高中物理竞赛辅导-光学导学.pdf

光学导学 【竞赛大纲】 1、几何光学。掌握光的直进、反射、全反射、折射、色散。掌握折射率与光速的关系。 平面镜成像。球面镜成像公式及作图法。薄透镜成像公式及作图法。眼睛。放大镜。显微镜。 望远镜。 2、波动光学。掌握光的干涉和衍射，光谱和光谱分析。电磁波谱。 3、光的本性。了解光的学说的历史发展。掌握光电效应，爱因斯坦方程，波粒二象性。 第一部分 几 何 光 学 §1.1 几何光学基础 1、光的直线传播：光在同一均匀介质中沿直线传播。 2、光的独立传播：几束光在交错时互不妨碍，仍按原来各自的方向传播。 3、光的反射定律： ①反射光线在入射光线和法线所决定平面内； ②反射光线和入射光线分居法线两侧 ； ③反射角等于入射角。 4、光的折射定律： ①折射光线在入射光线和法线所决定平面内； ②折射光线和入射光线分居法线两侧 ； i i n sin i  n sin i ③入射角 1 与折射角 2 满足 1 1 2 2 ； ④当光由光密介质向光疏介质中传播，且入射角大于临界角 C时，将发生全面反射现 n sin C  2 n n n 象 （折射率为 1 的光密介质对折射率为 2 的光疏介质的临界角 1 ）。 §1.2光的反射 1.2.1、组合平面镜成像： 1.组合平面镜 由两个以上的平面镜组成的光学 A S S 系统叫做组合平面镜，射向组合平面镜的光线往往要 1 在平面镜之间发生多次反射，因而会出现生成复像的 B O 现象。先看一种较简单的现象，两面互相垂直的平面 O S S 镜（交于 点）镜间放一点光源 （图1-2-1）， S S 2 3 S S 图1-2-1 发出的光线经过两个平面镜反射后形成了 、 、 1 2 S O OS 3 三个虚像。用几何的方法不难证明：这三个虚像都位于以 为圆心、 为半径的圆 S S S S S S S S 上，而且 和 、 和 、 和 、 和 之间都以平面镜（或它们的延长线）保 1 2 1 3 2 3