗区的边缘的某点。这点可以是暗区的边缘点a，也可以是暗区的另一边缘点b。也就是说符合要求的像点有两点：S1\'、S2\'。

先求与像点S1\'相应的焦距f1。

设r表示圆板与暗区的半径，以u表示物距，v1表示

像距， /r=u/(u-l1) ① /r=v1/(v1-l2) ②

由成像公式，得

1/u+1/v1=1/f1 ③

解①、②、③式得

f1=25.7cm ④

再求与像点S2\'相应的焦距f2，以v2表示像距， /r=v2/(l2-v2) ⑤

由成像公式，得

1/u+1/v2=1/f2 ⑥

解①、⑤、⑥式得

f2=12cm ⑦

7`参考解答：

在△t内，光束转过角度

由图可知

②

③

由②、③两式并代入数值，得

④

（2）光束照到小车时，小车正在远离N点，△t内光束与MN的夹角从45°变为60°，小车走过，速度为 ⑤

⑥

由图可知

由⑤、⑥两式并代入数值，得

⑦

评分标准：本题13分。

①式2分， ②式2分， ③式3分， ④式2分， ⑥式2分， ⑦式2分，只考虑一种情形且正确的，只给9分。

理综）15.某物体左右两侧各有一竖直放置的平面镜，两平面镜相互平行，物体距离左镜4m，右镜8m，如图所示，物体在左镜所成的像中从右向左数的第三个像与物体的距离是

A.24m

B.32m

C.40m

D.48m 答案B 【解析】本题考查平面镜成像.从右向左在左镜中的第一个像是物体的像距离物体8cm,第二个像是物体在右镜所成像的像,第3个像是第一个像在右镜中的像在左镜中的像距离物体为32cm.

第12篇：高中物理光学知识点梳理

高中物理光学知识点梳理

一、光的反射和折射（几何光学）

1.反射定律α＝i ｛α：反射角，i：入射角｝

2.绝对折射率(光从真空中到介质)ncvsinisinr｛光的色散，可见光中红光折射率小，n:折射率，c:真空中的光速，v:介质中的光速，i:入射角，r:折射角｝

3.全反射：

1）光从介质中进入真空或空气中时发生全反射的临界角C：sinC1n

2)全反射的条件：光密介质射入光疏介质；入射角等于或大于临界角

注:

(1)平面镜反射成像规律：成等大正立的虚像，像与物沿平面镜对称；

(2)三棱镜折射成像规律：成虚像，出射光线向底边偏折，像的位置向顶角偏移；

(3)光导纤维是光的全反射的实际应用，放大镜是凸透镜，近视眼镜是凹透镜；

(4)熟记各种光学仪器的成像规律，利用反射(折射)规律、光路的可逆等作出光路图是解题关键；

(5)白光通过三棱镜发色散规律：紫光靠近底边出射见。

二、光的本性（光既有粒子性,又有波动性,称为光的波粒二象性）

1.两种学说:微粒说(牛顿)、波动说(惠更斯)

2．双缝干涉:中间为亮条纹；亮条纹位置: ＝nλ；暗条纹位置: ＝(2n+1) ＝0,1,2,3……）；条纹间距：xld2（n

｛:路程差(光程差)；λ:光的波长；2:光的半波长；d两条狭缝间的距离；l：挡板与屏间的距离｝

3.光的颜色由光的频率决定,光的频率由光源决定,与介质无关,光的传播速度与介质有关，光的颜色按频率从低到高的排列顺序是：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫(助记：紫光的频率大，波长小)

4.薄膜干涉:增透膜的厚度是绿光在薄膜中波长的

14，即增透膜厚度d4

5.光的衍射：光在没有障碍物的均匀介质中是沿直线传播的，在障碍物的尺寸比光的波长大得多的情况下，光的衍射现象不明显可认为沿直线传播，反之，就不能认为光沿直线传

- 1

第13篇：高中物理光学知识点梳理

高中物理光学知识点梳理

一、光的反射和折射（几何光学）

1.反射定律α＝i ｛α：反射角，i：入射角｝

2.绝对折射率(光从真空中到介质)ncsini｛光的色散，可见光中红光折射率小，vsinrn:折射率，c:真空中的光速，v:介质中的光速，i:入射角，r:折射角｝

3.全反射：

1）光从介质中进入真空或空气中时发生全反射的临界角C：sinC1 n

2)全反射的条件：光密介质射入光疏介质；入射角等于或大于临界角

注:

(1)平面镜反射成像规律：成等大正立的虚像，像与物沿平面镜对称；

(2)三棱镜折射成像规律：成虚像，出射光线向底边偏折，像的位置向顶角偏移；

(3)光导纤维是光的全反射的实际应用，放大镜是凸透镜，近视眼镜是凹透镜；

(4)熟记各种光学仪器的成像规律，利用反射(折射)规律、光路的可逆等作出光路图是解题关键；

(5)白光通过三棱镜发色散规律：紫光靠近底边出射见。

二、光的本性（光既有粒子性,又有波动性,称为光的波粒二象性）

1.两种学说:微粒说(牛顿)、波动说(惠更斯)

2．双缝干涉:中间为亮条纹；亮条纹位置: ＝nλ；暗条纹位置: ＝(2n+1) ＝0,1,2,3……）；条纹间距：x（n2l｛:路程差(光程差)；λ:光的波长；:光的半波d2长；d两条狭缝间的距离；l：挡板与屏间的距离｝

3.光的颜色由光的频率决定,光的频率由光源决定,与介质无关,光的传播速度与介质有关，光的颜色按频率从低到高的排列顺序是：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫(助记：紫光的频率大，波长小)

4.薄膜干涉:增透膜的厚度是绿光在薄膜中波长的

1，即增透膜厚度d 4

45.光的衍射：光在没有障碍物的均匀介质中是沿直线传播的，在障碍物的尺寸比光的波长大得多的情况下，光的衍射现象不明显可认为沿直线传播，反之，就不能认为光沿直线传

播

6.光的偏振：光的偏振现象说明光是横波

7.光的电磁说：光的本质是一种电磁波。电磁波谱(按波长从大到小排列):无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、γ射线。红外线、紫外、线伦琴射线的发现和特性、产生机理、实际应用。

8.光子说,一个光子的能量E＝hν ｛h:普朗克常量＝6.63×10J.s，ν:光的频率｝

9.爱因斯坦光电效应方程：W:金属的逸出功｝

注:

(1)要会区分光的干涉和衍射产生原理、条件、图样及应用,如双缝干涉、薄膜干涉、单缝衍射、圆孔衍射、圆屏衍射等；

(2)其它相关内容:光的本性学说发展史、泊松亮斑、发射光谱、吸收光谱、光谱分析、原子特征谱线、光电效应的规律光子说、光电管及其应用、光的波粒二象性、激光。

物质波。

-34

121mvhvW ｛mv2:光电子初动能，hv:光子能量，22

第14篇：初中物理光学知识点[优秀]

初中物理光学知识点归纳

五、光的反射

1、光源：能够发光的物体叫光源

2、光在均匀介质中是沿直线传播的

大气层是不均匀的，当光从大气层外射到地面时，光线发了了弯折

3、光速

光在不同物质中传播的速度一般不同，真空中最快，

光在真空中的传播速度：C = 3×108 m/s，在空气中的速度接近于这个速度，水中的速度为3/4C，玻璃中为2/3C

4、光直线传播的应用

可解释许多光学现象：激光准直，影子的形成，月食、日食的形成、小孔成像等

5、光线

光线：表示光传播方向的直线，即沿光的传播路线画一直线，并在直线上画上箭头表示光的传播方向（光线是假想的，实际并不存在）

6、光的反射

光从一种介质射向另一种介质的交界面时，一部分光返回原来介质中，使光的传播方向发生了改变，这种现象称为光的反射

7、光的反射定律

反射光线与入射光线、法线在同一平面上；反射光线和入射光线分居在法线的两侧；反射角等于入射角

可归纳为：“三线一面，两线分居，两角相等” 理解：

（1） 由入射光线决定反射光线，叙述时要“反”字当头

（2） 发生反射的条件：两种介质的交界处；发生处：入射点；结果：返回原介质中 （3） 反射角随入射角的增大而增大，减小而减小，当入射角为零时，反射角也变为零度

8、两种反射现象

（1） 镜面反射：平行光线经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线

（2） 漫反射：平行光经界面反射后向各个不同的方向反射出去，即在各个不同的方向都能接收到反射光线

注意：无论是镜面反射，还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、平面镜对光的作用

（1）成像 （2）改变光的传播方向

11、平面镜成像的特点

（1）成的像是正立的虚像 （2）像和物的大小 （3）像和物的连线与镜面垂直，像和物到镜的距离相等

理解：平面镜所成的像与物是以镜面为轴的对称图形

12、实像与虚像的区别

实像是实际光线会聚而成的，可以用屏接到，当然也能用眼看到。虚像不是由实际光线会聚成的，而是实际光线反向延长线相交而成的，只能用眼看到，不能用屏接收。

13、平面镜的应用

（1）水中的倒影 （2）平面镜成像 （3）潜望镜

六、光的折射

1、光的折射

光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向一般会发生变化，这种现象叫光的折射

理解：光的折射与光的反射一样都是发生在两种介质的交界处，只是反射光返回原介质中，而折射光则进入到另一种介质中，由于光在在两种不同的物质里传播速度不同，故在两种介质的交界处传播方向发生变化，这就是光的折射。

注意：在两种介质的交界处，既发生折射，同时也发生反射

2、光的折射规律

光从空气斜射入水或其他介抽中时，折射光线与入射光线、法线在同一平面上，折射光线和入射光线分居法线两侧；折射角小于入射角；入射角增大时，折射角也随着增大；当光线垂直射向介质表面时，传播方向不变，在折射中光路可逆。 理解：折射规律分三点：（1）三线一面 （2）两线分居（3）两角关系分三种情况：①入射光线垂直界面入射时，折射角等于入射角等于0°；②光从空气斜射入水等介质中时，折射角小于入射角；③光从水等介质斜射入空气中时，折射角大于入射角

3、在光的折射中光路是可逆的

4、透镜及分类

透镜：透明物质制成（一般是玻璃），至少有一个表面是球面的一部分，且透镜厚度远比其球面半径小的多。

分类：凸透镜：边缘薄，中央厚 凹透镜：边缘厚，中央薄

5、主光轴，光心、焦点、焦距 主光轴：通过两个球心的直线

光心：主光轴上有个特殊的点，通过它的光线传播方向不变。（透镜中心可认为是光心） 焦点：凸透镜能使跟主轴平行的光线会聚在主光轴上的一点，这点叫透镜的焦点，用“F”表示

虚焦点：跟主光轴平行的光线经凹透镜后变得发散，发散光线的反向延长线相交在主光轴上一点，这一点不是实际光线的会聚点，所以叫虚焦点。 焦距：焦点到光心的距离叫焦距，用“f”表示。 每个透镜都有两个焦点、焦距和一个光心。如图

6、透镜对光的作用

凸透镜：对光起会聚作用（如图） 凹透镜：对光起发散作用（如图）

7、凸透镜成像规律 物 距

（u） 成像 大小 像的

虚实 像物位置 像 距 ( v ) 应 用

u >2f 缩小 实像 透镜两侧 f 2f 幻灯机

u = f 不 成 像

u u 放大镜 凸透镜成像规律口决记忆法 口决一：

“一焦分虚实，二焦分大小；虚像同侧正；实像异侧倒，物运像变小” 口决二：

三物距、三界限，成像随着物距变； 物远实像小而近，物近实像大而远。 如果物放焦点内，正立放大虚像现； 幻灯放像像好大，物处一焦二焦间； 相机缩你小不点，物处二倍焦距远。 口决三：

凸透镜，本领大，照相、幻灯和放大； 二倍焦外倒实小，二倍焦内倒实大； 若是物放焦点内，像物同侧虚像大； 一条规律记在心，物近像远像变大。

8、为了使幕上的像“正立”（朝上），幻灯片要倒着插。

9、照相机的镜头相当于一个凸透镜，暗箱中的胶片相当于光屏，我们调节调焦环，并非调焦距，而是调镜头到胶片的距离，物离镜头越远，胶片就应靠近镜头。

这是凸透镜

U>2F时,在光屏上可得到倒立,缩小的实像

U=2F时,在光屏上可得到倒立,等大的实像

F

U

u是物距 v是像距 f是焦距

物距 像距 像的大小 像的正倒和虚实 应用例子

u>2f f

u2f v=2f 等大 倒立的实像

f2f 放大 倒立的实像 幻灯机投影仪

u=f 不成像 （呈平行光射出）！！

uu 放大 正立的虚像 放大镜

还有公式 1/u+1/v=1/f 只是凹透镜

对于薄凹透镜：

当物体为实物时，成正立、缩小的虚像，像和物在透镜的同侧；

当物体为虚物，凹透镜到虚物的距离为一倍焦距（指绝对值）以内时，成正立、放大的实像，像与物在透镜的同侧；

当物体为虚物，凹透镜到虚物的距离为一倍焦距（指绝对值）时，成像于无穷远；

当物体为虚物，凹透镜到虚物的距离为一倍焦距以外两倍焦距以内（均指绝对值）时，成倒

立、放大的虚像，像与物在透镜的异侧；

当物体为虚物，凹透镜到虚物的距离为两倍焦距（指绝对值）时，成与物体同样大小的虚像，像与物在透镜的异侧；

当物体为虚物，凹透镜到虚物的距离为两倍焦距以外（指绝对值）时，成倒立、缩小的虚像，像与物在透镜的异侧。

如果是厚的弯月形凹透镜，情况会更复杂。当厚度足够大时相当于伽利略望远镜，厚度更大时还会相当于正透镜。

第15篇：浙江大学物理光学实验报告 (500字)

课程名称：姓 名：系：专 业：学 号：指导教师：\ 本科实验报告

物理光学实验 郭天翱

光电信息工程学系 信息工程（光电系） 3100101228 蒋凌颖 2012年 11月27日

实验报告

课程名称：__物理光学实验_指导老师：___成绩：__________________ 实验名称：实验类型：_________

一、实验目的和要求（必填）

二、实验内容和原理（必填）

三、主要仪器设备（必填）

四、操作方法和实验步骤

五、实验数据记录和处理

六、实验结果与分析（必填）

七、讨论、心得

一、实验目的和要求

1、掌握迈克耳逊干涉仪的结构、原理、调节方法；

2、用迈克耳逊干涉仪观察平板干涉条纹的特征，测定单色光波长；

3、观察白光干涉条纹，测量光波的相干长度；

二、实验原理

2”。光线“2”射到m2上被反射回来后，透m1 图2 非定域干涉 线“1”透过g2射到m1，被m1反射回来后再透过g2射到k上，反射到达e处。这两条光线是由一条光线分出来的，故它们是相干光。光线“1”也可看作是从m1在半透明层中的

虚像m1ˊ反射来的。在研究干涉时，m1ˊ与m1是等效的。调整迈克尔逊干涉仪，使之产生的干涉现象可以等效为m1ˊ与m2之间的空气薄膜产生的薄膜干涉。

用凸透镜会聚的激光束是一个很好的点光源，它向空间发射球面波，从 m1和 m2反射后可看成由两个光源s1和s2发出的（见图2），s1(或s2)至屏的距离分别为点光源s从 g1和m1(或m2和g1)反射至屏的光程，s1和s2的距

离为m1ˊ和m2之间距离d的二倍，即2d。虚光源s1和s2发出的球面波在它们相遇的空间处处相干，这种干涉是非定域干涉。

1、等倾干涉（定域干涉）

若m2和m1严格垂直，m2’与m1互相平行，虚光板各处的厚度h相同。这时影响光程差的因素只有入射角，当用会聚或者发散光束照明干涉仪时，具有相同入射角的光经m1和m2反射后在其相遇点有相同的光程差，因而入射角相同的光形成同一级干涉条纹，称为等倾条纹。等倾条纹呈圆环状，条纹分布内疏外密。在扩展光源照明下，等倾条纹定位于无穷远，因而通常观察这种条纹需要采用望远镜系统。

干涉场中某一点所对应的两支相干光线的光程差为光波波长的整数倍时，即

该点为亮条纹中心；而光程差为光波长的半整数倍时，即

该点为暗条纹中心。

对于等倾圆环条纹，中心处于干涉级m0最高，由圆心向外，依次降低，当观察圆心附近的条纹时；亮、暗条纹的条件分别为错误！未找到引用源。和错误！未找到引用源。.这是如果转动丝杆使m2移动以改变虚平板厚度h时，h每减少错误！未找到引用源。时，条纹便向圆中心收缩并消失一个，如果测量出中心处条纹共消失n个时m2镜的移动距离错误！未找到引用源。，由关系式错误！未找到引用源。，便可计算出光波长。

2、等厚干涉条纹（定域干涉）

若m2和m1相互不垂直，m2’和m1间就有一楔角，这是若用平行光照明或者使用孔径很小的观察系统（如人眼），使整个视场内入射角的变化可以忽略不计，则两支相干光束的光程差的变化只依赖于虚光板的厚度h的变化。干涉条纹是虚平板厚度相同点的轨迹，称为等厚条纹。通常m1和m2的平面度很好，等厚条纹是相互平行的等间距直条纹，条纹的方向与虚平板的交棱平行。当用扩展光源照明时，若虚光板的厚度不大，等厚条纹就定位在虚平板表面（m1）附近，观察这种条纹需要采用放大镜，或者人眼直接观察虚平板表面。

当和h都不能视为常数时，将同时对光程产生影响，这时条纹形状介于等倾等厚之间，称为混合条纹。

3、非定域干涉

如果光源是单色点光源，无论是在等倾干涉还是在等厚干涉的情况下，条纹都是非定域的，采用he-ne激光器作光源，由于光源的空间相干性很好，可以将其看作点光源。这时用一毛玻璃屏插在干涉仪的出射光路中的任何位置，均可以观察到干涉条纹。

4、白光条纹

白光照明，当两路相干光束的光程差为零或者零程差附近的位置，可以观察到白光干涉条纹。中央零级为白（或黑）的彩色条纹。

三、主要仪器设备

he-ne激光器、白炽灯、扩束镜、准直镜、会聚镜、迈克尔逊干涉仪。 整个装置包括三部分：照明系统、干涉系统和观察系统，如图1所示。

1干涉系统——迈克尔逊干涉仪，如图2所示

g1分光镜，它是在第二表面镀以半反射介质膜的平行平面板。 g2是一块与g1全同的平板，成为补偿板，它与g1平行。

m1和m2都是平面反射板，两镜的背面各有三个调节螺钉，用来调整镜面的空间取向。m2的镜座上还有垂直安装的两只微调螺钉，用来对m2的空间取向作微调。

2、观察系统

为了观察不同类型的干涉，观察系统可以是望远镜、放大镜或者是人的眼睛。

3、照明系统

本实验单色光源为he-ne激光器，激光经扩束准直，再经l2会聚。

四、实验内容

1、观察单色光等厚干涉条纹

（1）调整及抱起使其光束基本平行于实验台面，并使光斑位于镜面中心。在毛玻璃上看到m1，m2反射形成的两套光斑，调整m1，m2，使光斑严格重合。 （2）在入射光路中加入扩束镜，并调整。这时在毛玻璃上观察到弧形或圆形的干涉条纹。

（3）加入准直透镜l1，调整l1位置，直到毛玻璃上出现直条纹，再插入l2，毛玻璃上出现圆环条纹。如果条纹很多，应该转动手轮移动m1，使条纹减少到1-3。

（4）使用微调螺杆调整m2的倾斜方向，和移动m1。观察原干涉条纹的变化，

并记录。

2、观察单色光的等倾干涉条纹

（1）在上一步观察到的等厚条纹基础上，微调，是等厚干涉间距逐渐变大，直到视场中仅有一条条纹。

（2）l1后放置会聚镜l2，并使照明在m1和m2上的光斑尽可能小。 （3）观察系统采用毛玻璃屏，可以看到等倾圆环。 （4）移动m1观察等倾圆环的变化，并记录。

3、测量单色光波长

（1）转动粗动手轮，使屏上的等倾条纹的数目适中

（2）转动微动手轮，可见到圆条纹缓缓向中心收缩，并在中心消失，记下读数s1；

（3）继续向一个方向转动微调手轮，观察条纹在中心消失50个，记下读数s2； （4）重复三次，并作记录

4、观察白光的彩色条纹

（1）在观察到单色等倾条纹的基础上，移动m1，直到在视场中只剩下一个条纹。

（2）移去毛玻璃屏，用一白炽灯照亮干涉仪，用眼睛观察，继续按原来方向转动手轮，直到出现彩色条纹。

（3）调整m2观察彩色条纹的变化，移动m1观察彩色条纹的变化，并做记录。

五、实验数据记录和处理

1.记录在实验过程中观察到的现象，并加以解释

1) 观察单色光等厚干涉条纹时，微调螺杆（3）和（4），或微动手轮移动 m1，观察到原等厚干涉条纹发生移动，而且间距变大。

等厚干涉的发生是由于m2’（虚镜面）和m1之间存在楔角。调整螺杆（3）和（4），或微动手轮都会导致m1和m2’之间的角度和距离发生一定的变化，从而使得等厚干涉条纹发生移动或者间距发生变化。

2) 在观察白光的彩色条纹时，调整m2相当于改变m1和m2’之间的夹角，

可以观察到彩色条纹的弯曲程度和粗细发生了变化；移动m1即改变m1和m2’之间的距离，可以观察到彩色条纹由细变粗，然后又变细。

六、思考题

1．补偿平板g2的主要作用是什么？对它有什么要求？

答：补偿板g2主要是为了平衡光线在平板g1中的光程差，g2板应该和g1板完全一样，并且摆放位置也要与g1板平行。 2．为什么观察等厚条纹时，一定要使l1出射光束为平行光？如果不满此条件条纹是否为等厚条纹？

答：如果不为平行光，则相位会有差别，不满足等厚干涉的条件。因此不满足此条件不是等厚条纹。 3．观察等倾条纹时，要求入射光束只照亮m1和m2表面上较小区域，这有什么好处？ 答：由于定域深度的大小与光源的宽度成反比，照亮区域小相当于光源的宽度变小了，因此定域的深度增大，使得在观察条纹时更容易找到干涉条纹，并且条纹更加清晰，方便观察和计数。 4．请考虑利用干涉方法测量一块均匀的已知厚度的透明平行薄片折射率的方法。 调整迈克尔逊干涉仪，直至视场中等倾条纹数至最少，再在一条光路上放上该透明平行薄片，移动手轮，使得视场中的等倾条纹数再次达到最少，测得移动的距离为s，则2(n?1)h?s，由此可以求得薄片的折射率。实验报告

课程名称：__物理光学实验_指导老师：___成绩：__________________ 实验名称：实验类型：_________

一、实验目的和要求（必填）

二、实验内容和原理（必填）

三、主要仪器设备（必填）

四、操作方法和实验步骤

五、实验数据记录和处理

六、实验结果与分析（必填）

七、讨论、心得

一、实验目的和要求

1、观察多光束干涉的条纹特征

2、学会法布里-珀罗干涉仪的调整，及光波微小波长差的测量

二、实验内容 法布里－珀罗（f-p）干涉仪是由两块内表面镀有高反射膜（介质膜或金属膜）的相互平行的高

装

平面度玻璃板或石英板组成，根据平行平面板反射单色光的多光束叠加产生细窄明亮干涉条纹的基本原理制造的，如图所示，f-p干涉仪的主要部件是两块各有一面镀高反射膜的玻璃板g1和g2，使镀膜面相对，夹一层厚度均匀的空气膜，利用这层空气膜就能够产生多光束干涉现象。

若有一定光谱宽度的单色扩展光源发出的发散

光照明法-珀干涉仪，则在透镜l的焦面上将形成一系列细锐的等倾亮条纹，若透镜l的光轴和干涉仪的板面垂直，则在透镜焦面上形成一组同心圆亮条纹。通常多光束情况下观察透射光条纹，条纹细而锐，波长差非常小的两条光谱线的同级条纹角半径稍有不同而能清晰的被分开，从而能直接进行测量。所以，法-珀干涉仪（标准具）是一种高分辨率的光谱仪器，常用于研究谱线的精细结构。

当光源发出有微小波长差△λ的两谱线时，由法-珀干涉仪产生多光束干涉条纹，对于干涉场的某一点，可写出两个相接近谱线的程差表示式：

订

线

??2hcos??m1?1??2hcos??m2?2

对于不同波长的光波，△所对应的干涉级差为： (?m)?m1?m2? (?1??2) ?2?1 cos? 考虑干涉场中心附近的点（可认为θ≈0），则可计算波长差公式为： (?)(?e) (??)??1??2?? 2he 式中，为?1,?2的平均波长，一般由低分辨率仪器测定； △e为两波长同级条纹之相对位移，e是同一波长的条纹间距 2 当改变法-珀干涉仪两板之间的间距h，两波长条纹之相对位移为（△e）=e， (?) (??)? 2(?h) 而相应的两板间距变化为（△h），则有

测出两波长条纹从一次重合到再一次重合的间距变化，即可求得两谱线的微小波长差（△λ） 2

三、主要仪器设备

钠光灯、聚光灯、小孔光栏、准直镜、汇聚镜、法-珀干涉仪、滤色片

四、操作方法和实验步骤

法布里-珀罗干涉仪外形如图3 所示，由迈克尔干涉仪改装而成，仪器的调节机构与迈克尔干涉仪相同

1、调整干涉仪使两平板内表面平行

在图4所示系统中，首先将两板间距大致调整到2~3mm左右(切勿使两反射面接触)前后调整准直镜的位置，使出射光为平行光。此时通过观察望远镜可以看到光阑的清晰的实像，及经平板多次反射产生的一系列光阑的反射像，调节两反射的微调螺丝，使反射像重合成一个，取下观察望远镜目镜，物镜变为放大镜，此时可看到一组平行直条纹（多光束等厚干涉），再微调螺丝增大条纹间距，直致视场中亮度均匀一片，此时两反射面平行。

图4 实验装置原理简图

2、观察钠黄光的多光束干涉条纹

随后放入会聚透镜，使在法-珀干涉仪平板上的光斑尽可能小，则在望远镜焦面上即可观察到钠黄光双线的多光束干涉条纹，条纹呈同心圆环。若圆环中心不在中央，可同时调节两反射镜微调螺丝，使两镜与入射光束垂直。

3、测量钠双线的波长差

调节微动机构，改变两镜距离，

分离 重合的变化全过程。测量两组条纹从一次重合到下一次重合时两镜间距的变化（△h），连测三次，求取钠双线波长差的平均值。

分开之间距变化，取其中间位置作为一次重合之位置进行计算。

本实验主要是仪器及多光束干涉条纹的观察及测量。实验报告对仪器调整方法的原理及多光束干涉条纹的特征应着重讨论。

五、实验数据记录和处理

造成误差的主要原因是视场中两个不同系列的条纹不是很好区分，会造成读数时存在较大误差。

六、思考题

1．在观察中发现，随着程差的变化，条纹发生从清晰→模糊→清晰的变化，利用已学过的知识，解释这一现象。

由公式??=2?e 2he可知，当程差发生变化，即h发成变化时，?e也将发生变化。

随着?e的变化，干涉条纹从重合的一套条纹变成了两套条纹，因此会觉得条纹从模糊变清晰或者从清晰变模糊。

2.利用已学过的双光束和多光束干涉装置，试提出几种测量钠双线之微小波长差的方法。 1.利用杨氏双缝干涉装置，以钠黄光作为光源，可以得到由微小位移差的两套干涉条纹。然后由公式e?d来计算波长。 d 2.以钠黄光作为光源，利用迈克尔逊干涉仪装置得到等倾条纹，此时得到的干涉条纹时两套有微小错开的条纹。移动m2，记录两套条纹从第一次重合到第二次重合时条纹出现或者消失的个数m。由公式(m?1)???m?()得 m 实验报告

课程名称：__物理光学实验_指导老师：___成绩：__________________ 实验名称：实验类型：_________

一、实验目的和要求（必填）

二、实验内容和原理（必填）

三、主要仪器设备（必填）

四、操作方法和实验步骤

五、实验数据记录和处理

六、实验结果与分析（必填）

七、讨论、心得

一、实验目的和要求

1、观察光的等厚干涉现象，熟悉光的等厚干涉的特点；

2、用牛顿环测定平凹透镜的曲率半径；

二、实验内容

牛顿环装置是由一块曲率半径较大

的平凸玻璃透镜，以其凸面放在一块光

装

学玻璃平板（平晶）上构成的，如图3所示。平凸透镜的凸面与玻璃平板之间

的空气层厚度从中心到边缘逐渐增加，

若以平行单色光垂直照射到牛顿环上，

则经空气层上、下表面反射的二光束存

在光程差，它们在平凸透镜的凸面相遇

后，将发生干涉。从透镜上看到的干涉图3 实验原理图 订 线

花样是以玻璃接触点为中心的一系列明暗相间的圆环（如图4所示），称为牛顿环。由于同一干涉环上各处的空气层厚度是相同的，因此它属于等厚干涉。

图4 实验光路图 由图3 可见，如设透镜的曲率半径为ｒ，与接触点ｏ相距为ｒ处空气层的厚度为ｄ，其几何关系式为： r2?(r?d)2?r2?r2?2rd?d2?r2 ? 由于ｒ>>ｄ，可以略去d2得 ? r2 d? 2r (1) 光线应是垂直入射的，计算光程差时还要考虑光波在平玻璃板上反射会有半波损失，从而带来?/2的附加程差，所以总程差?为： ??2d? 产生暗环的条件是： ?2 (2) ??(2k?1)? 2? ? (3) 其中ｋ＝0，1，2，3，...为干涉暗条纹的级数。综合(1)、(2)和(3)式可得第ｋ级暗环的半径为：

r2?kr? (4) 由(4)式可知，如果单色光源的波长已知，测出第ｍ级的暗环半径rm，即可得出平凸透镜的曲率半径ｒ；反之，如果ｒ已知，测出rm后，就可计算出入射单色光波的波长。

但是用此测量关系式往往误差很大，原因在于凸面和平面不可能是理想的点

接触；接触压力会引起局部形变，使接触处成为一个圆形平面，干涉环中心为一暗斑。或者空气间隙层中有了灰尘，附加了光程差，干涉环中心为一亮（或暗）斑，均无法确定环的几何中心。实际测量时，可以通过测量距中心较远的两个暗环的半径rm和rn的平方差来计算曲率半径ｒ。因为 rm2?mr? 两式相减可得rm2?rn2?r(m?n)? rn2?nr? rm2?rn2dm2?dn2所以r?或r? (m?n)?4(m?n)? （5）

由上式可知,只要测出dm 与dn（分别为第m 与第n 条暗环的直径）的值，就能算出ｒ或?。这样就可避免实验中条纹级数难于确定的困难，还可克服确定条纹中心位置的困难。

三、主要仪器设备

牛顿环仪、读数显微镜、钠灯

四、操作方法和实验步骤

一、用牛顿环测量透镜的曲率半径

1、调节牛顿环仪上螺钉，用眼睛观察使牛顿环的中心处于牛顿环仪的中心；

2、将牛顿环仪置于移测显微镜平台上，开启钠光灯，调节半反射镜使钠黄光充满整个视场，此时显微镜中的视场由暗变亮；

3、调节显微镜，直至看清干涉条纹；

4、观察条纹的分布特征。查看各级条纹的粗细是否一致，条纹间隔是否一样，并解释；

5、测量透镜的直径。

6、自拟表格记录实验数据。

五、实验数据记录和处理

1.观察条纹的分布特征，可以发现牛顿环中心是暗斑，粗细和间隔不一致。 r2?kr?可知，暗条纹的半径的平方和级数成正比，因此级数越大时，暗条纹的

间距会越小。

六、思考题

1.能否用牛顿环装置测量非球面的曲率？

如果曲率变化比较慢的情况下，可以将非球面近似为球面，因此可以测量。 2.若看到的牛顿环局部不圆，这说明了什么？

说明被测量的透镜表面有缺陷，如凸出，凹陷等。实验报告

课程名称：__物理光学实验_指导老师：___成绩：__________________ 实验名称：实验类型：_________

一、实验目的和要求（必填）

二、实验内容和原理（必填）

三、主要仪器设备（必填）

四、操作方法和实验步骤

五、实验数据记录和处理

六、实验结果与分析（必填）

七、讨论、心得

一、实验目的和要求

1、了解法布里-珀罗标准具的结构，学会使用标准具。

2、用法布里-珀罗标准具测定汞绿线（λ=546.07nm）的精细结构。

二、实验内容

用高分辨分光仪器观察某些光谱线时，可以看到一些谱线包含有许多细微结构，这些细微结构称为光谱线的精细结构，利用法布里-珀罗标准具可以观察到汞绿线（λ=546.07nm）的精细结构。

装

法布里-珀罗标准具是由两块内表面镀有高反射膜的相互平行的高平面度玻璃板组成，

在内表面之间形成多次反射以产生多光束之间的干涉（图1），两外表面与内表面分别做成一小楔角，用以防止对内表面反射光的干扰，两内表面的间隔做成固定式的，一般是由膨胀系数很小的铟钢制成空心圆柱形间隔器。

订

线 用有一定光谱宽度的单色扩展光源发出的发散光照射法布里-珀罗标准具，则在透镜的焦面上将形成一系列希瑞的等倾亮条纹，当透镜的光轴与标准具的板面垂

直时，透镜焦面上形成一组同心圆条纹。通常，多光束干涉情况下观察透射光干涉条纹，条纹细而锐，波长差非常小的两条谱线的同级条纹的角半径稍有不同而能被清晰地分开，从而能直接进行测量。

若错误！未找到引用源。是被测谱线的波长范围，则用来测量此谱线的精细结构的法布里-珀罗标准具的参数选配应满足条件

式中，

称错误！未找到引用源。为标准具常数或自由光谱范围，他表示与间距h相对应

的标准具所能测量的最大波长范围；称为标准具的分辨本领，错误！

未找到引用源。为相应h，r时标准具所能分辨的最小波长差。

另外，由等倾干涉知识可知，在焦距f的透镜焦面上形成的干涉条纹中，从中心

向外数第n个亮圆条纹的直径为

未找到引用源。是干涉级小数。

因此，测出第p和第q个亮纹的直径dp、dq，则有关系式

，式中错误！

故有：错误！未找到引用源。，式中，错误！未找到引用源。是波长错误！未找到引用源。的干涉圆环中心干涉级小数。

如对各个波长的圆环分别求出中心干涉小数错误！未找到引用源。，则由中心处的光程差关系式：

可得到波长差表式：

式中，错误！未找到引用源。与错误！未找到引用源。分别表示精细结构中相近强度谱线的平均波长和强度最大的主线的波长；错误！未找到引用源。是同一波长的多个干涉圆直径求得的错误！未找到引用源。的平均值。

三、主要仪器设备

汞灯、聚光灯、光阑、准直镜、干涉滤光片、会聚镜、法-珀标准具、cmos

四、操作方法和实验步骤

如图2所示，用发散光照射fp标准具，并由会聚透镜接收，则在透镜焦面上形成汞绿

线的精细结构。汞绿线的精细结构主要由汞的同位素错误！未找到引用源。产生的谱线形成，其中错误！未找到引用源。产生错误！未找到引用源。谱线，错误！未找到引用源。线是汞绿线的主线，中心波长错误！未找到引用源。，本实验测量错误！未找到引用源。的错误！未找到引用源。谱级，干涉滤光片的中心波长为546.1nm。

1 按图2布置大致安排光路，使各元件等高； 2 标准具调整

本实验选用间距h=5mm的法布里-珀罗的标准具，标准具反射面多层介质高反膜的反射率r=0.95,标准具上配有一个微调支架，支架可前后左右微动10°左右。

标准具两平板的平行性可通过调整各平行螺钉，使各螺钉受力差不多。用单色扩展光源照明，自习调节标准具两平板调平螺钉，使光阑及其像完全重合，这时可以看到干涉条纹，使圆条纹尽量清晰，表明两平板基本平行。再仔细调节其中一板的微动螺钉，直到眼睛上下左右移动时各干涉圆环的大小不变，即干涉环的中心没有变化，而仅仅是圆环整体随眼睛一起平动，此时两平板严格平行，得到理想的等倾条纹。

3、精细结构的测量

（1）按图2所示光路放入准直物镜，利用自准直方法调整准直镜位置，使从准直镜出射的光为平行光。在干涉滤光片和标准具之间放入会聚透镜，使会聚（或发散）光照明标准具，并在标准具上有足够啊的光斑，加入接收系统，使从标准具出射的光照射另一会聚镜，并在其后焦面上形成清晰地同心圆条纹。

五、实验数据记录和处理

干涉图样如图：

20

六、思考题

1.由实验数据，验证dr2?dr2?2是常数 由实验数据可知， 22d?drr?2=92901（nm2） α线： 22d?drr?2=91728（nm2） β线：

γ线：dr?dr?2=93900（nm2） 22 可以求出三者的均值为92843，标准差为887，相对于差值来说这个标准差很小，因此可以认为dr2?dr2?2是常数 2．对光谱进行精细结构分析，根据什么条件选择法-珀标准具？本实验中选用h=5mm的法-珀标准具，试分析原因。

答：用法珀标准具测量两相近波长的波长差，目标光线的波长差须满足：

(△λ)min

3．用本实验装置能否测定钠双线？为什么？

答：不能。因为那双线的波长差为0.6nm，而该标准具的测量范围为0.000487nm~0.0298nm，其不在该标准具的测量范围之内。 21实验报告

课程名称：__物理光学实验_指导老师：___成绩：__________________ 实验名称：实验类型：_________

一、实验目的和要求（必填）

二、实验内容和原理（必填）

三、主要仪器设备（必填）

四、操作方法和实验步骤

五、实验数据记录和处理

六、实验结果与分析（必填）

七、讨论、心得

一、实验目的和要求

1、了解激光平面干涉的结构原理及装调方法；

2、组装平面干涉仪，获取干涉图；

3、学会从干涉图分析被测光学零件的面形误差。

三、实验内容

装

订

线

he-ne激光器发出的激光经扩束准直后，直接入射到标准平板和待测平板。 激光平面干涉仪是通过观察标准平面与被检平面之间的楔形空气层所产生的等厚干涉条纹的变形情况来检测待测平板的面形的。

若通过cmos接收到的等厚干涉条纹弯曲表明被测平面不平。经测得条纹弯曲的矢高为h，条纹间距为e，则被测平板的平面度为p=h/e，相应的平面偏差，即凹陷或凸起的厚度为：h=hλ/2e. 将标准平板两表面的反射光移出视场，观察由被测平板两表面反射产生的等厚干涉条纹，如果被测平板的面形误差、玻璃的不均匀性都很小，则测出的平行度即可视为是平板两表面的几何平行度，可以观察到一组平行等距的干涉条纹。若在直径为d的平行平板上观察到n个条纹，则平板的平行度用最大厚度δh表示：δh=nλ/2n=dλ/2ne

22其平板两面的楔角α为：α=δh/d=λ/2ne

三、主要仪器设备

he-ne激光器，扩束镜，准直镜，分束镜，标准平板，待测平板，接收屏

四、操作方法和实验步骤

1、调整he-ne激光器使其出射光束平行于光学平台。

2、调整每个光学件的高度；

3、加入分束镜，并转角；

4、加入扩束镜和准直镜，用剪切干涉法获得平行光；

5、加入标准平板和待测平板，并使标准平板后表面和待测平板前表面的光斑反射回扩束镜小孔；

6、再加入衰减器及cmos，找到合适的接收位置后，微调空气层楔角，直至视场里剩余3-5个条纹，保存图像，并进行数据处理计算平板的平面度和楔角。

五、实验数据记录和处理 1.测量被测平板的平面度 23 由公式p=h/e，h=h/e*λ/2，测量可得 p=0.4/2.4=0.167,h=1/6*632.8/2=52.73nm 2.测量被测平板的楔角

24 △h=nλ/2n=dλ/2ne,测量得到d=11.10cm，e=2.90cm。因此平板平行度 △h=796.74nm，α=△h/d=λ/2ne=7.178*10-6

六、思考题

1、本实验若不用激光而改用普通单色光（如钠光），能否进行平面平板平面度的测量，为什么？

答：不能，因为普通单色光的相干长度太短，不足以观察反射得到的干涉条纹，激光的相干性更好。

2、测量平板的平行度时，可能出现不等距或弯曲的等厚条纹，试说明此现象产生的原因？

答：可能是受外部条件的影响，也可能是被测平板某些地方有一定曲率或者平板不平整，有凸出或凹陷造成的。

七：实验心得

1.光学实验开始时的一些准备工作，如器材高度的调整，光线的准直等，是非常重要的，不能掉以轻心，如果有差错则整个实验无法进行下去。 2.光学实验的观察环节也同样重要，由于对于同样的现象每个人的判断标准可能不一样，因此观察现象并读数的工作最好由一个人来完成，否则标准的不统一会造成实验结果的误差。 3.光学器件的工作面不要直接用手去碰，工作台避免剧烈晃动，这些细节在实验时必须小心注意。 25

第16篇：高中物理光学期末考试总结

线偏振光的方位角：线偏振光的振动面与入射面间的夹角称为线偏振光的方位角。

相干时间：⑴光源发出的一个光波列所用的平均时间⑵指光源发出的光波列被一分为二再合二为一时能产生干涉的最大时间差（答对1，2个中的一个即可）(2分)⑶相干时间越大，单色性越好。(1分)

相干长度：⑴指光源发出的光波列的平均长度⑵光源发出的光波列被一分为二，再合二为一时能产生干涉的最大光称差（答对1，2中的一个即可）(2分)⑶是光源单色性的标志(1分)

惠更斯——菲涅耳原理：任一时刻，波前上的每一点都可看成是新的子波波源，下一时刻的波前就是这些子波的公切面（包络面）。(1分)后来，菲涅耳考虑到惠更斯原理中诸子波既然来自同一波前，它们必定是相干的，因此求出诸子波的干涉效应，也就得出新波前的强度分布了，所以一般把惠更斯原理加干涉原理称为惠更斯——菲涅耳原理。(1分)

夫朗和菲衍射：当光源和衍射物之间的距离和衍射物与观察屏之间距离二者均为无限远时的衍射称为菲涅耳衍射。 菲涅耳衍射：当光源和衍射物之间的距离和衍射物与观察屏之间距离二者至少有一个是有限的衍射称为菲涅耳衍射。（没答至少扣一分）

晶体的磁光效应：媒质因磁场而引起的折射率变化，称为磁光效应。 晶体的电光效应：媒质因电场而引起的折射率变化，称为电光效应。

半波损失：在小角度入射(1分)或掠入射(1分)两种情况下，光波由折射率小的媒质（光疏媒质）进入折射率大的媒质（光密媒质）时，反射光和入射光的振动方向相反，这种现象通常称为“半波损失”。(1分) 寻常光： Eo∥Do ， lso∥lko (1分)；即折射率与lk方向无关，与各向同性媒质中光传播情况一样(2分)，故称为“寻常光”

非寻常光：一般情况下Ee不平行于 De (1分)，lke不平行于lse(1分)，折射率随lk的方向改变，与各方向同性媒质中光传播情况不同，故称为“非寻常光”。(1分)

等厚干涉：各相干光均以同样的角度入射于薄膜(1分)，入射角θo不变(1分)，改变膜厚度，这时每个干涉条纹对应的是同一个厚度的光干涉的结果。(1分)

等倾干涉：指薄膜（一般板的厚度很小时，均称为薄膜）厚度处处相同(1分)，两光束以各种角度入射时产生的一组干涉条纹(2分)。

干涉条纹的半宽度：在透射光的情况下，半宽度是指透射光强度下降到其峰值的一半时所对应的位相变化量

圆偏振光：电矢量E的端点所描述的轨迹是一个圆(1分)：即在任一时刻，沿波传播方向上，空间各点E矢量末端在x,y平面上的投影是一个圆；(1分)或在空间任一点E的端点在相继各时刻的轨迹是一个圆，这种电磁波在光学上称为圆偏振光。(1分)

线偏振光：电矢量E的方向永远保持不变(1分)，即在任一时刻，沿波传播方向上，空间各点E矢量末端在x,y平面上的投影是一直线(1分)；或在空间任一点E的端点在相继各时刻的轨迹是一直线，这种电磁波在光学上称为线偏振光。(1分)

光轴：当光在晶体中沿某方向传播时不发生双折射，晶体内这种特殊方向称之为光轴。 补偿器：改变偏振态的器件叫补偿器。

牛顿环与等倾干涉条纹有何异同？实验上如何区分这两种干涉图样？ (5分) 解：⑴相同处：(2分)

ⅰ干涉条纹都是同心圆环

ⅱ等倾干涉：条纹间距 eNf2n0n eNh(N1)1 N 即越向边缘环的半径越大，条纹越密 等厚干涉：（牛顿环）em⑵不同点：(1分) 1R,m增加 em减少 ,即 越向外条纹越密

2m ⅰ等倾干涉：2nhcos 2nh ⅱ等厚干涉：2nh2 对于h固定时，θ=0是中央条纹，即

2 光程差和干涉极次最大，当环半径增大时对应θ增大Δ减小，m减小

2 （若小角度入射时）

中央条纹的光程差最小即 2

干涉极次最小即 m m1 2 当环的半径增大时，干涉极次和光程差都在增大。

⑶实验上区别的方法，可以改变h值的方法（用手压h减小，反之h增大）(2分)

ⅰ等倾干涉：2nhcosm，每个圆条纹均有自己的干涉极次m，对于m亮环来说，当h变小时cosθ必然要增大，以保持m不变,因此这第m极环所对应的半张角θ0 就跟着减小，也就是环的半径不断减小，环向中心收缩而且每减少一个环，中心点的亮暗就要变化一次。

ⅱ等厚干涉：2nh2 ，对于h=0时是中央条纹，干涉极次最小，等厚干涉的每一条纹是对应膜上厚度相同的点，当h减小Δ减小，对应干涉极次m减小，所以对于原来同一位置即同一半径r处当h减小时，干涉极次由m减小到m-1，即牛顿环在h变化时向外扩张。

写出平行平板多光束干涉的光强分布公式，并给出公式中各项的物理意义，并分析透射光强I(t)的最大，最小值分别是多少？(5分) I(t)1解：⑴光强分布： (0)I1Fsin2⑵各项含义：F2 （1分)

4R(0)(t)II R –反射率 –入射光光强 –透射光相干后在干涉仪处的光强 (1分)，

2(1R)δ–相邻两透射光位相差(1分)

(t)⑶Imax Imin(t)1(0)II(0) 当sin0 有最大值(1分) 1021I(0) 当sin1 有最小值(1分) 1F2

菲涅耳圆孔衍射（R→∞,r0有限）当r0连续变化时，观察屏上轴上点的光强如何变化？为什么？（R，光源到孔间距；r0观察点到孔间距）(5分) 解：开孔半径N2RroN2RroN

∴N(1分) ∴当R→∞时， RroRroN21N,当ro连续变化时，N的奇偶性发生变化， 而轴上点的复振幅Aa1a2a3a4,由于相邻roAN两带的相位差π而绝对值近于相等∴N为奇数时，(1分)∴光强出现明暗交替的变化。(1分)

a1aNa1aNA光强大(2分)而N为偶数时N光强小，2222在平行光的双缝衍射实验中，缝距d=2a（a是缝宽）。试粗略画出条纹的光强分布。若挡住一缝，条纹有何变化？原来亮条纹处的光强是否会变小？为什么？

解：（1）已知N2，缝距d2a，光强分布为I(p)4I0(sin)2cos22，1kdsin，0kasin，

2处，干涉主极大，衍射主极大，∴IImax4I0(1分)衍射主极大内包含2()13 个干涉主极大。条纹的光强分布如下图所示。

da

缝衍射，条纹变宽。(1分)

（3）由于双缝的光强分布为：I(p)4I0(( 1分)（2）挡住一缝相当于单

sin)2cos22

单缝的光强分布为：I(p)Io(sin)2

双缝亮条纹I(p)4I0(sin)2为单缝的4倍，所以原来亮条纹处的光强会变小。

试比较单缝、双缝、多缝衍射和闪耀光栅的平行光衍射的光强分布，并说明这些光强分布不同的原因。 解：单缝衍射的光强分布：I(p)Io(sin)2 ，1kasin

，a--缝宽，θ—衍射角 22

Io--衍射花样中心θ=0处的光强，k双缝衍射的光强分布：I(p)4I0( (1分)

Sin)2Cos22 ， 1kaSin，kdSin(1分) d--两缝对应点间距离 2双缝衍射是因为双缝中各单缝的衍射光的双光束干涉。(1分)

sin2sinN2)多缝衍射的光强分布：I(p)Io(

N--缝数 sin2多缝衍射是多个单缝衍射光的多光束干涉。(1分)

N2sin2)闪耀光栅的光强分布：I(p)Io((1分) sin22sin2在夫琅和费单缝衍射中，当何条件下可以不考虑缝长方向上的衍射？是何原因？（4分）（试说明为何单缝衍射时只考虑缝宽方向的衍射而不考虑缝长方向的衍射） 解：衍射宽度a

a—缝宽，(1分)当λ确定时a增加，减小，衍射效应不显著，(1分)a减小，增加，衍射效应显著。(1分)因为缝长远远大于缝宽，宽度很小，衍射效果不显著，因此不考虑缝长衍射。(1分) 为什么在各向异性晶体中光波的相速度与能量传递速度不同？两者在方向和大小上有何关系？

222解：一般晶体中三个主折射率n11，n22，n33，不完全相等，(1分)导致D和E在一般情况下不平行，使得光能流方向(光线方向) ls与光波法线方向lk一般不重合，(1分)即光能不沿波法线方向而是沿光线方向传播，等相面前进的方向（法线方向）既然与光能传播方向（光线方向）不同，(1分)其对应的速度—相速度（Vp）与光线速度（Vr）也就不同，(1分)两者在方向上有一夹角为α（D，E间夹角）大小关系如下：VpVrcos(1分) 简述波带片与透镜的区别与联系。

波带片：焦距不是单值的，因此一平行光入射到这种波带片上，在许多位置上都会出现亮点，有一系列虚焦点。成像时在像点周围会形成一些亮暗相间的同心环。(3分)

透镜：焦距是单值的，因此一平行光入射到透镜上只有一个亮点，成像时也只是一个亮点。(2分) 利用片堆产生偏振光的方法其原理是什么？(4分) 它是由一组平行玻璃片叠在一起构成，自然光以布鲁斯特角入射并通过片堆，因透过片堆的折射光连续以相同条件反射和折射，每通过一次界面，都从折射光中反射掉一部分垂直分量，(3分)最后使通过片堆的折射光接近一个平行于入射面的平面偏振光。(1分) 简述利用反射，折射产生偏振光的基本原理是什么？(4分) 解：⑴反射：如果光以布鲁斯特角入射到界面上，则反射光无平行分量，只有垂直分量，产生偏振光。（2分） ⑵折射：光通过单轴晶体时，在晶体内有一束光分成两束，通常两束光的传播速度不等，传播方向不同，两光束均为100%线偏振光，其光振动方向相互垂直。因此只要能把晶体内的这两个正交模式的光在空间分开，就可利用它制成偏振器。（2分）

平行单色光垂直入射到一光栅上，在满足dsin3时，经光栅相邻两缝沿θ方向衍射的两束光的光程差是多少？经第1缝和第n缝衍射的两束光的光程差又是多少？这时通过任意两缝的光迭加是否都会加强？(5分) 解:(1) dsinsinm

当0时 dsinm（1分） 而m=3衍射角为时相邻两缝的光程差为dsin3（1分） 所以相邻两缝光程差为3.(2)第1和第3条缝光程差2(3)

1,n(n1)dsin(n1)3n-缝数（1分）

(3)只考虑干涉因子时任意两缝间光程差都是波长的整数倍,所以相位差为2的整数倍,应是相干加强,但由于衍射作用的存在,有可能不会加强.（2分）

迈克尔逊干涉仪作为等倾干涉仪使用时，如果h连续变化，干涉条纹如何变化？为什么？ 解：h连续变化，将引来圆条纹的收缩或扩散，加粗或变细。(1分)

2nhcos0m （θ0- 第m极环对应的半张角）

h减小 cosθ0增大 θ0减小，将引起圆条纹不断向中心收缩，在圆条纹中心周期性的

发生明暗变化。(2分)

h增大 cosθ0减小θ0增大，将引起圆条纹不断向外扩张，在圆条纹中心周期性的发生明暗变化。(2分)

写出斯托克斯矢量的通式，并分别写出在水平方向和垂直方向振动的线偏振光、左旋、右旋圆偏振光、与X正方向成45o振动的线偏振光的斯托克斯矢量，并在邦加球上标出它们的位置。 22EEsoxoy0sE2E2ox1oy解：s(1分) s22EEcosoxoys32EoxEoysinE0212归一化1E (2分)

如图 A点 水平方向：EoxEo

Eoy0 令δ=0 则 s00000E0212归一化1E垂直方向：Eox0

EoyEo

令δ=0 则s 0 (2分) 如图B点

0000

(2分),每点1分

右旋圆偏振光：EoxEoyEo

令22m

(m0,1,2)

2Eo21归一化00 （2分）

如图 C点（1分）

s 0022Eo1左旋圆偏振光：EoxEoyEo

令2m

(m0,1,2)

22Eo21归一化00 （2分）

如图D点（1分）

s 0022E1oo与x正方向成45o： 4

5EoxEocos45o EoyEosin45

(2分)

oE021归一化00令δ=0 则s  (2分) 如图E点 (2分) E21000平面波正入射，光轴平行于正单轴晶体的晶面时，画出折射率椭球和折射率曲面，标出反射波矢（kr）透射波矢（kt）及o光、e光的传输方向（So ,Se）并分析光线通过晶体后偏振态是否改变。（7分）

( 3分) 分) (

3 d-n曲面（椭球法）

k-n曲面（斯涅耳作图法）∵n0ne

∴有光程差，偏振状态发生改变。(1分)

平面波正入射，光轴垂直于正单轴晶体的晶面时，画出折射率椭球和折射率曲面，标出反射波矢kr ，透射波长kt ，o光、e光传输方向（So ,Se）并画图说明光线通过晶体后偏振态是如何改变的。（7分） 解：

(3 分) (3分)

因为π平面为一个圆，所以no=ne P平面光线没有分开，k0∥ke∥so∥se且no=ne，所以无光程差，无相位差，因此偏振方向不改变，偏振状态不改变。(1分)

画出迈克尔逊干涉仪的原理图，说明产生干涉的原理及补偿板的作用。

解：①扩展光源S发出光束在A面上反射和透射后分为强度相等的两束相干光⑴和⑵。⑴经M1反射后通过A面，⑵经M2反射后通过A面，两者形成干涉，⑴和⑵干涉可看作M2在A面内虚像M2′和M1构成的虚平板产生的干涉。(2分)

②P2作用是补偿光路，相干光⑴一共经过平板P1三次，附加光程差为3nl，相干光⑵一共经过平板P1一次，附加光程差为nl。由于在空气中行程无法补偿，所以加P2使⑵走过的光程同⑴，P1 与P2材料、厚度完全相同且平行。(2分)

(3分)

画图说明片堆产生偏振光的方法其原理是什么？ 解：

( 2分) (2分)

菲涅耳曲线

由菲涅耳曲线可知：当入射角θi=θB时，r∥=0,反射光无平行分量，只有垂直分量。(1分)自然光从θB角入射到片堆上，只有平行分量通过，垂直分量部分被反射掉，(1分)再经过平玻璃平行分量通过，垂直分量部分被反射掉，经过一系列平玻璃后出射光只剩平行分量，由此产生了偏振光。(1分) 画出菲涅耳曲线，并由图分析反射光和透射光的位相变化。（光由光疏进入光密媒质）（6分）

解：菲涅耳曲线如下图所示

( 3分)

t∥ ，t⊥ 在入射角θ1为任何角度时均大于0，说明透射光的相位与入射光相位相同，既无相位变化；(1分)r⊥0说明反射光的平行分量无相位变化，θ1>θB时r∥

在平行光的多缝衍射实验中，当缝数N=5时，试粗略画出在相邻干涉主极大间干涉极小和干涉次极大的示意图，并标出相应的位相值。（6分） 解：干涉极小：在相邻m间有N-1个极小值，即当N=5时24(N1)2，„„，(1分) NNN2468，，， 有4个极小值。(1分) 5555干涉次极大：有N-2个值，即当N=5时352N3，„„(1分) NNN357，， 有3个次极大值。如下图所示。 555( 3分)

1．如图所示，为了只让e光通过尼科耳（Nicol）棱镜,且使其在棱镜中平行于长边，则棱镜的长边与底面间的夹角应为多大？已知棱镜的ne1.516，no1.658，加拿大树胶的n1.54，并设o光射在加拿大树胶层上的入射角比临界角大145,试求棱镜的长厚比a/b之值。

解：已知棱镜（BDAB，BDCD） 由题意

e光//AD//BC

则 

o2e

2()(BD//入射光线的法线)

为o光在BD面上的临界角。

sinn1.5468o15'(2分) no1.658o'已知

145

则

022o(1分)

由折射定律：

sinenesinonosin

则

sinesinonone

将o20o代入则

e22o(2分)

 2e



68o(1分)

CDb

sin aCDba12

cossin

(3分)

abcossinsin2由图中可以看出

coso将68代入得

ab2.88(1分)

2．一束光直径为2mm的He—Ne激光器（λ=623.8nm）自地面射向月球。已知地面和月球相距3.76×105km，问在月球上得到的光斑有多大？如用望远镜做扩束器把该光束扩成直径为5m，应用多大倍数的望远镜？用此扩束镜后再射向月球，问在月球上的光斑是多大？ 解：（1）爱里斑的角宽度 1.22(2分) D光斑大小 2op=2stg2s (1分)

s 是地球到月球的距离

op为光斑半径

23.7610111.220.0006328

(2分) 2290公里51032500倍(2分) （2）D由2mm5m

放大倍数为

2（3）光斑大小为2stg2s2s1.22(1分)

D2500倍

D

光斑大小2500倍 即为290/2500=116米。(2分)

3．一观察者站在水池边观看从水面反射来的太阳光，若以太阳光为自然光，则观察者所看到的反射光是自然光，线偏振光还是部分偏振光？它与太阳的位置有什么关系？为什么？

（1）当入射角1B时，反射光为线偏振光，(2分)因此时R//0

tgBRR

1.331B53o即当153o时反射光为线偏振光。(3分)

（2）当10,和190oR//R反射光为自然光。(3分)

（3）其他角度时，反射光为部分偏振光。(2分)

4.欲使线偏振光的激光束通过红宝石棒时，在棒的端面上没有反射损失，则棒端面对棒轴倾角α应取何值？光束入射角φ1等于多少？入射光的振动方向如何？已知红宝石的折射率为n=1.76，光束在棒内沿棒轴方向传播。解：要想没有反射损失，则光沿布鲁斯特角入射(3分)，即tgBn21.76，B60.396(2分) n1并且，入射光的振动方向平行入射面无垂直分量 (2分)∴1B60.396, (1分)由于是布鲁斯特角入射，则入射角与折射角互余(1分)。∴160.396(1分)

5.一方解石直角棱镜，光轴平行于直角棱，自然光垂直入射。要使出射光只有一种线偏振光，另一种被完全反射掉，顶角应取在什么范围？出射光振动方向如何？（已知no1.6583，ne1.4864）

解：已知：no1.6583，ne1.4864

全反射临界角为c

sincn2

这里n21.0（空气）（1分） n1

n1为方解石的折射率

当入射角ic时全反射（1分） 对于o光：sinco110.6030

co=37.08o（2分） no1.65831110.6727

ce=42.28o（2分） "ne1.4864n对于e光：since当入射角在37.08oi42.28o之间时o光全反射，只有e光一种线偏振光出射。（2分） 由图中可知i顶角在37.08o~42.28o之间时，o光全反射e光透射。（1分） 又因为e光在主截面内振动所以透射光的振动方向在主截面内。（1分）

6.波长0.63μm的一束激光，穿过一直径D=3.19mm的小圆孔，与孔相距D0=1m处放一白屏，问：⑴屏上正对孔中心的点P0处是亮还是暗？⑵要使P0点光强度变成与⑴相反的情况，则屏应向小孔移动多少距离？ 解：（1）入射光近似认为是平行光，衍射物到屏距离有限，所以认为菲涅耳圆孔衍射。（1分）

r0D01m 0.63m 衍射圆孔半径2NNr0ND 2RRr0当R时2NNr0（1分）

DND02即波带数N=4(偶数) 23.19D2N4（1分） 334D040.6310102A4a1a2a3a40 所以轴上P0点为暗点.（1分）

(2)N为奇数时, P0点将由暗变亮.（1分）

2Nr0NRRr0当R与N一定时,r0大,N小;r0小,N大（1分）

现在要求屏向小孔方向移动,即r0变小,N变大.取N=5(奇数) （1分）

2NNr0

D2即:54r03.19D2r0807.26mm0.8m （2分）

20200.631032屏向孔移动 1m-0.8m=0.2m（1分）

7.试说明下列各组光波表达式所代表的偏振态。⑴ExE0sin(tkz)，EyE0cos(tkz) ⑵ExE0cos(tkz)，EyE0cos(tkz4)

⑶ExE0sin(tkz)，EyE0sin(tkz) 解：（1）ExE0sin(tkz)，EyE0cos(tkz)

ExE0cos(tkz∴2)，EoxEoyE0

，∴为右旋圆偏振光（3分）

22（2）ExE0cos(tkz)，EyE0cos(tkz)

4，∴Ey超前Ex

 4，EEE2x2y20，Ey超前Ex 且tgcosEoyEox

1，∴4

tg2tg2costg24，∴4∴ 为右旋椭圆偏振光，长轴在y=x方向上 （3分）

（3）ExE0sin(tkz)，EyE0cos(tkz)

EyE0sin(tkz)，， EoxEoyE0

tgEoyEox1，∴4，tg2tg2costg2cos∴4

∴ 为线偏振光，振动方向为y=-x（4分）

8.将迈克耳逊干涉仪调到能看到定域在无穷远的圆干涉条纹，一望远镜焦距为40cm，在焦平面处放有直径为1.6cm的光阑，两反射镜到半镀银镜的距离为30cm和32cm。问对λ=570.0nm 的入射光波，在望远镜中能看到几个干涉条纹？ 解：

用迈克耳逊干涉仪看到的圆干涉条纹为等倾干涉(1分)

等倾干涉

NoN 为第N环的光束入射角

h2oN(1)(2分)

 是纯小数 且1

1可以忽略(1分) oNtgoND20.02f(5分) 2oN0.0004

h32302cm570.0nm5.7105cmN20.0004145.7105

即可以看见14条条纹(1分)

10.如果玻璃板是由两部分组成（冕牌玻璃n=1.50和火石玻璃n=1.75），如图，平凸透镜是用冕牌玻璃制成的，而透镜与玻璃板之间的空间充满着二硫化碳（n=1.62）这时牛顿环是何形状？

解：

右边 ：n1=n2小角度入射有半波损失(1分)

右2n3h 22rmhm(1分)

2R当 h=0时对应的是中央条纹

第m个暗条纹的光程差为

2为暗条纹

右边中央条纹为暗条纹 (1分)

2rm2m1

m=0，1，2„„(1分)

m2n3hm2n322R22

rmmR

（第m个暗条纹的半径）(1分) n3左边：n1n4

无半波损失(1分)

左2n3h

中央条纹为h=0时

=0时应为亮条纹(1分)

2rmm

m=0，1，2„„(1分) 第m个亮条纹光程差为m2n3hm2n32R2rmm

rm 2n32RmR （第m个亮条纹的半径）(1分) n3可见，右边第m个暗环恰是左边第m个亮环(1分)

11.如图用棱镜是光束方向改变，要求光束垂直于棱镜表面射出，入射光是平行于纸面振动的He—Ne激光（波长λ=3628Å）。问，入射角φi等于多少时，透射光为最强？并由此计算此棱镜底角α应磨成多少？？已知棱镜材料的折射率n=1.52。若入射光是垂直纸面振动的He—Ne激光束，则能否满足反射损失小于1%的要求？ 解：要使透射光最强则要求反射光最弱，则光沿布鲁斯特角入射，1B(2分)

tgBn21.52，B156.66(1分)由折射定律n1sin1n2sin2 n1可求出2=33.340(2分)

因为出射光垂直于棱镜表面，所以由几何关系可知，1 ∴56.66(1分)

sin2(12)若入射光垂直于纸面振动，则R15.7%(2分)

sin2(12)无法满足反射损失小于1%的要求。(2分)

12.利用牛顿环的干涉条纹可以测定凹曲面的曲率半径。方法是把已知半径的平凸透镜和凸面放在待测的凹面上，在两镜面间形成空气隙，可以观察环状的干涉条纹。如图，试证明第m个暗环的半径rm和凹半径R2 凸半径R1以及光波波长λ之间的关系为rmm02R1R2 。

R2R1

解：如图所示

(2分) 22rmrm

h2

h1(1分)

2R22R111

hh1h2r(1分) 2R2R212m

又2h1212rm(1分) 22R12R22

第m个暗环有2m1

有rm22

11 m2R1R222

rmmR1R2 (2分)

R2R12rmm0对于空气隙 n10R1R2(3分)

R2R19.如图所示，一光栅的上部为等间距光栅，栅距为0.02mm。下部某栅距带有误差0.01mm。此光栅受到一个平面波照射，如果只考虑一级衍射，求栅距为d处衍射光线所产生的附加相 差。 解：

光栅方程：dsinm(2分)

1dsin1 1——m=1时的衍射角(1分)

0.02sin1d0.02mm(2分)

2(d0.01)sin10.03sin1(1分) 2231223(2分) 2，(1分)相位差：所以，附加光程差21 22(1分)

第17篇：物理光学课程总结(室友版)

物理光学课程总结

这学期首次接触了几何光学和物理光学两门课，从一开始的课程展望到现在的课程总结，感觉物理光学这门课的时间好短，一下子就过去了。这门课程的总结，我问了一下，大多数同学都是在做课程内容的总结和梳理，我的想法比较多，就当和老师谈谈心，闲聊一下吧。

这学期学习完物理光学之后，我有以下两点深刻的感触：

1.科学理论的庞大体系总是建立在物理的根基上。对基础知识的学习能带来很多契机。

物理光学这门课从一开始就介绍了麦克斯韦方程组，然后后面的菲涅耳公式，平面电磁波波动方程……好多体系都是建立在了这个根基之上，让我非常惊叹。从的四个公式就能推导出这么多结论，真是非常的经典，这也难怪麦克斯韦这位物理学家能够有如此高的地位。接下来的电磁场连续性条件的引入深刻地解释了反射定律和折射定律这些初中学过的知识，并通过定量的计算更加完善了我对这些内容的理解，让我大有醍醐灌顶之感。以前对偏振现象浅尝辄止的学习让我对这些知识学得并不扎实，但通过这门课的学习，我算是对偏振现象有了更深入的认识。

另外，我还注意到，物理光学这门课里运用了很多高等数学的知识，如双重积分，矢量运算，椭球性质等等，我同时觉得数学的基础对后续课程的学习的确是非常重要。

2.对工科生来说，边学边思边用才是最理想的学习状态。学习了双光束干涉，就可以基于这个原理来制作各种干涉仪器：如非索干涉仪，用来检查光学零件的表面质量；迈克尔逊干涉仪，用来准确确定光程差，进行长度的精确测量；马赫-曾德干涉仪，用于测量相位物体引起的相位变化……仅仅是一个双光束干涉的性质，就可以衍生出这么多有用的产品，更不用说还学了衍射，偏振，空间滤波的内容了，这正印证了老师的“知识改变命运”这句话。 其实双光束干涉这个内容并不是在物理光学这门课里面第一次接触，但是在以前学习了这些内容之后并没去深入地想：我学了这些知识能够做什么？我能不能利用这些性质做点东西出来？每次在看到有诸如srtp，国创之类的参赛项目，自己都是踌躇满志，想要去参加，积累经验，但是都苦于找不到课题，其实，如果在平日的学习过程中就能多去思考多去动手的话，既掌握了课程知识，又学以致用，那样的提高才是最大的了吧。

我记得在复习的过程中室友曾惊呼：“我靠，这个设计思想太巧妙了！”他说的就是书上的某一道课后习题，然后他又说了一句：“如果刚开始就认真听了的话肯定能利用这些性质做点东西出来，可惜时间紧迫啊，只有准备考试了。”听了这些话，我感触特别深。的确，不得不感叹，现在的大学生自学能力其实挺强的，尤其是在考试前夕，能在一两天里把一学期的内容学完，虽然效果肯定不如那些踏实的同学，但也算是比较好的了。换个角度来看，如果这些同学能在上这门课之前就花两天的时间根据教学大纲来把一学期要学的知识浏览一遍，再加上上课认真听讲的话，肯定效果更好了。对于老师来说，如何引导学生有这样的主动性和积极性，我觉得这算是一个值得思考的地方吧。

回到这个主题上来，这学期里我觉得最有收获的章节的学习估计就是傅里叶光学部分了吧。说实话，在上课的过程中，我学起来感觉最晦涩的就是夫琅禾费衍射的推导和傅里叶光学那部分的内容了，尤其是那一堆双重积分的公式，我到现在都不太会推导，但学了下来也确实感觉有种思路被打开了的感觉。尤其是空间频率的这些概念，它把许多通信理论中的经典方法移植到了光学系统的分析当中，让我感觉太神奇了。我们在信号与系统，数字信号处理等通信类课程中学到的东西居然运用到了光学系统中，还能用对信号处理的方式去处理光波，这对我来说，的确是非常新鲜的一件事。如果以后能深入地接触信息光学的知识想必是很令人期待的。

最后，说说对于这门课的看法和意见吧。通过一学期的学习，我挺喜欢陈老师的授课方式的。对学生来说，通过板书授课相比狂点ppt来得更实在，更容易接受。重要公式亲手推导一遍对学生来说印象也是很深刻，这点上来说陈老师做得很好。但是空间滤波那部分内容陈老师可以考虑用ppt的形式，因为我在复习过程中用了金老师的ppt，感觉这一章对我们来说积累一个感性认识比较好，可以播放一些ppt。另外，建议老师可以搞一个课程设计，这学期的两门光学课学下来，如果有时间，用课程设计的形式来巩固，应该效果不错。

对考试的感想来说，比较难。我平时都有认真听课和完成作业，但是感觉试卷里考的内容和提醒与平时练习的好像不太沾边。如果考试要考这种比较灵活的题目的话，建议在平时的作业训练中也适当地加入一点进去，因为毕竟时间紧迫，在短时间内能吃透这门课对我来说还是有点难度的。所以希望老师可以在以后的考试中稍微降低点难度。

第18篇：中考物理光学系列的顺口溜

中考物理光学系列的顺口溜

发光物体叫光源，描述路径有光线;直线传播有条件，同种介质需均匀;

影子小孔日月食，还有激光能准直;向右看齐听口令，三点一线能命中;

月亮本不是光源，长度单位有光年;传光最快数真空，8分能飞到月宫。

光线原以直线过，遇到界面成反射;一面两角和三线，法线老是在中间;

三线本来就共面，两角又以相等见;入射角变反射角，光路可逆互相看;

反射类型有两种，成像反射靠镜面;学生坐在各角落，看字全凭漫反射;

若是个别有“反光”，那是镜面帮倒忙。 镜面反射成虚像，像物同大都一样，物远像远没影响，连线垂直镜中央。

还有凸面凹面镜，反光作用不一样;凹面镜能会聚光，来把灯碗灶台当;

观后镜使光发散，扩大视野任车转。

不管凸透凹透镜，都有一定折射性发散要分清。

平行光束穿透镜，通过焦点是一定出发必平行。

显微镜来是组合，两个镜片无分别位置要适当。

物镜实像且放大，目镜虚像再放大两片凸透镜。

物镜实像来缩小，目镜虚像又放大。为啥感觉像变大，全靠视角来变化。

;经过光心不变向，会聚;折射光线可逆行，焦点;只是大小不一样，焦距;望远镜来看得清，全靠

画反射光路图：

作图首先画法线，反入夹角平分线，垂直法线立界面。光线方向要标全。

画折射光路：

空射水玻折向法，水玻射空偏离法。海市蜃楼是折射，观察虚像位偏高。

凸透镜成像：

一倍焦距不成像，内虚外实分界明;二倍焦距物像等，外小内大实像成;物近像远像变大，

物远像近像变小;实像倒立虚像正，照、投、放大对应明。

眼睛和眼镜

晶薄焦长看远物，晶厚焦短看近物。晶厚近视薄远视，凹透矫近凸矫远。

近物光聚网膜前，已经成为近视眼。远物光聚网膜后，已经成为老花眼。

第19篇：初二物理光学练习题(附答案)

一、光的直线传播、光速练习题

一、选择题

1.下列说法中正确的是（CD）

A.光总是沿直线传播

B.光在同一种介质中总是沿直线传播 C.光在同一种均匀介质中总是沿直线传播

D.小孔成像是光沿直线传播形成的 2.下列关于光线的说法正确的是(BD)

A.光源能射出无数条光线

B.光线实际上是不存在的

C.光线就是很细的光束

D.光线是用来表示光传播方向的直线

3.一工棚的油毡屋顶上有一个小孔，太阳光通过它后落在地面上形成一个圆形光斑，这一现象表明(BCD)

A.小孔的形状一定是圆的

B.太阳的形状是圆的

C.地面上的光斑是太阳的像

D.光是沿直线传播的

4.如果一个小发光体发出两条光线，根据这两条光线反向延长线的交点，可以确定(B)

A.发光体的体积

B.发光体的位置

C.发光体的大小

D.发光体的面积

5.无影灯是由多个大面积光源组合而成的，下列关于照明效果的说法中正确的是（C）

A.无影灯没有影子

B.无影灯有本影

C.无影灯没有本影

D.无影灯没有半影

不透明体遮住光源时，如果光源是比较大的发光体，所产生的影子就有两部分，完全暗的部分叫本影，半明半暗的部分叫半影

6．太阳光垂直照射到一很小的正方形小孔上，则在地面上产生光点的形状是(A) A．圆形的

B．正方形的 C．不规则的

D．成条形的 7．下列关于光的说法中，正确的是(D) A．光总是沿直线传播的

B．光的传播速度是3×108 m/s C．萤火虫不是光源

D．以上说法均不对

8.如图1为发生月食时，太阳照射光线的示意图，当月球进入图中的哪个区域时，在地球上处于夜晚地区的观察者可看到月食(AD)

A.全部进入区域Ⅰ

B.全部进入区域Ⅱ或Ⅳ

C.全部进入区域Ⅲ

D.部分进入区域Ⅰ

二、填空题

9．在射击时，瞄准的要领是“三点一线”，这是利用____的原理，光在____中传播的速度最大．排纵队时，如果看到自己前面的一位同学挡住了前面所有的人，队就排直了，这可以用____来解释．

10.身高1.6m的人以1m/s的速度沿直线向路灯下走去，在某一时刻，人影长1.8m，经2s，影长变为1.3m，这盏路灯的高度应是__8或2.63_m。

11.在阳光下，测得操场上旗杆的影长是3.5m。同时测得身高1.5m同学的影子长度是0.5m。由此可以算出旗杆的高度是__10.5_m。

二、光的反射、平面镜练习题

一、选择题

1.关于光的反射，正确的说法是（C）

A.反射定律只适用于平面镜反射

B.漫反射不遵循反射定律

C.如果甲从平面镜中能看到乙的眼睛，那么乙也一定能通过平面镜看到甲的眼睛

D.反射角是指反射线和界面的夹角 2.平面镜成像的特点是(ABCD)

A.像位于镜后，是正立的虚像

B.镜后的像距等于镜前的物距

C.像的大小跟物体的大小相等

D.像的颜色与物体的颜色相同

3.如图1两平面镜互成直角，入射光线AB经过两次反射后的反射光线为CD，现以两平面镜的交线为轴，将两平面镜同向旋转15°,在入射光方向不变的情况下，反射光成为C′D′，则C′D′与CD关系为(A)

A.不相交，同向平行

B.不相交，反向平行

C.相交成60°

D.相交成30°

4.两平面镜间夹角为θ，从任意方向入射到一个镜面的光线经两个镜面上两次反射后，出射线与入射线之间的夹角为(C)

A.θ/2

B.θ

C.2θ

D.与具体入射方向有关

5.一束光线沿与水平方向成40°角的方向传播，现放一平面镜，使入射光线经平面镜反射后沿水平方向传播，则此平面镜与水平方向所夹锐角为：(AD)

A.20° B.40°

C.50°

D.70° 6.下列说法正确的是(ABCD)

A.发散光束经平面镜反射后仍为发散光束

B.本应会聚到一点的光线遇到平面镜而未能会聚，则其反射光线一定会聚于一点

C.平行光束经平面镜反射后仍平行

D.平面镜能改变光的传播方向，但不能改变两条光线间的平行或不平行的关系

7.在竖直的墙壁上挂一平面镜，一个人站在平面镜前刚好能在平面镜中看到自己的全身像.当他向后退的过程中，下列说法正确的是(C)

A.像变小，他仍能刚好看到自己的全身像

B.像变大，头顶和脚的像看不到了

C.像的大小不变，他仍能刚好看到自己的全身像

D.像的大小不变，他仍能看到自己的全身像，但像未占满全幅镜面

9.a、b、c三条光线交于一点P，如图3如果在P点前任意放一块平面镜MN，使三条光线皆能照于镜面上，则(B)

A.三条光线的反射光线一定不交于一点

B.三条光线的反射光线交于一点，该点距MN的距离与P点距MN的距离相等

C.三条光线的反射光线交于一点，该点距MN的距离大于P点距MN的距离

D.三条光线的反射光线的反向延长线交于一点

10.一点光源S通过平面镜成像，如图4光源不动，平面镜以速度v沿OS方向向光源平移，镜面与OS方向之间夹角为30°，则光源的像S′将(D)

A.以速率v平行于OS向右运动

B.以速率v垂直OS向下运动

D.以速率v沿S′S连线向S运动

二、填空题

13.一个平行光源从地面竖直向上将光线投射到一块和光线垂直的平面镜上，平面镜离地面3m高，如果将平面镜绕水平轴转过30°，则水平地面上的光斑离光源3根号3__m。

17.一激光束从地面竖直向上投射到与光束垂直的平面镜上，平面镜距地面的高度为h.如果将平面镜绕着光束的投射点在竖直面内转过θ角，则反射到水平地面上的光斑移动的距离为.htg2θ__.

三、作图题

19.如图7所示，MN为一平面镜，P为一不透光的障碍物，人眼在S处，试用作图法画出人通过平面镜能看到箱子左侧多大范围的地面。要求画出所有必要光线的光路图，并在直线CD上用AB线段标出范围。

三、光的折射练习题

一、选择题

1．人看到沉在水杯底的硬币，其实看到的是（C）

A．硬币的实像，其位置比硬币实际所在位置浅B．硬币的实体，其位置即硬币的实际位置

C．硬币的虚像，但位置比硬币的实际位置浅D．硬币的虚像，其位置比硬币的实际位置深

2．如图1所示，在两束光的交点P前，放一块长方形的玻璃砖则交点位置 (C)

A．不变 B．向左 C．向右 D．可能向左、也可能向右，由光的颜色决定的

3．在图2中的虚线表示两种介质的界面及其法线，实线表示一条光线斜射向界面后发生反射与折射的光线，以下正确的说法是(ABD)

A．bO不可能是入射光线 B．aO可能是入射光线

C．cO可能是入射光线 D．Ob可能是反射光线

4．关于折射率，下述说法中正确的是：(D)

A．根据n=sini／sin r可知，介质的折射率与入射角的正弦成正比

B．根据n=sini／sin r可知，介质的折射率可能为任何正数

C．根据n=c／v可知，介质的折射率与介质中的光速成反比

D．以上说法都不对

光从真空射入介质发生折射时，入射角γ的正弦值与折射角β正弦值的比值（sinγ/sinβ)叫做介质的“绝对折射率[1]”，简称“折射率”。它表示光在介质中传播时，介质对光的一种特征。折射率较大的光密介质，较小的光疏介质

5．已知光线穿过介质Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ时的光路图如图3所示，下面说法中正确的是(CD)

A．介质Ⅱ是光密介质

B．介质Ⅰ的折射率最大

C．介质Ⅲ的折射率比Ⅰ大

D．光在介质Ⅲ中光速最小（光密）

6．光线从真空中入射到一块平行透明板上，入射角为40°，则反射光线和折射光线的夹角可能是(D)

A．小于40° B．在40°到100°之间

C．大于40° D．在100°到140°之间

7．甲在岸上，乙潜入清澈的水中，二人互相对看，甲、乙看到对方的头部位置是（A）

A．都比实际位置高

B．都比实际位置低

C．甲看乙低，乙看甲高（与实际位置比较）D．甲看乙高，乙看甲低（与实际位置比较） 8．某单色光在真空中的波长为λ，波速为c，它在折射率为n的介质中速度为(A)

A．c/n B．c/（nλ） C．nc D．c

空气时，折射角应为(B)

A．比值i/r不变

B．比值sini／sinr不变

C．比值sini/sinr是一个大于1的常数

D．比值sini/sinr是一个小于1的常数

10．光线以30°入射角从玻璃中射到玻璃与空气的界面上，它的反射光线与折射光线夹角为90°，则这块玻璃的折射率应为(B)

A．0.866 B．1.732

C．1.414 D．1.500 11．一束光由空气射入某介质时，入射光线与反射光线间的夹角为90°，折射光线与反射光线间的夹角为105°，则该介质的折射率及光在该介质中的传播速度为 (D)

二、填空题

12．三棱镜的顶角是30°，放在空气中，光线垂直于AB面射入三棱镜，由AC面射出，测得偏向角为30°，则该三棱镜材料的折射率为_根号3．

13．光线从真空射入某介质时，若光线与介质表面的夹角为30°，反射光线与折射光线刚好垂直，则该介质的折射率为根号3。

14．知光线自空气射入甲介质中，入射角为60°，折射角为30°；光线从乙介质射入空气，入射角为45°，折射角为60°，则甲、乙两种介质的折射率之比n甲∶n乙=_根号2:1，光在甲、乙两种介质中的光速之比v甲∶v乙_1：根号2___

15．如图4所示，是光线在空气和介质分界面上发生的现象．由它们的相互关系可知分界面是____，入射线是____，介质的折射率为____，光在该介质中的传播速度为____m/s．若使入射角增大，则介质的折射率____（填增大或减小或不变）．

16．有一个底面直径和高都是d的空圆筒，眼在A处恰好能看到底圆跟侧壁的交点B，如图5所示，现将某种液体注满圆筒，在A处沿原方向看去，能看到底圆的中心C，则这种液体的折射率为____。

17．玻璃的折射率是1.50，水晶的折射率是1.55，让一块厚度为1cm的玻璃片与一块水晶片叠放在一起，若光线垂直射入时，通过它们所用时间相等，则水晶片厚度是0.97cm。

四、全反射练习题

一、选择题

1．下述现象哪些是由于全反射造成的：（abcd）

A．露水珠或喷泉的水珠，在阳光照耀下格外明亮

B．口渴的沙漠旅行者，往往会看到前方有一潭晶莹的池水，当他们喜出望外地奔向那潭池水时，池水却总是可望而不可及

C．用光导纤维传输光信号、图象信号

D．在盛水的玻璃杯中放一空试管，用灯光照亮玻璃杯侧面，在水面上观察水中的试管，看到试管壁特别明亮

如图1中哪一幅所示？(D)

空气时入射角为60°，其正确的光路图

3．红、黄、绿三种单色光以相同的入射角从水中射向空气，若黄光恰能发生全反射，则(A)

A．绿光也一定能发生全反射

B．红光也一定能发生全反射

C．红、绿光都能发生全反射

D．红、绿光都不能发生全反射

5．主截面为等边三角形的三棱镜，临界角为45°，光线从它的一面垂直入射，在图3所示的a，b，c三条出射光线中正确的是 (C)

A．a B．b C．c D．都不正确

6．介质Ⅰ中光速为v1=c，介质Ⅱ中的光速为v2=c/2，临界角为30°，如果光线a，b如图4中所示射到Ⅰ、Ⅱ两介质的分界面上，那么正确的是(D)

A．a，b均不能发生全反射 B．a，b均能发生全反射

C．a能发生全反射 D．b能发生全反射

7．某玻璃的临界角为42°，当在玻璃中的某一光线射到玻璃与空气的分界面时，若入射角略小于临界角，则光线在空气中的折射角应为(C)

A．小于42° B．小于60°C．小于90° D．无折射光线

8．用临界角为42°的玻璃制成的三棱镜ABC，∠B=15°，∠C=90°，一束光线垂直AC面射入，如图5它在棱镜内发生全反射的次数为(B)

A．2次 B．3次

C．4次 D．5次

9．对棱镜色散的下列说法中，正确的是(ABC)

A．棱镜对各单色光的折射率不同

B．红光比蓝光先通过棱镜

C．黄光比绿光偏转的角度小

D．在棱镜中，速度大的单色光偏转角也大

10．在水底同一深度处并排放置着红、黄、绿、蓝、紫五只球，人在水面正上方竖直俯视，感觉最浅的是：(A)

A．紫色球 B．红色球

C．黄色球 D．一样深浅

11．如图6所示，点光源S发出白光，经三棱镜分光，人在侧面AC一侧沿折射后出射光线的反方向观察S，可看到 (C)

A．一个白光点

B．光点上部是红色，下部是紫色

C．光点上部是紫色，下部是红色

D．看不到S的像

12．如图7所示，入射光线1经45°的直角三棱镜折射，反射后，沿着与入射光相反的方向射出，如图中光线Ⅱ所示，现将棱镜顺时针方向转过一个小角α，如图7虚线所示，则(A)

A．出射光线应与光线Ⅰ平行

B．出射光线也顺时针方向转过α角

C．出射光线逆时针方向转过α角

D．出射光线顺时针方向转过2α角

13．一束白光射到玻璃三棱镜的一个面上后发生色散现象，图8的光路图中，符合实验事实的是(AD)

二、填空题

的半圆形玻璃M。当M绕圆心O缓慢地沿逆时针旋转时，光线

OA跟法线之间的夹角γ逐渐____，强度逐渐____，光线OB跟法线之间的夹角i′逐渐____，强度逐渐____；当角i等于____时， 光线OA完全消失。

16．光由空气以45°的入射角射向介质时，折射角是30°，则光由介质射向空气的临界角是____。 17．如图10所示，一条光线垂直射到一个玻璃三棱镜

线在AC面上发生全反射，θ角最小值为____，若将此三棱镜置于折射率为1.5的介质中，其他条件不变，则光在AC面上一定____（填“会”或“不会”）发生全反射。

18．太阳光经三棱镜后将得到一彩色光带，按折射率从小到大的顺序排列应是________，其中偏折角最大的是____光。红橙黄绿蓝靛紫，紫

19．有人在河面上游泳，见河底有一物体，与他的眼睛在同一竖直线上，当他再前进4m时，物体忽然不见了，水的折射率为4／3，则河深____m。

三、计算题

强点光源时，看到透光水面的最大直径是多大？当此透光水面的直径变大时，光源正在上浮还是正在下沉？

4.54m，下沉

五、透镜练习题

一、选择题

1．物体经透镜折射得到一放大的像,则 [ ]

A．该透镜一定是凸透镜 B．该像一定是实像

C．像和物一定在透镜同侧 D．像一定是正立的

2．物体经透镜成一倒立,则 [ ]

A．透镜可能是凸透镜 B．像一定是实像

C．像一定比物大 D．物质一定在透镜焦点之外

3．凸透镜成虚像时,下列判断正确的是 [ ]

A．像比物大 B．像比物小

C．像比物离眼睛远 D．像比物离眼睛近

4．关于成像性质的判断,以下说法正确的是 [ ]

A．一个点光源发出的光束,经不改变光束性质的光具改变光路后,其所成的像是虚像

B．若经过对光束有发散作用的透镜改变光路后,其所成的像是虚像

C．若经过对光束有会聚作用的透镜改变路后,其所成的像一定是实像

D．若经过对光束有会聚作用的透镜改变光路后,其所成的像可能是实像,也可能是虚像

5．红色发光体位于凸透镜主轴上某一位置，在另一侧成一等大小的倒立像，若在原位置换上另一个紫色发光体，则在另一侧成的是 [ ]

A．与发光体等大小的倒立实像

B．放大的倒立实像

C．缩小的倒立实像

D．放大的正立虚像

6．一个物体放在距透镜前10cm处，当它远离透镜方向移动时，其正立的像的移动速度小于物体的移动速度，则以下判断正确的是 [ ]

A．这透镜一定是凸透镜

B．这透镜一定是凹透镜

C．这透镜的焦距一定小于5cm

D．这透镜的焦距一定大于等于5cm

7．如图1所示，当物体AB从凸透镜左边无限远处向光心O移动B过程中不可能出现AB的像的区间是 [ ]

A．F2与F1之间

B．O与F1之间

C．F2与O之间

D．不存在不成像的区域

8．如图2所示，在凸透镜左侧2f处，在主轴上有一发光点S，若使透镜绕其光心O旋转微小角度时，则发光点的像的位置将 [ ]

A．不变

B．沿原来主轴靠光心O移动

C．沿原来主轴远离光心O移动

D．偏离原来主轴

9．图3，的各个光路中，错误的是 [ ]

10．某点光源经凸透镜所成的实像，是该点光源射向凸透镜的 [ ]

A．全部光线会聚而成的

B．部分光线会聚而成的

C．三条特殊光线会聚而成的

D．只有三条特殊光线中的两条会聚而成的

11．一物体通过凸透镜成像于屏上，若将透镜的上半部遮住，则以下正确的是 [ ]

A．屏上的像只剩下半部

B．屏上的像变暗

C．屏上的像上半部变暗，下半部不变

D．屏上仍出现完整的像

12．已知物点 A、像点B的位置及透镜的主轴MN，则下述关于作光路图的说法中正确的是 [ ]

A．光心必在过AB直线与MN直线的交点上

B．从物点发出的任意光线经透镜折射后的光线或其延长线必交于像点

C．偏折光线与主轴MN的交点就是焦点

D．透镜不一定与MN垂直

13．物体位于凸透镜的主光轴上，将其沿主轴从远处向物体移近过程中，物体经透镜折射后所成的实像将： [ ]

A．离透镜越来越远

B．离物体越来越远

C．离透镜先变近，后变远

D．离物体先变近后变远

14．用照相机拍某人的半身照片后，再用同样大小的底片拍该人的全身照片时，需要： [ ]

A．使照相机移近此人，同时增大暗箱长度

B．使照相机移近此人，同时减小暗箱长度

C．使照相机远离此人，同时增大暗箱长度

D．使照相机远离此人，同时减小暗箱长度

15．如图4所示，a是一个点光源，a′是它经凸透镜所成的实像，下列说法正确的是 [ ]

A．眼睛位于锥形区域abc内，看不到a的像，可以看到点光源a

B．眼睛位于锥形区域a′bc内，可以看到点光源的像a′

C．眼睛位于锥形区域a′ld内，可以看到点光源的像a′

D．眼睛位于g点处，既看不到点光源a也看不到点光源的像a′ 16．关于放大率，下列说法正确的是 [ ] A．对同一透镜，像的放大率不变 B．像的放大率仅由透镜的焦距决定 C．像的放大率仅由物距决定

17．一张画面垂直于主轴放在凸透镜前20cm处，成像的面积与画的面积相等，若将画向透镜移近5cm，则所成像的面积是画 [ ]

A．2倍 B．4倍

C．1.5倍 D．2.25倍

18．一物体放在透镜前20cm处，恰能成出 放大率为3的像，则该透镜的焦距可能为 [ ]

A．15cm B．30cm

C．1／15 cm D．5cm

二、填空题

19．图5中的L

1、L2分别表示放在空气中 的薄透镜，根据图示经过透镜前后的光路，可以确定L1是______透镜，L2是_____透镜。

20．如图6所示，L为一透镜，一束会聚光线经透镜后汇交于主轴上的S′点，取走透镜后光线汇交于S点，则这个透镜是______透镜；若在S′点处放一发光点，它经这个透镜能在S点成______（填“虚”或“实”）像。

21．某物体在一透镜前成一正立放大3倍的像，若像和物之间的距离是20cm，则透镜的焦距为______cm．

22．有一物体垂直于主轴放在距透镜20cm的地方，在下列情况下

（1）像在透镜另一侧距光心60cm的地方，则是______透镜，焦距f =______cm．

（2）像和物体在透镜同一侧，距光心40cm的地方，则是______透镜，焦距f =_______cm．

（3）像和物在透镜的同一侧，距物体10cm的地方，则可能是______透镜，焦距f =______cm；也可能是_______透镜，焦距f =______cm．

23．用共轭法测凸透镜的焦距，一位同学先估测该透镜的焦距f，后将光屏及光源放在光具座上，待测凸透镜放在两者之间，测出光屏到光源的距离L，则L应满足______．在满足实验条件下，该同学取光屏到光源的距离为45cm，移动透镜第一次在屏上成清晰的像，此时物距为15cm，如果再次在屏上成像，透镜应向_______（填“光源”或“光屏”）移动，此时得到的像距应为______cm，两次成像透镜的位置变化了_____cm．则该凸透镜的焦距为_______cm，两次成像的放大率之比为_______．

24．有一会聚光束通过遮光板上的圆孔后，在距圆孔10cm的光屏上形成一个圆形光斑，如图7所示，圆孔半径R=5cm，光斑半径r=3cm。若在遮光板的圆孔上放一凸透镜恰好使屏上的光斑缩为一点，则此凸透镜的焦距是______cm。

三、计算题

25．一物体位于透镜主光轴上离光心10cm处，所成的像与该物体在主轴上移动5cm后所成的像的大小相等，求透镜的焦距。

26．一发光点S位于焦距为12cm的薄凸透镜的主轴上。当S沿垂直于主轴的方向移动1．5cm时，它的像点S′移动0．5cm。求移动前发光点S到像点S′的距离。

四、作图题

27．如图8所示，物体AB经透镜后所成的像为A′B′，用作图法画出能看见AB的完整像的区域。若用黑布蒙住透镜上半部分，分析AB是否能再成完整像；如果能，画出此时能看见AB的完整像的区域。

透镜练习答案

一、选择题

1．AB 2．BD 3．AC 4．ABD 5．C 6．B 7．C 8．C 9．AB 10．A 11．BD 12．AB 13．AD 14．D 15．ACD 16．D 17．B 18．AB

二、填空题

19．凸，凹 20．凸，虚 21．15 22．（1）凸，15 （2）凸，40 （3）凸，60cm，凹，-20cm

24．16.7

三、计算题

25．7.5cm或12.5cm 26．64cm

四、作图题 27．

六、单元练习题

一、选择题

1．在较高的日光灯下看一支钢笔在水平桌面上的投影时，会发现随着钢笔逐渐向日光灯靠近，投影逐渐变得模糊不清了，这是由于 [ ]

A．后来桌面未处于钢笔的影区

B．后来桌面未处于钢笔的本影区

C．后来桌面未处于钢笔的半影区

D．后来日光灯对于钢笔来说是无影灯

2．如图1所示为发生日食的示意图，则由图可知 [ ] A．地球a区的人看不到日食 B．地球b区的人可见日偏食 C．地球c区的人可见日全食 D．地球d区的人可见日环食

3．如图2所示，入射光线Ⅰ经等腰直角三棱镜折射反射后，沿光线Ⅱ所示方向出射。现将三棱镜旋转一个很小的角度α，则出射光线将

[ ]

A．与原出射光线成α角

B．与原出射光线成2α角

C．与原出射光线Ⅱ平行

D．条件不足，无法判断

4．如图3所示，a、b、c三条光线会 聚于S点，若在S点前任意位置放一平面镜，则 [ ] A．三条反射光线可能交于一点，也可能不交于一点 B．三条反射光线一定不会交于一点 C．三条反射光线一定交于镜前一点

D．三条反射光线的反向延长线一定交于镜后一点

5．在测定玻璃的折射率实验中，对提高测量精度的一些具体问题几个同学发生了争论，他们的意见正确的是 [ ]

A．针P

1、P2及针P

3、P4之间的距离应适当大一些

B．针P

1、P2及针P

3、P4之间的距离应适当小一些

C．入射角应适当取大一些

D．入射角应适当取小一些

6．红光与紫光相比 [ ]

A．在真空中传播时，紫光的速度比较大

B．在玻璃中传播时，红光的速度比较大

C．玻璃对红光的折射率较紫光的大

D．从玻璃到空气的界面上，红光的临界角较紫光的大

A．当入射角大于45°时会发生全反射现象

B．无论入射角多大，折射角都不会超过45°

C．欲使折射角等于30°，应以45°入射

则下列说法正确的是 [ ]

8．在玻璃中有一个三棱镜形状的气泡，当一束白光从这个空气棱镜的一个侧面斜射入并通过后，下面说法正确的是 [ ]

A．各色光都向顶角偏折

B．各色光都向底面偏折

C．红光的偏向角比紫光的大

D．红光的偏向角比紫光的小

9.已行媒质对某单色光的临界角为θ,则 [ ]

B．此单色光在该媒质中的传播速度等于csinθ（c是真空中的光速）

C．此单色光在该媒质中的波长是在真空中波长的sinθ倍

10．关于虚像和实像，下列说法正确的是 [ ] A．虚像能用眼睛观察到，但不能呈现在光屏上，也不能用照相机拍摄下来 B．虚像不能呈现在光屏上，但能用照相机拍摄下来 C．实像能用眼直接观察到，也能呈现在光屏上

D．在成实像处，如果不放光屏，则眼睛观察不到实像，用照相机也不能拍摄下来 11．点光源S通过凸透镜成像于S′点，光路如图 4所示，下列说法正确的是 [ ] A．只有PS′Q区域才能观察到像S′

B．用黑纸片遮住透镜上半部，在PS′Q区域不能观察到像S′

C．用黑纸片遮住透镜上半部，在PS′Q区域仍能观察到像S′，只是变暗了 D．用黑纸片遮住透镜下半部，在PS′Q区域仍能观察到像S′，且亮度不变

12．一物体经凸透镜在屏上成一放大的实像，凸透镜主轴沿水平方向。今将凸透镜向上移动少许，则 [ ]

A．屏上像的位置向上移动

B．屏上像的位置向下移动

C．屏上像的位置保持不动，但像变大

D．屏上像的位置保持不动，但像变小

13．在一透镜左侧有一光源AB，在透镜右侧的光屏S上得到光源清晰的像．现移去光屏，从光源A点发出的如图5所示光线AP经过透镜后的折射光线A [ ]

A．与主轴交于透镜与原光屏S之间

B．与主轴交于原光屏S的右侧

C．平行于主轴

D．其反向延长线与主轴交于透镜左侧

14．发光体和光屏固定后，在其间移动凸透镜，发现能在光屏上成出两次不同的清晰实像来，并测得两次实像的高分别8cm和2cm，则发光体的高为 [ ]

A．5cm B．6cm C．16cm D．4cm

二、填空题

15．有人在游泳池喧上竖直向下观察池水的深度，看上去池水的视深约为h，已知水的折射率n=4/3，那么，水的实际深度约为______

16．教学用的幻灯机，镜头焦距f=10cm，其底片的片幅为10×5cm2，屏幕规格为2.5×2cm2，要想在屏幕上得到最大的完整画面，则幻灯机的镜头到屏幕的距离应为_______m．

17．一物体在凸透镜前发出红色光时，量得物距与像距均为10cm，此透镜焦距为_______．若物体发出紫光时，物体的像距将_______10cm，凸透镜的焦距将______红光照射时的焦距．

18．空气中，波长是6000埃的光，频率是______，在折射率为2.4的金刚石中，波长是______，频率是_______．

19．介质甲对空气的临界角为45°，介质乙对空气的临界角为60°，则光在介质甲、乙中的 传播速度之比为______．

20．在做测量凸透镜焦距实验时，甲同学先把光源和凸透镜的位置固定，移动光屏找像，但他无论把屏放在何处，都不能在屏上得到清晰的像，这是因为______；乙同学先把光源和屏的位置固定，把凸透镜放在它们之间，他无论怎样移动透镜的位置，都不能在屏上得到光源清晰的像，这是因为______；丙同学先把凸透镜和屏的位置固定，移动光源来找像，但他无论把光源放在何处，都不能在屏上得到光源清晰的像，这是因为______．

三、计算题

21．如图6所示，L为透镜，PQ是透镜的主轴，O为透镜光心．AB是从某一点光源发出的一条光线，经透镜折射后出射光线为BC，BC交PQ于E点，AB的延长线交PQ于D点，已知

（1）说明理由，判断L为何种透镜？

（2）求该透镜的焦距多大？

22．焦距为9cm的透镜，置于相距24cm的两物点之间，两物点位于透镜主轴上，要使两物点的像成在同一点上，求透镜必须如何放置？

单元练习答案

一、选择题

1．B 2．ABC 3．C 4．C 5．AC 6．BD 7．BC 8．AD 9．ABC 10．BC 11．BD 12．A 13．A 14．D

二、填空题

16．2.6

17．5cm，略小于，略小于

18．5×1014H2，2500，5×1014H

220．物距小于透镜的焦距，物屏之间的距离小于透镜焦距的4倍，透镜到屏的距离小于透镜的焦距

三、计算题

21．凸透镜，15cm

22．应放在两物点之间，距其中一物18cm或6cm．

第20篇：高中物理光学六类经典题型

光学六类经典题型

光学包括几何光学和光的本性两部分。几何光学历来是高考的重点，但近几年考试要求有所调整，对该部分的考查，以定性和半定量为主，更注重对物理规律的理解和对物理现象、物理情景分析能力的考查。有两点应引起重视：一是对实际生活中常见的光

反射和折射现象的认识，二是作光路图问题。光的本性是高考的必考内容，一般难度不大，以识记、理解为主，常见的题型是选择题。“考课本”、“不回避陈题”是本部分高考试题的特点。

根据多年对高考命题规律的研究，笔者总结了6类经典题型，以供读者参考。

1 光的直线传播

例1(2004年广西卷) 如图l所示，一路灯距地面的高度为h，身高为l的人以速度v匀速行走．

(1)试证明人头顶的影子做匀速运动；

(2)求人影长度随时间的变化率。

解析(1)设t＝0时刻，人位于路灯的正下方O处，在时刻t，人走到S处，根据题意有

OS＝vt

①

过路灯P和人头顶的直线与地面的交点M 为t时刻人头顶影子的位置，如图l所示，OM 为头顶影子到0点的距离．由几何关系，有

解式①、②得匀速运动。

。因OM 与时间t成正比，故人头顶的影子做(2)由图l可知，在时刻t，人影的长度为SM，由几何关系，有

SM=OM－OS

③

由式①～③得

因此影长SM与时间t成正比，影长随时间的变化率。

点评 有关物影运动问题的分析方法：(1)根据光的直线传播规律和题设条件分别画出物和影在零时刻和任一时刻的情景图—光路图；(2)从运动物体(光源或障碍物)的运动状态入手，根据运动规律，写出物体的运动方程，即位移的表达式；(3)根据几何关系(如相似三角形)求出影子的位移表达式；(4)通过分析影子的位移表达式，确定影子的运动性质，求出影子运动的速度等物理量。 2 光的反射与平面镜成像作图

例2 如图2所示，MN为厚度不计的平面镜，放在水平地面上，距离平面镜M端4m处有一根标杆OP，标杆的零刻度O恰在地面，距平面镜N端2m处直立着一个人SD，人眼离地面的高度SD=1.8 m，平面镜的长度MN= lm，标杆足够长。

(1)人眼看到平面镜中的标杆，但不能看到标杆的全部，画出能被人眼看到像的标杆部分的光路图，写出作图步骤。

(2)人眼看到平面镜中标杆的最小刻度和最大刻度是多少?

解析 (1)光路图如图3所示，作图步骤：把S看做发光点，利用对称法找出S成的像

S′，画出S发出的光入射到平面镜上的边界光线SM、SN，画出其对应的反射光线MB和NA，则发光点S可以通过平行镜反射照亮PO标杆的AB部分。根据光路的可逆性，从AB发出的光通过平面镜能进人人眼S中。

(2)根据光路图3中的几何关系可知

所以,人从平面镜看到标杆最小刻度是2.4 m，最大刻度是4.5 m。

点评 眼睛在确定的位置能看到物体或像的哪一部分问题的处理，常常应用光路的可逆性，即把眼睛看作“发光体”，眼睛所“发出的光”通过平面镜能“照亮”的区域，也就是眼睛能看到的区域。

3 光的折射与折射率

例3 水底同一深度并列着红、黄、绿、紫4个彩色球，从水面正上方垂直俯视，感觉上它们在同一深度吗?

解析 设S为水池底部的点光源，在由S发出的光线中选取一条垂直于水面MN 的光线，由O点射出；另一条与S0成极小角度从S射到水面的A点，由A点折射到空气中，因入射角极小，故折射角也极小(由发光点发出的能进入眼睛的发散光束极小)，那么进入眼中的2条折射光线的反向延长线交于S′点，该点即为我们所看到的水池底部点光源S的像点，S 点到水面的距离h′即为视深度，由图4可见视深度小于实际深度。

，视深度为实际深度的1／n。

水对红、黄、绿、紫4种色光的折射率不同，n红h黄′>h 绿′>h 紫′，可见人的感觉是紫色球最浅，红色球最深。

点评 当θ角很小时，tanθ≈sinθ≈θ(θ以弧度为单位)，是数学上的近似关系式，在光学部分经常应用这个关系式处理问题，能否应用该关系式是解答该题的关键。

例4 (2001年高考理综卷) 如图5所示，两块同样的玻璃直角三棱镜ABC，两者的AC面是平行放置的，在它们之间是均匀的未知透明介质。一单色细光束0垂直于AB面入射，在图示的出射光线中(

)。

A

1、

2、3(彼此平行)中的任一条都有可能；

B

4、

5、6(彼此平行)中的任一条都有可能；C

7、

8、9(彼此平行)中的任一条都有可能；D 只能是

4、6中的某一条.

解析 光线由左边三棱镜AB面射人棱镜，不改变方向；接着将穿过两三棱镜间的未知透明介质进入右边的三棱镜。透明介质的两表面是平行的，所以它的光学特性相当于一块两面平行的玻璃砖，使光线发生平行侧移．透明介质两边的介质不是真空，而是折射率未知的玻璃，因此是否发生侧移以及侧移的方向无法确定，但至少可以确定光线仍然与棱镜的AB面垂直。这样光线由右边三棱镜AB面射出棱镜时，不改变方向，应为

4、

5、6中的任意一条。故选项B正确。

点评 若未知介质的折射率n与玻璃折射率n玻相等，不侧移；若n>n时，向上侧移；若n

玻4 全反射与临界角

例5 (2005年全国高考理综试题) 图6—l为直角棱镜的横截面，bac=90°， abc=60°。 一平行细光束从()点沿垂直于bc面的方向射人棱镜。已知棱镜材料的折射率线(

)。

,若不考虑原入射光在bc面上的反射光，则有光A 从ab面射出； B 从ac面射出；

C 从bc面射出，且与bc面斜交；

D 从bc面射出，且与bc面垂直

解析 由sinC＝1/n ，得光从棱镜射向空气发生全反射的临界角C＝45°。作出光路图(图6—2)。在ab面上，入射角为6O°，60°>45°所以，在该面上会发生全反射，故不会有光线从ab面上射出，所以选项A错误。在ac面上，入射光线为ab面上的反射光线，由几何知识可知，其入射角为3O°，3O°

点评 在解决光的折射、全反射问题时，应根据题意分析光路，利用几何知识分析线、角关系，比较入射角和临界角的大小关系，看是否满足全反射条件。有时还要灵活运用光路的可逆性来进行分析。

例6 有一折射率为n的长方体玻璃砖ABCD，其周围是空气，如图7—l所示。当入射光线从它的AB面以入射角α射人时，试求：

(1)要使光线在BC面发生全反射，证明入射角应满足的条件是(BC面足够长)。 (2)如果对于任意入射角的光线都能产生全反射，则玻璃砖的折射率应取何值?

解析(1)要使光线在BC面发生全反射，如图7—2，首先应满足

式中β为光线射到BC面的入射角，由折射定律有

将式①、②联立得

(2)如果对任意入射角的光线都能产生全反射，即生全反射，则只有当

才能满足上述条件，故

。

都能产点评 这是一道涉及玻璃砖全反射的光学题，折射定律和全反射条件的应用是解答这类问题的关键。由于不能正确应用任意入射角的光线都能产生全反射的条件，导致无从下手解题。不等式知识的欠缺，也是不能圆满解答本题的原因。

5 薄膜干涉 例7(2003年上海卷) 劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图8—1所示，将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜。当光垂直入射后，从上往下看到的干涉条纹如图8—2所示。干涉条纹有如下特点：任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度差恒定。现若在图8—l装置中抽去一张纸片，则当光垂直入射到新的劈形空气薄膜后，从上往下观察到的干涉条纹(

)。

A 变疏； B 变密； C 不变； D 消失

解析 该题主要考查获取和处理信息的能力。当抽去一张纸片后，两玻璃表面之问的夹角减小，由数学知识可知，要保持两相邻条纹所对应的薄膜厚度差恒定，则两相邻条纹间距一定增大，即观察到的干涉条纹变疏，选项A正确。

点评 该题来源于课本中薄膜干涉的内容，但实际上是一道信息材料阅读题，关键是可以直接从题中获取的信息：任意相邻明条纹(或暗条纹)所在位置下面对应的薄膜厚度差恒定，从而推断结果。

6 光电效应与光子说 例8(2003年上海卷) 在图9所示的光电管的实验中，发现用一定频率的a单色光照射光电管时，电流表指针会发生偏转，而用另一频率的b单色光照射时，不发生光电效应，那么(

)。

A a光的频率大于b光的频率；

B b光的频率大于a光的频率；

C 用a光照射光电管时流过电流表G的电流方向是e流向f；

D 用a光照射光电管时流过电流表G的电流方向是f流向e

解析 当入射光的频率大于金属的极限频率时才能发生电效应，由此可知a单色光的频率大于金属的极限频率，而b单色光的频率小于金属的极限频率，故选项A正确。光电效应产生的光电子在光电管内由右向左定向移动，所以电流的方向由e经G流向f，故选项C正确。

例9 (2003年江苏卷) 用某种单色光照射某种金属表面，发生光电效应。现将该单色光的光强减弱，则(

)。

A 光电子的最大初动能不变；

B 光电子的最大初动能减少； C 单位时间内产生的光电子数减少；

D 可能不发生光电效应

解析 由于光电子的最大初动能只与光的频率有关，可知A正确，B和D错误。光的强弱包含两方面的内容：光子的能量大小和光子的数目，减小光强并没有改变光的频率，故光子的能量不变而光子数目减少，所以光电子的数目也随之减少，选项C正确。

例10 (2004年天津卷)人眼对绿光最为敏感。正常人的眼睛接收到波长为530nm的绿光时，只要每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉。普朗克常量为6.63×10-34J·s，光速为3.O×108m/s，则人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率是(

)。

解析 依题意人眼能觉察到绿光时所接收到的最小功率是至少每秒有6个绿光的光子射入瞳孔。先计算一个绿光光子的能量E=hν=hc／λ＝3.8×lO －19J，可算出6个绿光光子的能量为2.3×10-18J，故选项A正确。

例11 (2004年全国卷)下表给出了一些金属材料的逸出功

现用波长为400nm的单色光照射上述材料，能产生光电效应的材料最多有(

)。(普朗克常量h＝6.63×10-34J·s，光c＝3.O×108m/s) A 2种； B 3种； C 4种； D 5种 解析 题中所给单色光的光子能量E=h／λ=5×lO－19J，金属的逸出功小于该值才能发生光电效应，故选项A正确。

例12 (2003年全国卷)如图1O，当电键S断开时，用光子能量为2.5 eV的一束光照射阴极P，发现电流表读数不为零。合上电键，调节滑线变阻器，发现当电压表读数小于0．60 V时，电流表读数仍不为零；当电压表读数大于或等于0.60 V时，电流表读数为零。由此可知阴极材料的逸出功为(

)。

A 1．9 eV ；

B 0．6 eV；

C 2．5 eV ；

D 3．1 eV 解析 设光子能量为2．5eV照射时，光电子的最大初动能为mv2／2，阴极材料的逸出

功为W，根据爱因斯坦光电效应方程mv2／2＝hν- W。图1O中光电管加的是反向电压，据题意，当反向电压达到0．6 V以后，具有最大初动能的光电子也不能到达阳极，因此有eU=mv2／2，由以上两式代人，可得W=1.9 eV。所以选项A正确。

《物理光学.doc》

将本文的Word文档下载到电脑，方便编辑。

推荐度：

点击下载文档