光学考点复习讲义1折射率折射率定义光从真空或空气中射入介质.DOC

光学考点复习讲义 1折射率 ①折射率定义： 光从真空或空气中射入介质中发生折射时，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.折射率反映介质折射光的本领大小的一个物理量 ②折射率的定义表达式： n=（其中θ1为真空或空气中的角度） ③折射率的其它各种计算表达形式： n= = = （其中c、λ为光在真空或空气中的光速、波长；v、为光发生全反射时的临界角）. ④折射率大小的决定因素：介质、光源(主要是频率)， 注意：介质的折射率n1， 3）折射光路是可逆的. 2光的全反射 （1）光疏介质和光密介质：两种介质比较，折射率小的介质叫光疏介质，折射率大的介质叫光密介质；“光疏”和“光密”具有相对性. （2）全反射现象：光从光密介质入射到光疏介质的分界面上时，当入射角增大到一定程度时，光全部反射回光密介质，这一现象叫全反射现象. （3）临界角：折射角等于90°时对应的入射角叫做临界角.用C表示，C=. （4）发生全反射的条件：①光从光密介质入射到光疏介质；②入射角大于等于临界角. （5）光导纤维：实际用的光导纤维是非常细的特质玻璃丝，直径只有几微米到一百微米之间，在内芯和外套的界面上发生全反射.其中内芯是光密介质，外套是光疏介质. 3光的色散 （1）三棱镜：横截面为三角形的三棱柱透明体称三棱镜. 三棱镜对光线的作用： ① 光密三棱镜：当光线从一侧面射入，从另一侧面射出时，光线两次均向底面偏折. ② 光疏三棱镜：当光线从一侧面射入，从另一侧面射出时，光线两次均向顶角偏折. ③ 全反射棱镜（等腰直角棱镜）：当光线从一直角边垂直射入时，在斜边发生全反射，从另一直角边垂直射出.当光线垂直于斜边射入时，在两直角边都发生全反射后又垂直于斜边射出. 三棱镜成像： 当物体发出的光线从三棱镜的一侧面射入，从另一侧面射出时，逆着出射光线可以看到物体的虚像. （2）光的色散： ①白光通过三棱镜后，出射光束变为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七色光束。由七色光组成的光带叫做光谱.这种现象叫做光的色散.色散的实质是由于各种色光在同一介质中传播的速率不同，或同一介质对不同色光的折射率不同而引起的. ②各种色光性质比较：可见光中红光的折射率n最小，频率f最小，在同种介质中（除真空外）传播速度v最大，波长λ最大，从同种介质射向真空时发生全反射的临界角C最大，以相同入射角在介质间发生折射时的偏折角最小（注意区分偏折角和折射角） 4光的干涉现象 (1)光的干涉 两列光波在空间相遇时发生叠加，在某些区域总加强，在另一区域总减弱，从而出现明暗相间的条纹的现象叫光的干涉. （2）干涉的条件 相干光源：频率相同相差恒定步调差恒定两束光3)杨氏双缝干涉 ①相干条件：如图12-2-1 若S1、S2光振动情况完全相同，则符合，n=0、1、2、3…亮条纹若S1、S2光振动情况完全相同符合，（(n=0，1，2，3暗条纹d是两狭缝之间的距离，L是两狭缝到屏的距离，λ是光波的波长. ②相邻亮条纹暗条纹中央Δx = 。 ③双缝干涉图样 单色光：中央为明条纹，两边等距对称分布明暗相间条纹中央为明条纹，两边等距对称分布条纹4）②薄膜干涉的应用 增透膜：透镜和棱镜表面的增透膜的厚度是入射光在薄膜中波长的 (注意：非空气中波长的). 检查平整程度：待检平面和标准平面之间的楔形空气薄膜，用单色光进行照射，入射光从空气膜的上、下表面反射出两列光波，形成干涉条纹，待检平面若是平的，空气膜厚度相同的各点就位于一条直线上，干涉条纹是平行的；反之，干涉条纹有弯曲现象. 5光的衍射现象 （1）光的衍射 光遇到障碍物时，偏离直线传播方向而照射到阴影区域的现象叫做光的衍射. （2）明显衍射的条件 从理论上讲衍射是无条件的，但需发生明显的衍射现象的条件：当孔或障碍物的尺寸比光波的波长小，或者跟光波的波长相差不多时，光才发生明显的衍射现象. （3）衍射图样 ①单缝衍射： 单色光：中央最宽亮，两侧不等间隔的明暗相间的条纹中央最宽亮，两侧不等间隔的条纹4）泊松亮斑 光照射到一个半径很小的圆板后在圆板的阴影中心出现亮斑，这是光能发生衍射的有力证据之一.注意泊松亮斑与圆孔衍射条纹的区别：图12-2-2是泊松亮斑，图12-2-3是圆孔衍射条纹. 图12-2-2 图12-2-3 （5）光的衍射的应用 用衍射光栅测定光波波长1）自然光、偏振光 自然光：从光源（如太阳、亮着的灯等）直接发出的光，包含着在垂直于传播方向的一切方向振动的光，而且沿着各个方向振动的光波的强度都相同. 偏振光：①自然光通过偏振片后，在跟光传播方向垂直的平面内，光振动在某一方向较强而在另一些方向振动较弱,这样的光叫偏振光.②自然光射到两种介质的界面上，如果光的入射方向合适，使反射和折射光之间的夹角恰好是90°，这