光学及原子物理.docx


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文档介绍
光学及原子物理.docx光学及原子物理讲稿
折射定律
内容:如图3所示,折射光线与入射光线、法线处在同一平 直内,折射光线与入射光线分别位于法线的两侧;入射角的正弦 与折射角的正弦成正比.
表达式:盟
在光的折射现象中,光路是可逆的.
2.折射率
折射率是一个反映介质的光学性质的物理量.
(2)定义式:
sin&i sin^2*
(3)计算公式:"=号,因为o<c,所以任何介质的折射率都大于丄.
当光从真空(或空气)射入某种介质时,入射角大于折射角;当光山介质射入真空(或 空气)时,入射角小于折射角.
全反射现象
条件:①光从光密介质射入光疏介质.
②入射角大于或等于临界角.
现象:折射光完全消失,只剩下反射光.
临界角:折射角等于90。时的入射角,用C表示,sinC=^.
光的色散
光的色散现象:含有多种颜色的光被分解为单色光的现象.
光谱:含有多种颜色的光被分解后,各种色光按其波长的有序排列.
光的色散现象说明:
白光为复色光;
同一介质对不同色光的折射率不同,频率越大的色光折射率越大;
不同色光在同一介质中的传播速度不同,波长越短,波速越慢.
棱镜
含义:截面是三角形的玻璃仪器,可以使光发生色散,白光的色散表明各色光在同一 介质中的折射率不同.
二棱镜对光线的作用:改变光的传播方向,使复色光发生色散.
考点一折射定律的理解与应用
1 •折射率由介质本身性质决定,与入射角的大小无关.
折射率与介质的密度没有关系,光密介质不是指密度大的介质.
同一种介质中,频率越大的色光折射率越大,传播速度越小.
公式"=誥気中,不论是光从真空射入介质,还是从介质射入真空,01总是真空中的光
与法线间的夹角,e,总是介质中的光线与法线间的夹角.
【例1】一半圆柱形透明物体横截面如图4所示,底面镀银,O 表示半圆截面的圆心.一束光线在横截面内从M点入射,经过 面反射后从N点射出.已知光线在M点的入射角为30°,
ZMOA=60°, ZNOB=30°.求:
光线在M点的折射角;
透明物体的折射率.
解析(1)如图所示,透明物体内部的光路为折线
0、M点相对于底面EF对称,0、P和N三点共线. 设在M点处,光的入射角为i,折射角为r, ZOMQ = a, ZPNF = 0.根据题意有
ct = 30。 ①
由几何关系得,ZPNO = ZPQO = /-,于是




p + r = 60°
且 a + r = 0
由①②③式得r = 15° (2)根据折射率公式有 sin/ = nsiw
由④⑤式得n =证2^91-932.
答案(1)15。(2押严或1.932
光的干涉
定义
两列频率相同、振动情况相同的光波相叠加,某些区域振动加强,某些区域振动减弱, 并且加强区域和减弱区域总是相互间隔的现象叫光的干涉现象.
相干条件
只有相干光源发出的光叠加,才会发生干涉现象.相干光源是指频率相同、相位相同(振 动情况相同)的两列光波.
双缝干涉:山同一光源发出的光经双缝后,在屏上出现明暗相间的条纹.白光的双缝干 涉
的条纹是中央为白色条纹,两边为彩色条纹,单色光的双缝干涉中相邻亮条纹间距离为
薄膜干涉:利用薄膜(如肥皂液薄膜)前后两面反射的光相遇而形成的.干涉图样中同一 条
亮(或暗)条纹上所对应的薄膜厚度相同.
光的衍射
定义
光离开直线路径绕到障碍物阴影区的现象叫光的衍射,衍射产生的明暗条纹或光环叫衍 射图样.
发生明显衍射的条件
只有当障碍物的曲跟光的波长相差不多,甚至比光的波长还尘的时候,衍射现象才会 明显.
⑶衍射图样
单缝衍射
单色光:明暗相间的不等距条纹,中央亮条纹最宽最亮,两侧条纹具有对称性.
白光:中间为宽且亮的白色条纹,两侧是窄且暗的彩色条纹,最靠近中央的是紫光, 远离中央的是红光.
圆孔衍射:明暗相间的不等距圆环,圆环面积远远超过孔的直线照明的面积.
圆盘衍射:明暗相间的不等距圆环,中心有一亮斑称为洎松亮斑.
光的偏振
偏振:光波只沿某一特定的方向振动,称为光的偏振.
自然光:太阳、电灯等普通光源发出的光,包含着在垂直于传播方向上沿一切方向 振动的光,而且沿各个方向振动的光波的强度都相同,这种光叫做自然光.
偏振光:在垂直于传播方向的平面上,只沿某个特定方向振动的光,叫做偏振光.光 的偏振证明光是横波.自然光通过偏振片后,就得到了偏振光.
考点一光的双缝干涉现象的理解
光能够发生干涉的条件:两光的频率相同,振动步调相同.
双缝干涉形成的条纹是等间距的,两相邻亮条纹或相邻暗条纹间距离与波长成正比,即 Ax
用白光照射双缝时,形成的干涉条纹的特点:中央为
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