高中物理公式大全全集十七几何光学
高中物理公式及知识点汇总-光学

高中物理公式及知识点汇总-光学高中物理公式及知识点汇总-光学七、光学n(1)和n(2)分别是两个介质1、光的折射定律:n(1)sinθ(1)=n(2)sinθ(2)的折射率θ(1)和θ(2)分别是入射光(或折射光)与界面法线的夹角,叫做入射角和折射角。
当光由光密介质(折射率n(1)比较大的介质)射入光疏介质(折射率n(2)比较小的介质)时(比如由水入射到空气中),如果入射角大于某一个值θ(c)时,折射角的正弦将大于1。
1-1、介质的折射率:这在数学上是没有意义的。
此时,不存在折射光,而只存在反射光。
而θ(c)叫做全反射角,它的值取决与两种介质的折射率的比值。
例:水的折射率为1.33,空气的折射率近似等于1.00,全反射角等于arcsin(1.00/1.33)=48.8度。
1-2、、全反射的条件:①光必须由光密介质射向光疏介质②入射角必须大于临界角(C).所谓光密介质和光疏介质是相对的,两物质相比,折射率较小的,就为光疏介质,折射率较大的,就为光密介质。
例如,水折1-3、光密介质和光疏介质:射率大于空气,所以相对于空气而言,水就是光密介质,而玻璃的折射率比水大,所以相对于玻璃而言,水就是光疏介质。
空间的某点距离光源S(1)和S(2)的路程差为0、1λ、2λ、3λ、等波长的整数倍(半波长的奇数倍)时,该点为振动加强点。
空间的某点距离光源S(1)和S(2)的路程差为λ/2、3λ/2、5λ/2、等半波长的奇数倍时,该点为振动减弱点。
在狭缝间的距离、狭缝与屏的距离都不变的条件下,用不同颜色的光做实验,条纹2-1、相邻的两条明条纹(或暗条纹)间的距离:xLd亮纹:光程差δ=kλ2、双缝干涉的规律:(k=0,1,2,等)暗纹:光程差δ=(2k-1)λ/2(k=1,2,3,等)间的距离是不同的。
红光的条纹间距最大,紫光的条纹间距最小。
红光的波长最长,紫光的波长最短。
3、光的本性3-1、光的本质:波粒二象性光是具有微粒性和波动性的电磁波光的微粒说牛顿光的波动说惠更斯电磁波理论麦克斯韦波动性:大量光子表现出来的现象(几率波)粒子性:少量光子的运动3-2、光的波动说惠更斯光子说爱因斯坦1、波的干涉两列波干涉的条件:频率相同,相差恒定。
高中物理公式及知识点汇总-光学

高中物理公式及知识点汇总-光学高中物理公式及知识点汇总-光学光学是研究光的传播和性质的学科领域,是物理学的重要分支之一。
下面将介绍在光学领域中常见的公式和知识点,并对其进行汇总。
1. 光的速度公式:光在真空中的速度为 c,约为 3×10^8 m/s。
这个速度是光学研究中的一个重要参考值,用于计算光的传播时间和距离等相关的物理量。
2. 光的传播路径:光在真空和空气中遵循直线传播的规律。
当光线从一个媒质(如空气)进入另一个媒质(如玻璃)时,光线会发生折射。
折射定律描述了入射光线、折射光线和两个媒质的折射率之间的关系,即 n₁sinθ₁ = n₂sinθ₂,其中 n₁和n₂分别为两个媒质的折射率,θ₁和θ₂分别为入射角和折射角。
3. 光的反射:光线从一个媒质表面反射回原来的媒质中,这种现象称为反射。
反射定律描述了入射光线、反射光线和表面法线之间的关系,即入射角等于反射角,即θᵢ = θᵣ。
4. 光的色散:光的色散是指光在不同频率下的折射率不同而产生的偏离现象。
当光从一种介质射入另一种介质时,不同频率的光会有不同的折射角,这就是光的色散现象。
光的折射角与光的频率之间的关系由折射定律表示。
5. 光的干涉:当两束或多束光线相遇时,它们会叠加形成干涉图案。
干涉分为构造干涉和破坏干涉两种形式。
构造干涉发生在两束或多束光线的相位差相等的情况下,会形成明暗相间的条纹。
破坏干涉发生在相位差不相等的情况下,会产生彩色的环形条纹。
6. 光的衍射:当光通过一个孔或绕过障碍物时,光的传播会发生弯曲和扩散的现象,这种现象称为光的衍射。
光的衍射可以解释为光波在孔口或障碍物周围产生了新的波前,从而导致了光的扩散和弯曲。
7. 镜子和透镜:镜子是一种能够反射光线的表面,分为平面镜、凸面镜和凹面镜。
透镜是一种能够折射光线的透明物体,分为凸透镜和凹透镜。
镜子和透镜都有特定的形状和曲率,能够改变光线的传播方向和焦距等性质。
8. 光的乐观:乐观是指光在两个媒介界面上发生反射和折射的现象。
高中物理公式大全总结

高中物理公式大全总结在高中物理学习中,公式是我们理解和运用物理知识的重要工具。
掌握物理公式,不仅可以帮助我们更好地理解物理现象,还可以帮助我们解决物理问题。
因此,我将在这里总结一些高中物理中常用的公式,希望能够对大家的学习有所帮助。
1. 运动学公式。
位移公式,$s=v_0t+\frac{1}{2}at^2$。
速度公式,$v=v_0+at$。
动能公式,$E_k=\frac{1}{2}mv^2$。
动量公式,$p=mv$。
加速度公式,$a=\frac{v-v_0}{t}$。
2. 力学公式。
牛顿第二定律,$F=ma$。
弹簧弹力公式,$F=-kx$。
动能定理,$W=\Delta E_k$。
功率公式,$P=\frac{W}{t}$。
万有引力定律,$F=G\frac{m_1m_2}{r^2}$。
3. 热学公式。
热力学第一定律,$Q=\Delta U+W$。
热传导公式,$Q=kt\frac{A\Delta T}{d}$。
热容公式,$Q=mc\Delta T$。
热力学第二定律,$\frac{Q}{T}=S$。
4. 光学公式。
薄透镜成像公式,$\frac{1}{f}=\frac{1}{d_o}+\frac{1}{d_i}$。
折射定律,$\frac{\sin\theta_1}{\sin\theta_2}=\frac{v_1}{v_2}=\frac{n_2}{n_1}$。
光的波动公式,$v=f\lambda$。
光的反射公式,$\frac{1}{f}=\frac{1}{d_o}+\frac{1}{d_i}$。
5. 电学公式。
电压公式,$U=IR$。
电流公式,$I=\frac{U}{R}$。
电功率公式,$P=UI$。
电容公式,$C=\frac{Q}{U}$。
欧姆定律,$U=IR$。
以上是一些高中物理中常用的公式,它们涵盖了运动学、力学、热学、光学和电学等多个方面。
希望这些公式能够帮助大家更好地理解和应用物理知识,提高物理学习的效率。
高考光学部分公式总结

高考光学部分公式总结(一)几何光学1、概念:光源、光线、光束、光速、实像、虚像、本影、半影。
2、规律:(1)光的直线传播规律:光在同一均匀介质中是沿直线传播的。
(2)光的独立传播规律:光在传播时,虽屡屡相交,但互不干扰,保持各自的规律传播。
(3)光在两种介质交界面上的传播规律①光的反射定律:反射光线、入射光线和法线共面;反射光线和入射光线分居法线两侧;反射角等于入射角。
②光的析射定律:a 、折射光线、入射光线和法线共面;入射光线和折射光线分别位于法线的两侧;入射角的正弦跟折射角的正弦之比是常数。
即 b 、介质的折射率n :光由真空(或空气)射入某中介质时,有r i n sin sin =,只决定于介质的性质,叫介质的折射率。
c 、设光在介质中的速度为 v ,则: vc n = 可见,任何介质的折射率大于1。
d 、两种介质比较,折射率大的叫光密介质,折射率小的叫光疏介质。
③全反射:a 、光由光密介质射向光疏介质的交界面时,入射光线全部反射回光密介质中的现象。
b 、发生全反射的条件:ⓐ光从光密介质射向光疏介质;ⓑ入射角等于临界角。
临界角C nC 1sin = ④光路可逆原理:光线逆着反射光线或折射光线方向入射,将沿着原来的入射光线方向反射或折射。
归纳: 折射率r i n sin sin ==v c =C sin 1=介真λλ1≥ 5、常见的光学器件:(1)平面镜 (2)棱镜 (3)平行透明板(二)光的本性人类对光的本性的认识发展过程(1)微粒说(牛顿)(2)波动说(惠更斯)常数=ri sin sin①光的干涉 双缝干涉条纹宽度 λdL x =∆ (波长越长,条纹间隔越大) 应用:薄膜干涉——由薄膜前后表面反射的两列光波叠加而成,劈形薄膜干涉可产生平行相间干涉条纹,检查平面,测量厚度,光学镜头上的镀膜。
②光的衍射——单缝(或圆孔)衍射。
泊松亮斑。
高中物理公式汇总一览表(全)

物理公式一览表一、力学1、 胡克定律: F = Kx (x 为伸长量或压缩量,K 为倔强系数,只与弹簧的原长、粗细和材料有关)2、 重力: G = mg (g 随高度、纬度而变化)3 (2) 两个力的合力范围: ⎥ F 1-F 2 ⎥ ≤ F ≤ F 1 +F 24、两个平衡条件:共点力作用下物体的平衡条件:静止或匀速直线运动的物体,所受合外力为零。
5、摩擦力的公式:(1 ) 滑动摩擦力: f= μN说明 : a 、N 为接触面间的弹力,可以大于G ;也可以等于G;也可以小于G,μ为滑动摩擦系数,只与接触面材料和粗糙程度有关,与接触面积大小、接触面相对运动快慢以及正压力N 无关.(2 ) 静摩擦力: 由物体的平衡条件或牛顿第二定律求解,与正压力无关.大小范围: O ≤ f 静≤ f m (f m 为最大静摩擦力,与正压力有关)说明:a 、摩擦力可以与运动方向相同,也可以与运动方向相反,b 、摩擦力可以作正功,也可以作负功,还可以不作功。
c 、摩擦力的方向与物体间相对运动的方向或相对运动趋势的方向相反。
d 、静止的物体可以受滑动摩擦力的作用,运动的物体可以受静摩擦力的作用。
6.万有引力F=km 1 m 2 /r 27、 牛顿第二定律: F 合 = ma理解:(1)矢量性 (2)瞬时性 (3)独立性 (4) 同一性8、匀变速直线运动:基本规律: V t = V 0 + a t S = v o t +12a t 2 几个重要推论:(1) V t 2 - V 02 = 2as (匀加速直线运动:a 为正值,匀减速直线运动:a 为正值)初速为零的匀加速直线运动,在1s 、2s 、3s ……ns 内的位移之比为12:22:32 ……n 2;在第1s 内、第 2s 内、第3s 内……第ns 内的位移之比为1:3:5……(2n-1);在第1米内、第2米内、第3米内……第n 米内的时间之比为1:()21-:32-)……(n n --1)(6)自由落体:h =1/2gt 22gh =v t 2v t=gt9.功:W = Fs cosθ(适用于恒力的功的计算)(1)理解正功、零功、负功(2)功是能量转化的量度重力的功------量度------重力势能的变化电场力的功-----量度------电势能的变化分子力的功-----量度------分子势能的变化10.动能和势能:动能:E k = 12mv2重力势能:E p = mgh (与零势能面的选择有关) 11. 机械能守恒定律:机械能= 动能+重力势能+弹性势能条件:系统只有内部的重力或弹力做功.公式:mgh1 +121212222mV mgh mV=+或者∆E p减= ∆E k增12. 功率:P = Wt(在t时间内力对物体做功的平均功率)P = FV (F为牵引力,不是合外力;V为即时速度时,P为即时功率;V为平均速度时,P为平均功率;P一定时,F与V成正比)13 简谐振动:回复力: F = -KX 加速度:a = -K m X单摆周期公式:T= 2πLg(与摆球质量、振幅无关)14、波长、波速、频率的关系:V=λ f =λT(适用于一切波)二、热学分子配量m=M/N A 分子体积V=v/ N A热功当量J=W/Q内能的改变ΔE=W+Q阿氏常数=6.02×1023个三、电学电场库仑定律F=kQ1Q2/R2电场强度E=F/q电势差U=W/q电势能变化ΔE=W=Uq电容C=Q/U(决定电容大小的因素是两极板的正对面积、两极板的距离以及两极板间的电介质)直流电路1、电流强度的定义:I = Q t2、电阻定律:(只与导体材料性质和温度有关,与导体横截面积和长度有关R=ρL/S3、电阻串联、并联:串联电路特点:I1=I2=…=I nU= U1+U2+…+U nR= R1+R2+…+R nU∝RP∝R并联电路特点:U1=U2=…=U nI= I1+I2+…+I n1/R= 1/R1+1/R2+…+1/R nI∝1/RP∝1/R4、欧姆定律:(1)、部分电路欧姆定律:IUR=U=IR RUI=5.电功和电功率:电功:W=IUt电热:Q=I Rt2电功率:P=IU对于纯电阻电路:W=IUt=I Rt URt22=P=IU=I RUR22=对于非纯电阻电路:W=IUt >I Rt2P=IU>I r2四、磁场磁通量Φ=B·S左手定则五、电磁感应感应电动势ε=BLV ε=n·ΔΦ/Δt右手定则六、交流电①e=εm sinωtu=U m sinωti=I m sinωt②有效值与峰值关系ε=εm/ 2 U=U m/ 2 I=I m/ 2交流电周期频率关系T=1/f=2π/ω f=1/T=ω/ 2π③变压器U1/U2=n1/n2I1/I2= n2/n1(仅适用于一个副线圈的情况)P1=P2④交流电图象可知:最大值周期T七、电磁振荡和电磁波LC振荡电路的固有周期,固有频率T=2πLC f=1/2πLC电磁波波长,波速与频率的关系λ真=C/f λ介=v介/f八、几何光学n=sini /sin r=C/v作图:平面镜成像折射透镜成像反射反射定律:i=r九、物理光学①λ真=C/f λ介=v介/f②光子的能量:E=hγ③光电效应:产生条件④电磁波谱:无线电波、红外线、红、橙、黄、绿、兰、靛、紫、紫外线、X射线、γ射线f 大λ小v 小十、原子物理复原子的电子轨道半径r n=n2r1氢原子能级E n=E1/n2(E1=13.6ev)能级跃迁hγ=E初–E末质能方程:E=mc2ΔE=Δmc2放射线三种α(42He)β(e01 )γ(00γ)贯穿性大电离性小核反应方程遵守:质量数守恒质子数守恒例:质量数质子数几种必须记住的核1H 21H 31H 10n 42H 0-1e 01e 42He1α衰变M Z X →M-4Z-2γ+ 42Heβ衰变M Z X→M2+1γ+ 0-1e轨道数↑半径↑原子能量↑势能↑动能↓n↑r↑E↑E p↑E k↓注:①认识图象之处:s—t v—t 运动学x—t y—x 简谐振动和机波波U-I图象交流电图象U-t,I-t②作图法二处:平行四边形法则平面镜成像、透镜成像、反射折射定律(几何光学)③左手和右手的运用(受力方向,磁场方向、电流方向、运动方向的判定)。
几何光学知识点高二公式

几何光学知识点高二公式:几何光学是研究光线在透明介质中传播的规律和现象的科学。
在高中物理学习中,几何光学也是一个重要的章节,其中有许多涉及到的知识点和公式。
下面将介绍几个高二几何光学的重要知识点和相应的公式。
一、折射定律折射定律是描述光线在两种不同介质之间传播时的行为规律。
它由斯涅尔定律给出,即入射角和折射角之间的关系:n₁sinθ₁ = n₂sinθ₂其中n₁和n₂分别表示两种介质的折射率,θ₁和θ₂分别表示入射角和折射角。
二、薄透镜公式薄透镜是一种能够将光线聚焦或发散的光学元件。
在薄透镜成像的过程中,可以使用薄透镜公式来计算物体和像的位置关系,公式如下:1/f = 1/v - 1/u其中f表示透镜的焦距,v表示像的位置,u表示物体的位置。
该公式也可以写成以下形式:f = (v * u) / (v + u)三、球面反射镜成像公式球面反射镜是一种由曲面构成的镜子,其成像原理可以用球面反射镜成像公式来描述,公式如下:1/f = 1/v + 1/u其中f表示反射镜的焦距,v表示像的位置,u表示物体的位置。
四、光的全反射条件全反射是指当光线从一种介质射向另一种折射率较小的介质时,入射角大于临界角时,光线完全被反射回原介质的现象。
全反射的条件可以由以下公式表示:sinθc = n₂/n₁其中θc表示临界角,n₁和n₂分别为两种介质的折射率。
五、倍率公式倍率是指光学仪器(如显微镜、望远镜等)放大物体的能力。
在几何光学中,倍率可以由以下公式计算:倍率 = 视角放大率 * 纵向放大率其中视角放大率表示透镜或物镜的放大能力,纵向放大率表示目镜的放大能力。
总结:几何光学是高中物理学习中的重要内容,其中包括了折射定律、薄透镜公式、球面反射镜成像公式、光的全反射条件和倍率公式等知识点和公式。
通过熟练掌握和应用这些知识和公式,我们可以更好地理解光的行为规律,揭示光学现象背后的科学原理。
在实际应用中,几何光学也有着广泛的应用领域,如光学成像、光学仪器设计等。
(完整版)高中物理公式大全(整理版)

高中物理公式大全一、力学1、胡克定律:f = k x (x 为伸长量或压缩量,k 为劲度系数,只与弹簧的长度、粗细和材料有关)2、重力: G = mg (g 随高度、纬度、地质结构而变化,赤极g g >,高伟低纬g >g )3、求F 1、F 2的合力的公式: θcos 2212221F F F F F ++=合,两个分力垂直时: 2221F F F +=合注意:(1) 力的合成和分解都均遵从平行四边行定则。
分解时喜欢正交分解。
(2) 两个力的合力范围:⎥ F 1-F 2 ⎥ ≤ F ≤ F 1 +F 2(3) 合力大小可以大于分力、也可以小于分力、也可以等于分力。
4、物体平衡条件: F 合=0 或 F x 合=0 F y 合=0推论:三个共点力作用于物体而平衡,任意一个力与剩余二个力的合力一定等值反向。
解三个共点力平衡的方法: 合成法,分解法,正交分解法,三角形法,相似三角形法 5、摩擦力的公式:(1 ) 滑动摩擦力: f = μN (动的时候用,或时最大的静摩擦力)说明:①N 为接触面间的弹力(压力),可以大于G ;也可以等于G ;也可以小于G 。
②μ为动摩擦因数,只与接触面材料和粗糙程度有关,与接触面积大小、接触面相对运动快慢以及正压力N 无关。
(2 ) 静摩擦力: 由物体的平衡条件或牛顿第二定律求解,与正压力无关。
大小范围: 0≤ f 静≤ f m (f m 为最大静摩擦力)说明:①摩擦力可以与运动方向相同,也可以与运动方向相反。
②摩擦力可以作正功,也可以作负功,还可以不作功。
③摩擦力的方向与物体间相对运动的方向或相对运动趋势的方向相反。
④静止的物体可以受滑动摩擦力的作用,运动的物体可以受静摩擦力的作用。
6、万有引力: (1)公式:F=G221rm m (适用条件:只适用于质点间的相互作用) G 为万有引力恒量:G = 6.67×10-11 N ·m 2 / kg 2(2)在天文上的应用:(M :天体质量;R :天体半径;g :天体表面重力加速度;r 表示卫星或行星的轨道半径,h 表示离地面或天体表面的高度))a 、万有引力=向心力 F 万=F 向 即 '422222mg ma r Tm r m r v m r Mm G =====πω 由此可得:①天体的质量: ,注意是被围绕天体(处于圆心处)的质量。
高中物理光学公式大全总结

高中物理公式汇总一、质点的运动(1)------直线运动1)匀变速直线运动1.平均速度V平=s/t(定义式)2.有用推论Vt2-Vo2=2as3.中间时刻速度Vt/2=V平=(Vt+Vo)/24.末速度Vt=Vo+at5.中间位置速度Vs/2=[(Vo2+Vt2)/2]1/26.位移s=V平t=Vot+at2/2=Vt/2t7.加速度a=(Vt-Vo)/t {以Vo为正方向,a与Vo同向(加速)a>0;反向则a<0}8.实验用推论Δs=aT2 {Δs为连续相邻相等时间(T)内位移之差}9.主要物理量及单位:初速度(Vo):m/s;加速度(a):m/s2;末速度(Vt):m/s;时间(t)秒(s);位移(s):米(m);路程:米;速度单位换算:1m/s=3.6km/h。
注:(1)平均速度是矢量;(2)物体速度大,加速度不一定大;(3)a=(Vt-Vo)/t只是量度式,不是决定式;(4)其它相关内容:质点、位移和路程、参考系、时间与时刻/s--t图、v--t 图/速度与速率、瞬时速度。
2)自由落体运动1.初速度Vo=02.末速度Vt=gt3.下落高度h=gt2/2(从Vo位置向下计算)4.推论Vt2=2gh注:(1)自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,遵循匀变速直线运动规律;(2)a=g=9.8m/s2≈10m/s2(重力加速度在赤道附近较小,在高山处比平地小,方向竖直向下)。
3)竖直上抛运动1.位移s=Vot-gt2/22.末速度Vt=Vo-gt (g=9.8m/s2≈10m/s2)3.有用推论Vt2-Vo2=-2gs4.上升最大高度Hm=Vo2/2g(抛出点算起)5.往返时间t=2Vo/g (从抛出落回原位置的时间)注:(1)全过程处理:是匀减速直线运动,以向上为正方向,加速度取负值;(2)分段处理:向上为匀减速直线运动,向下为自由落体运动,具有对称性;(3)上升与下落过程具有对称性,如在同点速度等值反向等。
高中物理公式大全(整理版)

高中物理公式大全一、力学1、胡克定律:f = k x (x 为伸长量或压缩量,k 为劲度系数,只与弹簧的长度、粗细和材料有关)2、重力: G = mg (g 随高度、纬度、地质结构而变化,赤极g g >,高伟低纬g >g )3、求F 1、F 2的合力的公式: θcos 2212221F F F F F ++=合,两个分力垂直时: 2221F F F +=合注意:(1) 力的合成和分解都均遵从平行四边行定则。
分解时喜欢正交分解。
(2) 两个力的合力范围:⎥ F 1-F 2 ⎥ ≤ F ≤ F 1 +F 2(3) 合力大小可以大于分力、也可以小于分力、也可以等于分力。
4、物体平衡条件: F 合=0 或 F x 合=0 F y 合=0推论:三个共点力作用于物体而平衡,任意一个力与剩余二个力的合力一定等值反向。
解三个共点力平衡的方法: 合成法,分解法,正交分解法,三角形法,相似三角形法 5、摩擦力的公式:(1 ) 滑动摩擦力: f = μN (动的时候用,或时最大的静摩擦力)说明:①N 为接触面间的弹力(压力),可以大于G ;也可以等于G ;也可以小于G 。
②μ为动摩擦因数,只与接触面材料和粗糙程度有关,与接触面积大小、接触面相对运动快慢以及正压力N 无关。
(2 ) 静摩擦力: 由物体的平衡条件或牛顿第二定律求解,与正压力无关。
大小范围: 0≤ f 静≤ f m (f m 为最大静摩擦力)说明:①摩擦力可以与运动方向相同,也可以与运动方向相反。
②摩擦力可以作正功,也可以作负功,还可以不作功。
③摩擦力的方向与物体间相对运动的方向或相对运动趋势的方向相反。
④静止的物体可以受滑动摩擦力的作用,运动的物体可以受静摩擦力的作用。
6、万有引力: (1)公式:F=G221rm m (适用条件:只适用于质点间的相互作用) G 为万有引力恒量:G = 6.67×10-11 N ·m 2 / kg 2(2)在天文上的应用:(M :天体质量;R :天体半径;g :天体表面重力加速度;r 表示卫星或行星的轨道半径,h 表示离地面或天体表面的高度))a 、万有引力=向心力 F 万=F 向 即 '422222mg ma r Tm r m r v m r Mm G =====πω 由此可得:①天体的质量: ,注意是被围绕天体(处于圆心处)的质量。
高中物理公式大全总结整理版

高中物理公式大全总结整理版高中物理涵盖了众多的知识点和公式,这些公式是解决物理问题的重要工具。
以下是对高中物理中常见公式的全面总结整理。
一、力学部分1、运动学公式(1)匀变速直线运动速度公式:v = v₀+ at位移公式:x = v₀t + 1/2 at²速度位移公式:v² v₀²= 2ax(2)自由落体运动速度公式:v = gt位移公式:h = 1/2 gt²速度位移公式:v²= 2gh(3)平抛运动水平方向:x = v₀t竖直方向:y = 1/2 gt²合速度:v =√(v₀²+(gt)²)合位移:s =√(x²+ y²)2、牛顿运动定律(1)牛顿第一定律:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。
(2)牛顿第二定律:F = ma(3)牛顿第三定律:两个物体之间的作用力和反作用力,总是大小相等,方向相反,作用在同一条直线上。
3、功和能(1)功的计算:W =Fxcosθ(2)动能定理:W 合=ΔEk(3)重力势能:Ep = mgh(4)机械能守恒定律:E₁= E₂(在只有重力或弹力做功的物体系统内)4、圆周运动(1)线速度:v =ωr(2)角速度:ω =2π/T(3)向心加速度:an = v²/r =ω²r(4)向心力:F = mv²/r =mω²r二、热学部分1、热力学第一定律:ΔU = Q + W2、理想气体状态方程:pV = nRT三、电学部分1、电场(1)库仑定律:F = kQ₁Q₂/r²(2)电场强度:E = F/q (定义式),E = kQ/r²(点电荷的场强)(3)电势差:UAB =φA φB(4)电场力做功:WAB = qUAB2、电路(1)欧姆定律:I = U/R(2)电阻定律:R =ρL/S(3)电功:W = UIt(4)电功率:P = UI(5)焦耳定律:Q = I²Rt3、电磁学(1)法拉第电磁感应定律:E =nΔΦ/Δt(2)安培力:F = BIL (B⊥I)(3)洛伦兹力:f = qvB (v⊥B)四、光学部分1、光的折射定律:n =sinθ₁/sinθ₂2、折射率:n = c/v五、近代物理部分1、爱因斯坦质能方程:E = mc²这些公式是高中物理学习的核心内容,掌握它们对于解决各种物理问题至关重要。
(完整版)高中生物理公式大全

高 中 物 理 公 式 大 全一、力 学1、胡克定律: f = k x (x 为伸长量或压缩量,k 为劲度系数,只与弹簧的长度、粗细和材料有关)2、重力: G = mg (g 随高度、纬度、地质结构而变化,赤极g g >,高伟低纬g >g )3、求F 1、F 2的合力的公式: θcos 2212221F F F F F ++=合,两个分力垂直时: 2221F F F +=合注意:(1) 力的合成和分解都均遵从平行四边行定则。
分解时喜欢正交分解。
(2) 两个力的合力范围:⎥ F 1-F 2 ⎥ ≤ F ≤ F 1 +F 2(3) 合力大小可以大于分力、也可以小于分力、也可以等于分力。
4、物体平衡条件: F 合= 0 或 F x 合= 0 F y 合= 0推论:三个共点力作用于物体而平衡,任意一个力与剩余二个力的合力一定等值反向。
解三个共点力平衡的方法: 合成法,分解法,正交分解法,三角形法,相似三角形法5、摩擦力的公式:(1 ) 滑动摩擦力: f = μN (动的时候用,或时最大的静摩擦力) 说明:① N 为接触面间的弹力(压力),可以大于G ;也可以等于G ;也可以小于G 。
② μ为动摩擦因数,只与接触面材料和粗糙程度有关,与接触面积大小、接触面相对运动快慢以及正压力N 无关。
(2 ) 静摩擦力: 由物体的平衡条件或牛顿第二定律求解,与正压力无关。
大小范围: 0≤ f 静≤ f m (f m 为最大静摩擦力)说明:① 摩擦力可以与运动方向相同,也可以与运动方向相反。
② 摩擦力可以作正功,也可以作负功,还可以不作功。
③ 摩擦力的方向与物体间相对运动的方向或相对运动趋势的方向相反。
④ 静止的物体可以受滑动摩擦力的作用,运动的物体可以受静摩擦力的作用。
6、万有引力:(1)公式:F = G 221r m m (适用条件:只适用于质点间的相互作用)G 为万有引力恒量:G = 6.67×10-11 N ·m 2 / kg 2(2)在天文上的应用:(M :天体质量;R :天体半径;g :天体表面重力加速度;r 表示卫星或行星的轨道半径,h 表示离地面或天体表面的高度)a 、万有引力 = 向心力 F 万 = F 向 即 '422222mg ma r Tm r m r v m r Mm G =====πω 由此可得:① 天体的质量: ,注意是被围绕天体(处于圆心处)的质量。
光学讲义几何光学基本公式

14. 在水深 S = 1.0m 的水池有一长度 l = 10cm 的物体。物体经一透镜成像于水面 上 方 H = 80cm 处 的 屏 幕 上 。 已 知 透 镜 焦 距 F = 10cm , 透 镜 材 料 折 射 率 n = 1.50 ,水的折射率 nw = 1.33 。 求:透镜到水面的距离 h ,以及像的长度 l′ 。
焦距: f = r 2
凹面镜: r > 0 凸面镜: r < 0
横向放大倍数 M ≡ y′ = − v
yu
单球面透镜透镜透镜
n1 + n2 = − n1 − n2
uv
R
M = − n1 ⋅ v n2 u
凸面迎光 R>0
凹面迎光 R<0
薄透镜
1+1= 1 uv f M =−v
u
焦距公式:
1 f
=
(n
−1)
⎛ ⎜
⎝
1 R1
−
1 R2
⎞ ⎟ ⎠
如像与物都在折射率为 n1 的介质中,则
1 f
=
(n′
−
1)
⎛ ⎜
⎝
1 R1
−
1 R2
⎞ ⎟
,
n′
=
⎠
n n1
理想几何光学成像系统 物方任一点发出的所有经过成像系统的光线都汇聚于像方一点。成像系 统的成像特性可用主面 (H) 和焦点 (F) 描述。
7. 已知屏到物的距离为 l = 90cm 时物成像与屏上。保持屏到物的距离不变,透 镜移动距离 d = 30cm ,物再次成像与屏上。 求:薄透镜的焦距 f 。
高中物理公式大全总结整理版

高中物理公式大全总结整理版一、力学公式1、力的性质:力的大小:F=ma力的方向:F → = F ⊥ + F |2、运动的性质:直线运动:s=vt匀变加速运动:v=v0+atv-t图型:v=v0+ats-t图型:s=v0t+½at^23、力学能量定理:机械能:EK=½mv^2潜能:EP=-GMm/R势能:U=mgh4、转动运动:角动量:L=Iω角动量守恒:ΔL=0转动势能:T=½Iω^2角速度与角度的关系:α=ωt 角矢量的定义:s=rα角加速度:α=dω/dt二、电磁学公式1、磁场的性质:电磁感应定律:B=µ0H+M 磁感应强度:H=1/µ0⋅(B-M) 2、电场的性质:电压定律:V=E⋅d电势能:U=QV电流定律:I=Q/t电容的容量:C=Q/V3、电磁感应:电磁感应定律:B=µ0H+M电磁感应强度:H=1/µ0⋅(B-M) 电磁感应动力学==F=IL×B4、电磁波:电磁波方程:∇^2E=1/c^2∂^2/∂t^2电磁波功率:P=U/t=I^2R电磁波波长:λ=c/f三、光学公式1、几何光学:视距:d=o/s透镜定律:1/f=1/o+1/i折射定律:n_1sinθ_1=n_2sinθ_2延拓定理:m=r/r_02、物理光学:介质的折射率:n=c/v衍射定律:θ=λ/d干涉定律:mλ=a·sinΦ四、原子物理公式1、原子结构:原子能量:E=-(Z^2/r_1)-(Z^2/r_2)-(Z^2/r_3)-...电子轨道:V=Z^2/2r电子能量:E=-Z^2/rn干涉定律:de=h/p2、物质特性:核裂变:E=Δmc^2吸收法则:A_i+B_j=C_l+D_m量子井模型:E=E_n-E_1/n^2晶格定律:a_1/a_2=b_1/b_2=c_1/c_2五、热学公式1、温度性质:温差折算:T/T_0=Q/Q_0热量定律:Q=Ct热电效应:U=I^2Rt2、热力学:热力学第一定律:dU=dQ+dW热力学第二定律:ΔS≥q_rev/T热力学第三定律:S=S°+S°°六、物理化学公式1、电离热:水解定律:H_2O=H+OH离子交换定律:A+BX=CX+D2、反应热:物质穿越双斜面线:q=ce(T_2-T_1) 反应期定律:PV=RT等温反应热:q=c(T_1-T_2)等压反应热:q=Cp(T_1-T_2)七、统计物理学公式1、热力作用:热波传播:q=K ⋅A/ r热膨胀比:α=1/(KP)2、系统性质:宏观热力:ΔU=TΔS比热容:C_v=dQ/dT体系的热容:Q=C_v(T_1-T_2) 熵的热容:S=C_p(T_1-T_2)。
高中物理公式总结--光的反射和折射

高中物理公式总结:光的反射和折射
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=c/v=sin /sin {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, :入射角, :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〔见第三册P12〕,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〔第三册P16〕。
高考物理 知识大全十七 几何光学

十七、几何光学 在同一均匀介质中 沿直线传播 (影的形成、小孔成像等)光的反射定律光的反射 分类(镜面反射、漫反射)光 平面镜成像特点(等大、对称)光的折射定律(ri n sin sin ) 光从一种介质 光的折射 棱镜(出射光线向底面偏折)进入另一种介质 色散(白光色散后七种单色光)定义及条件(由光密介质进入光疏介质、入射角大于临界角)全反射 临界角(C =arcsin n1) 全反射棱镜(光线可以改变900、1800)1、光的直线传播⑴光源:能够自行发光的物体叫光源。
光源发光过程是其他形式能(如电能、化学能、原子核能等)转化为光能的过程。
⑵光线:研究光的传播时,用来表示光的行进方向的直线称光线。
实际上光线并不存在,而是对实际存在的一束很窄光束的几何抽象。
光束:是一束光,具有能量。
有三种光束,即会聚光束,平行光束和发散光束。
⑶光的直线传播定律:光在均匀、各向同性介质中沿直线传播。
如小孔成像、影、日食、月食等都是直线传播的例证。
⑷光的传播速度:光在真空中的传播速度c =3×108m /s ,光在介质中的速度小于光在真空中的速度。
一、知识网络 二、画龙点睛概念⑸影:光线被不透明的物体挡住,在不透明物体后面所形成的暗区称为影。
影可分为本影和半影,在本影区内完全看不到光源发出的光,在半影区内只能看到部分光源发出的光。
如果光源是点光源,则只能在不透明物体后面形成本影;若不是点光源,则在不透明物体后面同时形成本影和半影。
影的大小决定于点光源、物体和光屏的相对位置。
如图A 所示,在光屏AB 上,BC 部分所有光线都照射不到叫做本影,在AB 、CD 区域部分光线照射不到叫做半影。
A B如图B 所示,地球表面上月球的本影区域可以看到日全食,在地球上月球的半影区域,可以看到日偏食。
如图C 所示,如地球与月亮距离足够远,在A 区可看到日环食.C例题:如图所示,在A 点有一个小球,紧靠小球的左方有一个点光源S 。
光学公式汇总

光学公式汇总一、几何光学1、 折射公式(斯涅耳公式)211212sin sin n i n n i == 2、 全反射临界角211sin c i n n =⎛⎫ ⎪⎝⎭3、 棱镜色散·最小偏向角12m i δα=-4、 棱镜色散·由最小偏向角求棱镜折射率sin 2sin2m n αδα+⎛⎫ ⎪⎝⎭=5、 折射率和光速关系211212n v n n v == 6、 单个折射球面的物像距公式'''n n n ns s r-+=7、 轴上物点成像的普遍物像距公式'1'f f s s +=('nr f n n =-,'''n rf n n=-) 8、 傍轴条件下反射球面成像的普遍物像距公式112's s r+=-9、 傍轴条件下反射球面成像的焦距公式'2rf f ==-10、 横向放大率''''y ns s V y n s s==-=- 11、 薄透镜物像方折射率相等时的物像距公式高斯形式111's s f+= 12、 薄透镜物像距公式牛顿形式''xx ff = 13、 放大镜、显微镜、望远镜的视角放大率'M ωω= 14、 放大镜视角放大率公式0s M f=15、 显微镜视角放大率公式O E M V M =16、 望远镜视角放大率公式OEf M f =-17、 发光强度的微分表示式d I d Φ=Ω(坎德拉,cd ) 18、 光度学亮度cos cos dI d B dS d dS θθΦ==Ω(熙提,sb ) 19、 照度''d E dS Φ=(勒克斯,lx )20、 点光源产生的照度2'cos ''d I E dS rθΦ==(勒克斯,lx ) 21、 面光源产生的照度2cos cos 'BdS E r θθ=⎰⎰光源表面(勒克斯,lx )二、波动光学基础22、 普通的定态波表达式()()(),cos U P t A P t P ωϕ=-⎡⎤⎣⎦ 23、 普通的定态波复数表达式()()(),i t P U P t A P e ωϕ--⎡⎤⎣⎦=24、 复振幅()()()i P U P A P eϕ=25、 平面波复振幅()()0x y z i k x k y k z U P Ae ϕ⎡⎤+++⎣⎦=26、 球面波振幅()a A P r=27、 位相形式()0P ϕϕ=⋅+k r 28、 球面波复振幅()()()00exp i kr a U P e i rϕϕ⎡⎤+⎣⎦⎡⎤==⎢⎥⎣⎦(以上的0ϕ可略去,因为我们感兴趣的是相位的变化) 29、 光强的振幅表示()()2I P A P =⎡⎤⎣⎦ 30、 光强的复振幅表示()()()*I P U P U P =三、光的干涉31、 干涉条纹的反衬度12122221212221M m M m A A I I A AI I A A A A γ⎛⎫ ⎪-⎝⎭===++⎛⎫+ ⎪⎝⎭32、 双光束干涉场光强的振幅表示式()22121202cos 1cos I A A A A I δγθ=++=+33、 干涉场强度为极大值的条件L m λ∆=,2m δπ= 34、 干涉场强度为极小值的条件212m L λ-∆=,212m δπ-= 35、 两束平行光的干涉场在0z =的波前上位相分布()()1111022220cos cos cos cos k x y k x y ϕαβϕϕαβϕ=++=++36、 两束平行光的干涉场在0z =的波前上沿x 方向的条纹间距()12122cos cos cos cos x k πλαααα∆==--37、 两束平行光的干涉场在0z =的波前上沿y 方向的条纹间距()12122cos cos cos cos y k πλββββ∆==--38、 两束平行光干涉场在0z =的波前上沿x 方向的空间频率12cos cos 1x f x ααλ-==∆ 39、 两束平行光干涉场在0z =的波前上沿y 方向的空间频率12cos cos 1y f y ββλ-==∆ 40、 杨氏双缝条纹间距D x d λ∆= 41、 杨氏双缝干涉明条纹条件xdm Dλ=42、 杨氏双缝干涉暗条纹条件212xd m D λ-=43、 菲涅耳双面镜条纹间距()2B C x Bλα+∆=44、 菲涅耳双棱镜条纹间距()()21B C x n Bλα+∆=- 45、 洛埃镜条纹间距2D x aλ∆=46、 移过固定场点P 的干涉条纹数目()L N δλ∆=47、 杨氏实验条纹位移与点源位移关系Dx s Rδδ= 48、 杨氏双缝光源的临界宽度1R b dλ= 49、 相干孔径角公式0b θλ∆(空间相干性的反比公式)50、 时间相干性反比公式01ντ∆= 51、 薄膜干涉明条纹条件2cos 2nh i m λλ±= 52、 薄膜干涉暗条纹条件212cos 22m nh i λλ-±= 53、 每经过一个明(暗条纹),薄膜厚度改变量2h nλ∆=54、 楔形空气薄膜条纹间隔2x λα∆= 55、 楔形薄膜条纹竖直间隔2d nλ∆=56、 劈尖干涉明条纹条件122d k nλ⎛⎫=- ⎪⎝⎭ 57、 劈尖干涉暗条纹条件2k d nλ=58、 牛顿环暗环半径k r 59、 牛顿环元件的曲率半径22k m k r r R m λ+-=60、 等倾干涉光程差2cos L nh i ∆= 61、 等倾干涉倾角余弦值公式cos 2k k i nhλ=62、 等倾干涉相邻条纹倾角余弦值差公式1cos cos 2k k i i nhλ+-=63、 等倾干涉条纹间距12sin k k kr r r nh i λ+-∆=-=64、 法--珀多光束干涉表观光程差2cos L nh i ∆= 65、 法--珀多光束干涉相邻光线位相差24cos nh iL ππδλλ=∆=66、 法--珀多光束干涉透射光强()224sin 211T I I R R δ=⎛⎫⎪⎝⎭+-67、 法--珀多光束干涉反射光强()022114sin 2R T I I I I R R δ=-=-+⎛⎫⎪⎝⎭68、 法--珀干涉条纹的半值宽度21R ε-=69、 单色扩展光入射时,法--珀第k 级明纹的角宽度k i ∆=70、 非单色平行光入射时,法--珀多光束干涉波长极大满足2k nh k λ= 71、 非单色平行光入射,法--珀多光束干涉在极大处频率满足2k kckcnhνλ==72、 非单色平行光入射,法--珀多光束干涉相邻极强的频率间隔12k k cnhννν+∆=-= 73、 非单色平行光入射,法--珀多光束干涉纵模谱线宽度k λ∆=74、 非单色平行光入射,法--珀多光束干涉纵模谱线宽度的频率表示k ν∆=75、 法--珀干涉仪色分辨本领1k Rλπδλ=-四、光的衍射76、 菲涅耳衍射公式()()()00,ikre U P K U Q F d rθθ=∑⎰⎰ 77、 基尔霍夫衍射公式()()()000cos cos 2ikri e U P U Q d rθθλ∑-=+∑⎰⎰ 78、 巴俾涅原理()()()0a b U P U P U P += 79、 巴俾涅原理的光强推论()()a b I P I P = 80、 菲涅耳波带片第k个半波带的半径k ρ=81、 菲涅耳半波带的透镜作用111R b f+= 82、 夫琅和费单缝衍射光程差sin L a θ∆= 83、 夫琅和费单缝衍射矢量图解圆心角公式22sin 2aL ππδθαλλ=∆==84、 夫琅和费单缝衍射矢量图解半角公式sin aπαθλ= 85、 夫琅和费单缝衍射振幅公式0sin A A θαα=86、 夫琅和费单缝衍射光强公式(单缝衍射因子)20sin I I θαα⎛⎫= ⎪⎝⎭87、 夫琅和费矩孔衍射光强公式()220sin sin I P I αβαβ⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭88、 夫琅和费单缝衍射暗纹位置,0m m απ=≠,sin ,0m m aλθ=≠89、 夫琅和费单缝衍射亮斑的半角宽度a θλ∆= 90、 夫琅和费圆孔衍射半角宽度(爱里班) 1.22Dλθ∆=91、 望远镜的最小分辨角 1.22m Dλδθ=92、 N 缝夫琅和费衍射总振幅sin sin N A a θθββ=93、 N 缝夫琅和费光强222220sin sin sin sin sin N N I a a θθβαββαβ⎛⎫⎛⎫⎛⎫== ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭94、 多缝夫琅和费衍射矢量图解β角公式sin dπβθλ=95、 多缝夫琅和费衍射主极强位置(光栅公式)sin k dλθ=96、 N 缝夫琅和费次极强位置(缝间干涉因子零点)m k N βπ⎛⎫=+⎪⎝⎭,即s i n m k N dλθ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭97、 N 缝夫琅和费主极强的半角宽度cos kNd λθθ∆=98、 光栅的角色散本领定义D θδθδλ=99、 光栅的线色散本领定义l lD δδλ=100、线色散本领和角色散本领的关系l D fD θ= 101、光栅的角色散本领公式cos k kD d θθ=102、光栅的线色散本领公式cos l kkfD d θ=103、光栅的色分辨本领定义R λδλ=104、光栅能分辨的最小波长差kNλδλ=105、光栅的色分辨本领公式R kN = 106、最大待测波长与光栅常数的关系M d λ< 107、光栅光谱仪工作波段上限与下限关系2M m λλ>108、光栅缺级d j k a=109、平行光沿槽面法线入射时相邻槽面光程差2sin b L d θ∆= 110、平行光沿光栅平面法线入射时相邻槽面光程差sin 2b L d θ∆=五、光的偏振111、部分偏振光偏振度定义+I I P I I -=极大极小极大极小112、马吕斯定律210=cos I I θ113、偏振光在x 和y 方向的分量()cos cos x x y y E A tE A t ωωδ=⎧⎨=+⎩114、线偏振光()cos cos x x y y E A tE A t k ωωπ=⎧⎨=+⎩115、圆偏振光cos 21cos 2x y E A t k E A t ωωπ=⎧⎪+⎨⎛⎫=+ ⎪⎪⎝⎭⎩ 116、正椭圆偏振光cos 21cos 2x x yy E A t k E A t ωωπ=⎧⎪+⎨⎛⎫=+ ⎪⎪⎝⎭⎩117、椭圆偏振光()cos ,cos x x y y E A tk E A t ωδπωδ=⎧≠⎨=+⎩118、菲涅耳反射折射公式()()()()()12211211121121212121122111221111122211112211112221tan cos cos 'cosi cos tan 2cos cos cos sin cos cos 'cos cos sin 2cos 2cos sin cos cos sin P P P PP s s s s s si i n i n i E E E n n i i i n i E E n i n i i i n i n i E E E n i n i i i n i i i E E E n i n i i i -⎧-==++=+⎨--==++==++⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩119、振幅反射率1111''P p Pss s E r E E r E ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩120、光强反射率211211''P P P Ps s s s I R r I I R r I ⎧==⎪⎪⎨⎪==⎪⎩121、能流反射率1111''P P P Ps s s s W R W W RW ⎧ℜ==⎪⎪⎨⎪ℜ==⎪⎩122、振幅透射率2121P P Ps s s E t E E t E ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩123、光强透射率2211222211P P P P s s s s I n T t I n I n T t I n ⎧==⎪⎪⎨⎪==⎪⎩124、能流透射率22112211cos cos cos cos P P P P s ss s W i T W i W i T W i ⎧==⎪⎪⎨⎪==⎪⎩T T125、布儒斯特角121tan B n i n -=。
几何光学总结

P
O 1
C2
n2
O 2 C 1
n 1
p′ 2
P′
P′ 1
p1
t
′ p1
p2
1 1 n2 − n1 1 1 = = − 薄透镜在空气中时 n1=1, n2=n f f′ n1 R1 R2
1 1 1 1 = = (n −1) − 空气中薄透镜的焦距: 空气中薄透镜的焦距: f f′ R1 R2
n1p′ y′ 球面折射成像的横向放大率: 球面折射成像的横向放大率: m = = − y n2p 符号法则: 符号法则:
1、物距 p 和像距 p’ 的正负可以用实正虚负来确定。 、 的正负可以用实正虚负来确定。 实正虚负来确定 2、物高 y 和像高 y’ 的正负规定。(同球面反射成像 、 的正负规定。 同球面反射成像 同球面反射成像) 3、当物体面对凸面时,曲率半径 R 为正;当物体面 、 物体面对凸面时, 凸面时
式中各量的符号规定遵从球面折射的符号法则: 式中各量的符号规定遵从球面折射的符号法则
1、物距 p 和像距 p’ 的正负可以用实正虚负来确定。 、 的正负可以用实正虚负来确定。 实正虚负来确定 2、当物体面对凸面时,曲率半径 R 为正;当物体面对 、 物体面对凸面时, 凸面时 凹面时,曲率半径 R 为负. 凹面时
或
1 1 1 + = p p′ f
p′ 薄透镜的横向放大率: m = m1 ⋅ m2 = − p
r
N
S′
n2 ∴S′N = SN n1
M
i
n2 n1
S′N 称为的 S 视深
S
•球面反射成像的物像公式 球面反射成像的物像公式: 球面反射成像的物像公式
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十七、几何光学在同一均匀介质中沿直线传播 (影的形成、小孔成像等) 光的反射定律光的反射 分类(镜面反射、漫反射)光 平面镜成像特点(等大、对称) 光的折射定律(rin sin sin) 光从一种介质 光的折射 棱镜(出射光线向底面偏折) 进入另一种介质 色散(白光色散后七种单色光)定义及条件(由光密介质进入光疏介质、入射角大于临界角) 全反射 临界角(C =arcsinn1) 全反射棱镜(光线可以改变900、1800)1、光的直线传播⑴光源:能够自行发光的物体叫光源。
光源发光过程是其他形式能(如电能、化学能、原子核能等)转化为光能的过程。
⑵光线:研究光的传播时,用来表示光的行进方向的直线称光线。
实际上光线并不存在,而是对实际存在的一束很窄光束的几何抽象。
光束:是一束光,具有能量。
有三种光束,即会聚光束,平行光束和发散光束。
⑶光的直线传播定律:光在均匀、各向同性介质中沿直线传播。
如小孔成像、影、日食、月食等都是直线传播的例证。
⑷光的传播速度:光在真空中的传播速度c =3×108m /s ,光在介质中的速度小于光在真空中的速度。
一、知识网络 二、画龙点睛概念⑸影:光线被不透明的物体挡住,在不透明物体后面所形成的暗区称为影。
影可分为本影和半影,在本影区内完全看不到光源发出的光,在半影区内只能看到部分光源发出的光。
如果光源是点光源,则只能在不透明物体后面形成本影;若不是点光源,则在不透明物体后面同时形成本影和半影。
影的大小决定于点光源、物体和光屏的相对位置。
如图A 所示,在光屏AB 上,BC 部分所有光线都照射不到叫做本影,在AB 、CD 区域部分光线照射不到叫做半影。
A B如图B 所示,地球表面上月球的本影区域可以看到日全食,在地球上月球的半影区域,可以看到日偏食。
如图C 所示,如地球与月亮距离足够远,在A 区可看到日环食.C例题:如图所示,在A 点有一个小球,紧靠小球的左方有一个点光源S 。
现将小球从A 点正对着竖直墙平抛出去,打到竖直墙之前,小球在点光源照射下的影子在墙上的运动是A.匀速直线运动B.自由落体运动C.变加速直线运动D.匀减速直线运动解析:小球抛出后做平抛运动,时间t 后水平位移是vt ,竖直位移是h =21gt 2,根据相似形知识可以由比例求得t t v gl x ∝=2,因此影子在墙上的运动是匀速运动。
例题: 古希腊某地理学家通过长期观测,发现6月21日正午时刻,在北半球A 城阳光与铅直方向成7.50角下射.而在 A 城正南方,与A城地面距离为L 的B 城 ,阳光恰好沿铅直方向下射.射到地球的太阳光可视为平行光,如图所示.据此他估算出了地球的半径.试写出估算地球半径的表达式R = .解析:太阳光平行射向地球,在B 城阳光恰好沿铅直方向下射,所以,由题意可知过AB 两地的地球半径间的夹角是 7.50,即AB 圆弧所对应的圆心角就是7.50。
如图所示,A 、B两地距离L 可看做是弧长,地球的周长为2πR ,由R Lπ2=003605.7,得R =24L /π。
2、光的反射 ⑴反射定律⎪⎩⎪⎨⎧反射角等于入射角层法线两侧反射光线和入射光线分法线在同一平面内反射光线与入射光线和)))c b a⑵镜面反射和漫反射都遵守反射定律 ⑶反射定律的应用①平面镜对光线的作用⎩⎨⎧②控制光路①不改变入射光的性质(图二)控制光路:a :平面镜转过θ角,其反射光线转过2θ角(见图三)b :互相垂直的两平面镜,可使光线平行反向射光(见图四)c :光线射到相互平行的两平面镜上,出射光线与入射光线平行(见图五) ⑷平面镜成像① 像的形成:如图所示,光源 “S”发出的光线,经平面镜反射后, 反射光线的反向沿长线全部交于“S '”, 即反射光线好像都从点“S '”。
(见图六)② 平面镜成像作用a . 已知点源S,作图确定像S的位置(见图七)方法: 根据反射定律作出两条入射光线的反射光线,反射光线的反向沿长线的交点即像S’b . 已知光源S’位置,作图确定能经平面镜观察到(见图八)S的像S',眼睛所在的范围方法: ①根据成像规律找到S’②光线好象从S’射出c.已知眼睛上的位置,作图确定眼睛经平面镜所能观察到的范围.方法一: 根据反射定律作用(见图九)方法二: 光线“好象”直接入射眼睛的像E'(见图十)③平面镜成像规律:正立、等大、虚像、像与物关于平面镜对称⑸球面镜:反射面是球面一部分的镜叫做球面镜。
用球面的内表面作反射面的叫凹镜。
用球面外表面作反射面的叫凸镜。
凹面镜:具有汇聚作用,使物体成倒立的实像和正立放大的虚像。
凸面镜:具有发散作用,使物体成正立缩小的虚像。
可增大成像范围。
具体实例:耳鼻喉科大夫头戴的聚光灯装置是凹面镜,汽车司机旁视镜是凸面镜,其作用是增大视野。
球面镜的焦点和焦距:作为常识一般的了解即可。
凹镜:平行光线射到凹镜面上,反射光线会聚于一点这一点叫凹镜的焦点,用F 表示,是反射光线实际交点是实焦点,如图9所示。
顶点P 是镜面的中心点。
O 点为球心。
连接球心O 与顶点P 的直线叫主光轴又称主轴。
焦点到顶点的距离叫焦距。
用f 表示,2Rf =,R 是球的半径。
凸镜:平行光线射到凸镜面上,反射光线的反向延长线会聚于一点,这一点叫凸镜的焦点,因不是反射光线实际交点,是虚焦点。
其焦距:2Rf =,主轴定义与凹镜相同,如图10所示。
例题:一个点光源S 对平面镜成像.设光源不动,平面镜以速率v 沿OS 方向向光源平移,镜面与OS 方向之间的夹角为300,则光源的像S /将( ).A. 以速率0.5 v 沿S /S 连线向S 运动 B .以速率v 沿S /S 连线向S 运动 C .以速率3v 沿S /S 连线向S 运动 D .以速率2v 沿S /S 连线向S 运动解析:点光源S 的像S /与S 对称于平面镜,由几何关系可知,OS 连线与镜面交点为O /,并有O /S =SS /=O /S /,构成正三角形.当镜面沿O /S 平移到S 点,同时像点S /由S /处沿S /S 连线移到S 处,故像点S /速率也为v ,方向由S /指向S 。
故所以选B 。
例题:如图所示,画出人眼在S 处通过平面镜可看到障碍物后地面的范围。
解析:先根据对称性作出人眼的像点S /,再根据光路可逆,设想S 处有一个点光源,它能通过平面镜照亮的范围就是人眼能通过平面镜看到的范围。
图中画出了两条边缘光线。
例题:如图所示,用作图法确定人在镜前通过平面镜可看到AB 完整像的范围。
解析:先根据对称性作出AB的像A/B/,分别作出A点、B点发出的光经平面镜反射后能射到的范围,再找到它们的公共区域(交集)。
就是能看到完整像的范围。
例题:平面镜水平放置,一条光线以60°入射角射到平面镜上,当入射光线不变,而平面镜转动10°时,反射光线与水平面夹角可能是( )A.10°B. 20°C.40°D.50°解析:根据反射定律,可画出如图所示光路图,此时反射光线与水平面成30°,镜面转动10°,依题意可顺时针转动,也可逆时针转动,前者法线顺时针转动10°,入射角减小10°,反射角减小10°,反射光线与入射光线夹角减小20°,反射光线与水平面夹角变50°,后者,反射光线与入射光线夹角增大20°,与水平面夹角变为10°,故应选A、D。
例题:关于实像和虚像比较,下列说法正确的是( )A.虚像能用眼睛直接看到,但不能呈现在光屏上。
B.实像呈现在光屏上,但不能用眼睛直接观察到。
C.实像是实际光线集合而成,能用照像机拍摄。
D.虚像总是正立的,而实像总是倒立的。
解析:物体发出的光线进入人的眼睛,在视网膜上形成清晰的像,人就能观察到这个物体。
根据虚像的成像原理,选项A正确。
实像可在光屏上呈现,人眼睛视网膜也是光屏,也能直接观察到,B选项错误。
C、D选项均正确,故,A、C、D选项正确。
本题正确选项的结论,应记住,可在一些问题处理过程中,用做判断依据。
3、光的折射:(一)、折射定律:⑴折射现象:光从一种介质,斜射入另一种介质的界面时,其中一部分光进另一种介质中传播,并且改变了传播方向:这种现象叫折射观察(光由一种介质,垂直界面方向入射另一种介质时传播方向不发生改变)。
⑵折射定律:内容①折射光线跟入射光线和法线在同一平面上。
②折射光线跟入射光线分居法线两侧。
③入射角正弦和折射角正弦之比等于常数。
即常数sinsinir=⎧⎨⎪⎪⎩⎪⎪⑶折射率(n):①定义:光从真空射入某介质时,入射角正弦和折射角正弦的比,称为该介质的折射率。
用n 表示。
即nir=sin sin ②折射率反映了介质对光的折射能力。
如图光从真空以相同的入射角i ,入射不同介质时,n 越大,根据折射定律,折射角r 越小,则偏折角θ越大。
③折射率和光在该介质中传播速度有关。
a .折射率等于光在真空中速度c ,与光在介质中速度v 之比。
即n c v=b .由于c v >。
所以n >1④光疏介质和光密介质:光疏介质:折射率小的介质叫光疏介质。
在光疏介质中,光速较大。
光密介质:折射率大的介质叫光密介质在光密介质中,光速较小。
4、反射和折射现象中,光路可逆。
例题: 直角三棱镜的顶角α=15°, 棱镜材料的折射率n =1.5,一细束单色光如图所示垂直于左侧面射入,试用作图法求出该入射光第一次从棱镜中射出的光线。
解析:由n =1.5知临界角大于30°小于45°,边画边算可知该光线在射到A 、B 、C 、D 各点时的入射角依次是75°、60°、45°、30°,因此在A 、B 、C 均发生全反射,到D 点入射角才第一次小于临界角,所以才第一次有光线从棱镜射出。
例题:为了观察门外情况,有人在门上开一小圆孔,将一块圆柱形玻璃嵌入其中,圆柱体轴线与门面垂直,如图所示.从圆柱底面中心看出去,可以看到的门外入射光线与轴线间的最大夹角称做视场角.已知该玻璃的折射率为n ,圆柱深为l ,底面半径为r .则视场角是( )A 、arcsin22l r nl + B 、arcsin22l r nr +C、arcsin 22lr r +D、arcsin 22lr n l +解析:如图所示,当门外的入射光线进入玻璃时, 光线会发生折射现象,且入射角大于折射角,所以 观察者的视场范围变大,人的视角较小。
由图可知:sin i =n sin r =n22lr r +。
∴i =arcsin22lr nr +所以本题的答案是B 。
例题:已知一束单色光在水中的传播速度是真空中的43,则( )A .这束光在水中传播时的波长为真空中的43 B .这束光在水中传播时的频率为真空中的43 C .对于这束光,水的折射率为43D .从水中射向水面的光线,一定可以进入空气中解析: 由题意可知,当光从一种介质进入另一种介质时,光的频率是不变的。