光的衍射、偏振、色散、激光
光学知识点总结
光学知识点总结光学是物理学的一个重要分支，它研究光的性质、传播和与物质的相互作用。
以下是对一些关键光学知识点的总结。
一、光的本质光具有波粒二象性。
在某些情况下，光表现出粒子的特性，例如在光电效应中，光以光子的形式传递能量；而在其他情况下，光又表现出波动的特性，如光的干涉、衍射等现象。
二、光的直线传播光在均匀介质中沿直线传播。
这是我们日常生活中常见的现象，如影子的形成、日食和月食等。
小孔成像也是光直线传播的一个有力证明。
三、光的反射当光射到物体表面时，一部分光会被反射回来。
反射定律指出：反射光线、入射光线和法线在同一平面内，反射光线和入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角。
平面镜成像就是基于光的反射原理。
四、光的折射光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向会发生偏折。
折射定律表明：折射光线、入射光线和法线在同一平面内，折射光线和入射光线分居法线两侧，入射角的正弦与折射角的正弦成正比。
例如，将一根筷子插入水中，看起来筷子好像折断了，这就是光的折射现象。
五、全反射当光从光密介质射向光疏介质时，入射角增大到一定程度，折射光线会消失，只剩下反射光线，这种现象称为全反射。
全反射在光纤通信中得到了广泛应用。
六、光的色散白光通过三棱镜后会分解成七种颜色的光，这就是光的色散。
这说明白光是由各种色光混合而成的。
七、干涉两列频率相同、振动方向相同、相位差恒定的光相遇时，会出现明暗相间的条纹，这就是光的干涉现象。
杨氏双缝干涉实验是证明光干涉的经典实验。
八、衍射光在传播过程中遇到障碍物或小孔时，会偏离直线传播而绕到障碍物后面，这种现象称为光的衍射。
衍射现象使得我们能够观察到光的波动性。
九、偏振光是一种横波，其振动方向垂直于传播方向。
偏振片可以让特定方向振动的光通过，而阻挡其他方向振动的光，从而实现光的偏振。
十、透镜成像凸透镜和凹透镜是常见的光学元件。
凸透镜对光线有会聚作用，能成实像和虚像；凹透镜对光线有发散作用，只能成虚像。
色散_干涉_衍射_偏振
1.方向性 激光是沿一定方向发射的一束很细的 光束，光束的发散角很小。光束在几公里 外，扩展范围也不过几厘米，这样好的方 向性是普通光源所无法达到的。可应用于 测距，通信和雷达等方面。
2.亮度
由于激光的方向性好，能量在空间沿 发射方向可高度集中，亮度比普通光源有 极大提高。另外，采用特殊措施的激光器， 还可以积累能量，引而不发，然后在极短 时间内发光。这样，将光束能量在时间上 高度集中，进一步提高了激光的亮度，可 利用激光进行打孔，切割和焊接等。
D、透过偏振片的光强先增强，再减弱，然后又增强
3：通过一块偏振片分别去观察电灯、蜡烛、 月亮、反光的黑板的光，当以入射光线为轴 转动偏振片时，能够观察到光线强弱有变化 的是 （ CD ） A、电灯 B、蜡烛 C、月亮 D、反光的黑板
激光
Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation
前表面
后表面
例、如图所示，是用干涉法检查某厚玻 璃的上表面是否平整的装置，所用单色 光做光源，检查中所观察到的干涉条纹 是由下列两个表面反射的光线叠加而成 的？ C A、a的上表面和b的下表面
B、a的上表面和b的上表面 C、a的下表面和b的上表面
D、 a的下表面和b的下表面
例：利用薄膜干涉可检查工件表面的平整度.如 图(a)所示,现使透明标准板M和待检工件N间形成 一楔形空气薄层,并用单色光照射,可观察到如图 (b)所示的干涉条纹,条纹的 弯曲处P和Q对应于A和B处, 下列判断中正确的是( BC ). (A)N的上表面A处向上凸起 (B)N的上表面B处向上凸起 (C)条纹的cd点对应处的薄膜厚 度相同 (D)条纹的d、e点对应处的薄膜 厚度相同
光的色散
光的干涉衍射和偏振和激光
光波在空间传播时，会遇到各种障碍物或孔、缝等，此时光波会绕过这些障碍物或孔、缝等继续传播，这种现象称为光的衍射。
发生明显衍射的条件是障碍物的尺寸可以与光波的波长相比，甚至比波长还小。
当孔或障碍物的尺寸小于0.5mm时，会出现明显的衍射现象。
光通过很小的孔、缝或障碍物时，会在屏上出现明暗相间的条纹，且中央条纹最亮，越向边缘越暗。
另一方面，当两列光波在空间相遇时，如果它们的频率相同，振动方向一致，相位差恒定，那么这两列光波就会叠加形成稳定的亮暗相间的条纹，这种现象称为光的干涉。
只有相干波源发出的光互相叠加，才能产生干涉现象。
单色光的干涉条纹是等间距的，而白光的干涉条纹则是彩色的，中央是白色亮纹，两边出现彩色条纹。
此外，光还具有偏振现象。
偏振光是指光波在垂直于传播方向的平面上，只沿着一个特定的方向振动。
光的偏振说明光是横波。
自然光是光矢量在各个方向上都不发生偏振即对称分布的光。
如果介质是偏振材料，则光在传播过程中会发生偏转，入射角不一定等于出射角，但始终遵循光的直线传播定理。
激光则是一种特殊的光源，它具有高亮度、高方向性、高单色性和高相干性等特点。
激光的这些特性使得它在许多领域都有广泛的应用，如通信、医疗、军事、科研等。
总的来说，光的干涉、衍射和偏振是光波动性质的表现，而激光则是一种特殊的光源，具有许多独特的应用。
光学基础知识详细版
光学基础知识详细版一、光的本质光是一种电磁波，是自然界中的一种能量传递形式。
光的本质可以通过波动理论和粒子理论来解释。
波动理论认为光是一种波动现象，具有波长、频率、振幅等特性；粒子理论则认为光是由光子组成的，光子是光的能量载体。
二、光的传播光在真空中的传播速度是恒定的，约为299,792,458米/秒。
光在不同介质中的传播速度不同，这是由于介质的折射率不同所致。
当光从一种介质传播到另一种介质时，会发生折射现象，即光线方向发生改变。
三、光的反射和折射光的反射是指光线在遇到界面时，按照一定规律返回原介质的现象。
光的折射是指光线在通过两种不同介质的界面时，传播方向发生改变的现象。
光的反射和折射遵循斯涅尔定律，即入射角和折射角满足一定的关系。
四、光的干涉和衍射光的干涉是指两束或多束相干光波相遇时，由于光波的叠加，形成新的光强分布的现象。
光的衍射是指光波在遇到障碍物或通过狭缝时，发生弯曲并绕过障碍物传播的现象。
五、光的偏振光的偏振是指光波的振动方向具有一定的规律性。
自然光是由无数个振动方向不同的光波组成的，因此不具有偏振性。
当光波通过某些特殊材料或经过反射、折射等过程后，可以形成具有一定偏振性的光波。
六、光的吸收和发射光的吸收是指光波在传播过程中，能量被物质吸收的现象。
光的发射是指物质在吸收光能后，以光波的形式释放能量的现象。
光的吸收和发射遵循一定的规律，如光的吸收强度与光的频率有关，光的发射强度与物质的性质有关。
七、光的成像光的成像是指利用光学系统（如透镜、反射镜等）使物体发出的光波或反射的光波在另一位置形成实像或虚像的过程。
光的成像原理是光的折射和反射现象，通过光学系统可以实现对物体形状、大小、位置的观察和研究。
八、光的测量光的测量是光学研究中的重要内容，主要包括光强、光强分布、波长、频率、相位等参数的测量。
光的测量方法有直接测量和间接测量两种，直接测量是通过光学仪器直接测量光波参数，间接测量是通过测量光波与物质相互作用的结果来推算光波参数。
光的衍射、偏振、色散、激光(基础篇)
光的衍射、偏振、色散、激光(基础篇)A．声波是纵波，光波是横波B．声波是机械波，光波是电磁波C．一般障碍物尺寸跟声波波长相近而比光波波长大得多D．声波必须通过介质传播，而光波可以在真空中传播5．关于衍射，下列说法中正确的是( )．A．衍射现象中条纹的出现是光叠加后产生的结果B．双缝干涉中也存在着光的衍射现象C．一切波都很容易发生明显的衍射现象D．影的存在是一个与衍射现象相矛盾的客观事实速效基础演练6．纵波不可能产生的现象是( )．A．偏振现象B．反射现象C．折射现象D．衍射现象7．光的偏振现象说明光是横波，下列现象中不能反映光的偏振特性的是( )．A．一束自然光相继通过两个偏振片，以光束为轴旋转其中一个偏振片，透射光的强度发生变化B．一束自然光入射到两种介质的分界面上，当反射光线与折射光线之间的夹角恰好是90°时，反射光是偏振光C．日落时分，拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使影像更清晰D．通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹8．光的颜色取决于( )．A．波长B．频率C．传播速度D．折射率9．如图所示一束白光通过三棱镜的光路图，其中正确的是( )．10．如图所示为双缝干涉实验得到的干涉条纹．(a)图为绿光进行实验时屏上观察到的条纹情况，α为中央条纹；(b)图为换用另一颜色的单色光实验时观察到的条纹情况，α′为中央条纹，则以下说法中正确的是( )．A．(b)图可能是红光实验产生的条纹，表明红光波长较长B．(b)图可能是紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较长C．(b)图可能是紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较短D．(b)图可能是红光实验产生的条纹，表明红光波长较短11．以下说法中正确的是( )．A．肥皂泡上呈现彩色条纹是光的色散现象B．肥皂泡上呈现彩色条纹是光的干涉现象C．水面上的油膜呈现彩色条纹，是油膜表面反射光与入射光叠加的结果D．水面上的油膜呈现彩色条纹，是油膜的上下两表面反射光叠加的结果12．某种色光在传播过程中，下面说法正确的是( )．A．当它的频率不发生改变时，一定是在同一种介质中传播B．当它的速度由小变大时，一定是从光疏介质进入光密介质C．当它的速度由小变大时，一定是从光密介质进入光疏介质D．当它的波长由长变短时，一定是从光疏介质进入光密介质13．关于激光，下列说法正确的是( )．A．激光是用人工方法激发出的一种特殊的光B．自然界中某些天然物体也可能发出激光C．激光可以像刀子一样切除肿瘤D．由于激光的方向性好，所以激光不能发生衍射现象14．根据激光亮度高、能量集中的特点，在医学上可以利用激光( )．A．杀菌消毒B．切除肿瘤C．透视人体D．“焊接”剥落的视网膜15．下列说法正确的是( )．A．激光可用于测距B．激光能量十分集中，只可用于加工金属材料C．外科研制的“激光刀”可以有效地减少细菌的感染D．激光可用于全息照相，有独特的特点16．用准分子激光器利用氩气和氟气的混合物产生激光，用于进行近视眼的治疗，用这样的激光刀对近视眼进行手术，手术时间短，效果好，无痛苦．关于这个治疗，以下说法中正确的是( )．A．近视眼是物体在眼球中成像在视网膜的前面，使人不能看清物体B．激光具有高度的方向性，可以在非常小的面积上对眼睛进行光凝手术C．激光治疗近视眼手术是对视网膜进行修复D．激光治疗近视眼手术是对角膜进行切削二、填空题17．霓虹是由空中的小水滴对日光的折射、色散、全反射的综合效应所形成的．通常可看到两道弓形彩带，里面一道叫虹，比较明亮；外面一道叫霓，较为暗淡，如图(a)所示．(1)虹是阳光在水滴内经二次折射、一次全反射形成的，如图(b)所示，从内到外色序的排列是_______；(2)霓是阳光在水滴内经二次折射、二次全反射形成的，如图(c)所示，从内到外色序的排列是_______．三、解答题18．一张光盘可以记录几亿个字节，其信息量相当于几千本十万字的书，其中一个重要的原因就是光盘上记录信息的轨道可以做得很密，1 mm的宽度可以容纳650条轨道，这是应用了激光的什么特点? 【答案与解析】一、选择题1．【答案】D【解析】由干涉条纹和衍射条纹的特征可知D项正确．2．【答案】D【解析】干涉条纹间距均匀，而衍射条纹间距不均匀，中央亮条纹最宽，D项正确．3．【答案】D【解析】在刀片边缘有部分光绕过障碍物进入到阴影中去，从而看到影子的边缘模糊，D项正确．4．【答案】C【解析】声波的波长远大于光波的波长，因此声波比光波较容易发生明显的衍射现象．5．【答案】A、B【解析】干涉和衍射都是波叠加的结果，干涉中有衍射现象，衍射中也有干涉现象．当障碍物的尺寸远大于波长时，衍射现象不明显，因而形成影．但影的形成与衍射现象并不矛盾．6．【答案】A7．【答案】D8．【答案】B【解析】光的颜色由频率决定，色光从一种介质进入另一种介质时，f不变．9．【答案】D10．【答案】A【解析】由Lxd λ=△，△x越大表明λ越大，因此(b)图中实验光的波长一定是比绿光要长．11．【答案】B、D12．【答案】C、D13．【答案】A、C【解析】激光是用人工方法激发的一种特殊的光，它是可见光，A项正确，B项错误；激光具有方向性好、亮度高、能量强等特点，可以像刀子一样切除肿瘤；C项正确，激光是一种电磁波，只要是电磁波就能发生衍射现象，D项错误．14．【答案】B、D【解析】利用激光亮度高、能量集中的特点可以在医学上“焊接”剥落的视网膜，当作“光刀”切除肿瘤．15．【答案】A、C、D【解析】激光不仅可加工金属材料，也可以加工非金属材料，所以B项错误．A、C、D三项都属于激光的应用．16【答案】．A、B、D【解析】激光手术是物理技术用于临床医学的最新的成果，人的眼睛是一个光学成像系统，角膜和晶状体相当于一个凸透镜，物体通过凸透镜成像在视网膜上，人就能看清楚物体．当角膜和晶状体组成的这个凸透镜的焦距比较小，物体成像在视网膜的前面时，人们不能看清楚物体，这就是近视眼．激光手术不是修复视网膜，而是对角膜进行切削，改变角膜的形状，使眼球中的凸透镜的焦距适当变大，物体经过角膜和晶状体后在视网膜上成像．二、填空题17．【答案】(1)紫到红(2)红到紫【解析】根据光的折射现象和色散知，太阳光经过水滴的光路图如图所示．所以(1)问正确答案是紫到红．同理可分析(2)的正确答案是红到紫．三、解答题18．【答案】平行度好【解析】激光的平行度好，激光可以会聚到很小的一点，由于会聚点很小，所以光盘记录信息的密度很高．第 11 页。
光的色散与衍射：光的折射、色散与衍射
光是一种电磁波，它具有波动特性和粒子特性。
光的波动特性使得它在传播过程中会发生色散和衍射现象，而光的粒子特性则使光在媒介中传播时会发生折射现象。
这些现象都是光在不同介质中传播时的常见现象，对于理解光的性质和应用具有重要意义。
光的折射是指光线在两种不同介质之间传播时方向的改变。
当光从一种介质射入另一种介质中时，由于两种介质光速的差异，光线会发生折射。
这是因为光在不同介质中具有不同的传播速度，根据光的粒子特性，光传播速度越慢则光线就越容易被介质的原子或分子吸收和发射，从而导致光线方向的改变。
折射现象在实际生活中随处可见。
例如，当我们把一根杆子插入水中，看起来杆子在水中的部分偏离了实际位置，这是由于光在空气和水之间的折射造成的。
又如在日常开车时，我们会发现水面上倒映着附近物体的景象，这是由于光在空气和水面之间发生折射导致的。
除了折射，光还会在传播过程中发生色散和衍射现象。
色散是指光波在通过介质时，不同频率的光波传播速度不同而引起的颜色分散。
这是因为光波在不同介质中传播速度的差异，在介质中有偏振波的传播速度增大而色散引起，使得不同频率的光波相位差逐渐增大，光波的波长因而被拉长，进而形成了色散现象。
衍射是指光波遇到一个障碍物或通过一个缝隙时发生的弯曲现象。
当光通过一个缝隙时，由于光的波动特性，光波在缝隙周围扩散，形成一系列干涉条纹。
这一现象被称为衍射，衍射的大小取决于光波和缝隙的相对大小。
色散和衍射都是光的波动特性的体现，它们在物理学和光学领域有着广泛的应用。
例如，色散现象可以用于光谱分析，通过将光通过一个棱镜，不同频率的光波会在棱镜中发生不同程度的偏折，从而可以得到光的频谱信息。
而衍射现象则被广泛应用于显微镜、激光等领域，它使我们能够看到微小的物体和进行高精度的测量。
总之，光的色散和衍射现象是光的波动特性的重要表现形式。
通过研究光的折射、色散和衍射，我们可以理解光的性质和行为，并且可以将光的特性应用于科学研究和技术发展中。
高考物理光学知识点
高考物理光学知识点高考物理光学知识点汇总光的干涉知识点:1.双缝干涉(1)两列光波在空间相遇时发生叠加,在某些区域总加强,在另外一些区域总减弱,从而出现亮暗相间的条纹的现象叫光的干涉现象.(2)产生干涉的条件两个振动情况总是相同的波源叫相干波源,只有相干波源发出的光互相叠加,才能产生干涉现象,在屏上出现稳定的亮暗相间的条纹.(3)双缝干涉实验规律①双缝干涉实验中,光屏上某点到相干光源、的路程之差为光程差,记为 .若光程差是波长λ的整倍数,即(n=0,1,2,3…)P点将出现亮条纹;若光程差是半波长的奇数倍(n=0,1,2,3…),P点将出现暗条纹.②屏上和双缝、距离相等的点,若用单色光实验该点是亮条纹(中央条纹),若用白光实验该点是白色的亮条纹.③若用单色光实验,在屏上得到明暗相间的条纹;若用白光实验,中央是白色条纹,两侧是彩色条纹.④屏上明暗条纹之间的距离总是相等的,其距离大小与双缝之间距离d.双缝到屏的距离及光的波长λ有关,即 .在和d不变的情况下,和波长λ成正比,应用该式可测光波的波长λ.⑤用同一实验装置做干涉实验,红光干涉条纹的间距最大,紫光干涉条纹间距最小,故可知大于小于.2.薄膜干涉(1)薄膜干涉的成因：由薄膜的前、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的条纹.(2)薄膜干涉的应用①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.②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.光的衍射知识点:光的衍射和光的干涉一样证明了光具有波动性，下面是光的衍射知识点，希望对考生报考有帮助。
(1)光的衍射现象光在遇到障碍物时,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)光发生明显衍射现象的条件当孔或障碍物的尺寸比光波波长小,或者跟波长差不多时,光才能发生明显的衍射现象.(3)衍射图样①单缝衍射：中央为亮条纹,向两侧有明暗相间的条纹,但间距和亮度不同.白光衍射时,中央仍为白光,最靠近中央的是紫光,最远离中央的是红光.②圆孔衍射：明暗相间的不等距圆环.③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的亮斑,这是光能发生衍射的有力证据之一.光的偏振知识点:光是一种电磁波，电磁波是横波，下面是光的偏振知识点，希望对考生报考有帮助。
科学光学知识点
主题
相关要点
光的本质
- 波粒二象性：光既可以被看作是粒子（光子），也可以被看作是波动。
- 光速：光在真空中的传播速度为每秒约 3 万公里。光在介质中的传播速度较慢，且会发生折射现象。
光的干涉
- 干涉现象：当两个或多个光波相遇时，它们会产生干涉现象。干涉可以是增强（构成增强干涉）或相互抵消（构成减弱干涉）。
- 激光：通过光放大和受激辐射产生的一束高度聚焦的单色光，具有广泛的应用，如切割、测距和医疗。
- 干涉仪：利用干涉现象来测量长度、厚度和折射率等物理量的仪器。
- 光谱学：研究光的分光成分和频谱特性，用于分析物质的成分和性质。
光的衍射
- 衍射现象：当光通过缝隙或物体边缘时，光波的传播方向发生弯曲。衍射解释了条纹、辐射和波阵面形状等光现象。
光的偏振
- 偏振光：光波的振动方向沿一个特定方向振动。偏振在液晶显示器和偏光镜等应用中起着重要作用。
光的吸收和散射
- 光的吸收：光被物质吸收并转化为其他形式的能量。
- 光的散射：光在物质中遇到时可以被微粒散射出去，改变方向。
光的色散
- 色散现象：不同波长的光在介质中传播时以不同的速度传播，导致光光波导：一种结构，将光束限制在其中传播。常用于光纤通信和光传感器。
- 光纤：一种具有高折射率的薄而柔软的纤维，用于光信号的传输。
其他应用
- 光学成像：使用光学透镜和光学系统来获取和处理图像。
光的衍射、偏振、色散、激光
光的衍射、偏振、色散、激光条纹，即发生衍射现象．要点诠释：衍射是波特有的一种现象，只是有的明显，有的不明显而已．②图样特征．单缝衍射条纹分布是不均匀的，中央亮条纹与邻边的亮条纹相比有明显的不同：用单色光照射单缝时，光屏上出现亮、暗相间的衍射条纹，中央条纹宽度大，亮度也大，如图所示，与干涉条纹有区别．用白光照射单缝时，中间是白色亮条纹，两边是彩色条纹，其中最靠近中央的色光是紫光，最远离中央的是红光．(2)圆孔衍射．①圆孔衍射的现象．如图甲所示，当挡板AB上的圆孔较大时，光屏上出现图乙中所示的情形，无衍射现象发生；当挡板AB上的圆孔很小时，光屏上出现图丙中所示的衍射图样，出现亮、暗相间的圆环．②图样特征．衍射图样中，中央亮圆的亮度大，外面是亮、暗相间的圆环，但外围亮环的亮度小，用不同的光照射时所得图样也有所不同，如果用单色光照射时，中央为亮圆，外面是亮度越来越暗的亮环．如果用白光照射时，中央亮圆为白色，周围是彩色圆环．(3)圆板衍射．在1818年，法国物理学家菲涅耳提出波动理论时，著名的数学家泊松根据菲涅耳的波动理论推算出圆板后面的中央应出现一个亮斑，这看起来是一个荒谬的结论，于是在同年，泊松在巴黎科学院宣称他推翻了菲涅耳的波动理论，并把这一结果当作菲涅耳的谬误提了出来但有人做了相应的实验，发现在圆板阴影的中央确实出现了一个亮斑，这充分证明了菲涅耳理论的正确性，后人把这个亮斑就叫泊松亮斑．小圆板衍射图样的中央有个亮斑——泊松亮斑，图样中的亮环或暗环间的距离随着半径的增大而减小．2．衍射光栅(1)构成：由许多等宽的狭缝等距离排列起来形成的光学仪器．(2)特点：它产生的条纹分辨程度高，便于测量．(3)种类：⎧⎨⎩透射光栅反射光栅．3．衍射现象与干涉现象的比较种类项目单缝衍射双缝干涉不产生只要狭缝足够小，任何频率相同的两列光同点条件光都能发生波相遇叠加条纹宽度条纹宽度不等，中央最宽条纹宽度相等条纹间距各相邻条纹间不等各相邻条纹等间距亮度中央条纹最亮，两边变暗清晰条纹，亮度基本相等相同点干涉、衍射都是波特有的现象，属于波的叠加；干涉、衍射都有明暗相间的条纹4．三种衍射图样的比较如图所示是光经狭缝、小孔、小圆屏产生的衍射图样的照片．由图可见：(1)光经不同形状的障碍物产生的衍射图样的形状是不同的．(2)衍射条纹的间距不等．(3)仔细比较乙图和丙图可以发现小孔衍射图样和小圆屏衍射图样的区别：①小圆屏衍射图样的中央有个亮斑——著名的“泊松亮斑”；②小圆屏衍射图样中亮环或暗环间距随着半径的增大而减小，而圆孔衍射图样中亮环或暗环间距随半径增大而增大；③乙图背景是黑暗的，丙图背景是明亮的．5．光的直线传播是一种近似的规律光的直线传播是一种近似的规律，具体从以下两个方面去理解：(1)多数情况下，光照到较大的障碍物或小孔上时是按沿直线传播的规律传播的，在它们的后面留下阴影或光斑．如果障碍物、缝或小孔都小到与照射光的波长差不多(或更小)，光就表现出明显的衍射现象，在它们的后面形成泊松亮斑、明暗相间的条纹或圆环．(2)光是一种波，衍射是它基本的传播方式，但在一般情况下，由于障碍物都比较大(比起光的波长来说)，衍射现象很不明显．光的传播可近似地看做是沿直线传播．所以，光的直线传播只是近似规律．要点二、光的偏振1．自然光和偏振光(1)自然光：从普通光源直接发出的自然光是无数偏振光的无规则集合，所以直接观察时不能发现光强偏向哪一个方向．这种沿着各个方向振动的光波强度都相同的光叫自然光．自然光介绍：太阳、电灯等普通光源发出的光，包含着垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿着各个方向振动的光波的强度都相同。
物理考研光学重点知识点总结
物理考研光学重点知识点总结在物理考研中，光学是一个非常重要的考点。
光学是研究光的物理性质和光与物质相互作用的学科。
下面将对光学中的重点知识点进行总结。
1. 光的传播与衍射光的传播是指光在各种介质中的传播过程。
光具有波动和粒子性质，根据它的粒子性质，光在真空中传播的速度为光速，约为3×10^8 m/s。
根据光的波动性质，光在传播过程中会遵循波动方程。
另外，光在通过孔径或通过物体边缘时，会发生衍射现象。
衍射现象是光波按照一定的规律经过障碍物或通过小孔后产生的干涉现象。
2. 几何光学几何光学是研究光在传播过程中满足几何规律的近似理论。
根据几何光学的原理，可以用光线作为研究光的传播和光学器件性质的基本工具。
几何光学的主要知识点包括光的传播路径、光线的反射和折射、镜和透镜的成像原理等。
3. 光的干涉光的干涉是指两束或多束光线相互叠加后产生的干涉现象。
干涉现象可以分为两种类型：相干光的干涉和非相干光的干涉。
相干光的干涉是指来自一个光源的两束相干光产生的干涉，其中的主要干涉现象包括牛顿环、薄膜干涉等。
非相干光的干涉是指来自不同光源的光线相互叠加产生的干涉，其中的主要干涉现象包括杨氏双缝干涉、劳埃德镜等。
4. 光的偏振光的偏振是指光中电场矢量在传播过程中的方向。
普通光是指在各个方向上都有电场矢量的分量的光，而偏振光则是指只具有特定方向电场矢量分量的光。
光的偏振现象可以通过偏振片进行观察和实验。
光的偏振在光学仪器和光学测量中有着广泛的应用，例如在显微镜、光学显微分析、压电效应等领域。
5. 光的衍射光的衍射是光通过小孔或绕过障碍物后发生的现象。
衍射现象是光波的特有性质，它与光的波长、障碍物尺寸和光的入射角度有关。
在衍射现象中，人们发现了诸多重要的实验现象，如黑白相间的环形衍射图案、夫琅禾费衍射等。
利用光的衍射，人们可以研究物体的精细结构和进行光的波导等应用。
6. 光的色散光的色散是指光在介质中传播时，由于介质折射率的不同而使不同颜色的光波波长发生差异，进而产生分离的现象。
大学光学知识点总结大全
大学光学知识点总结大全光学是物理学的一个重要分支，研究光的产生、传播、与物质相互作用以及光现象的一系列规律。
关于光学的知识点非常广泛，涉及光的基本特性、光学仪器、光的应用等方面。
本文将从光的基本特性、光的传播、光的干涉与衍射、光的偏振、光的成像、光学仪器、光的应用等方面进行详细的总结。
一、光的基本特性1. 光的波动特性：光同时具有波动特性和粒子特性。
根据光波动特性的性质，可以解释如折射、衍射和干涉等现象。
2. 光的粒子特性：光的粒子特性主要体现在光子的能量、动量、频率、波长等方面。
从光的粒子特性可以解释光的能量转换和光与物质相互作用的规律。
3. 光的速度：光在真空中的速度为光速(c)，约为3×10^8 m/s。
在介质中，由于光的波长缩短，其传播速度降低，为c/n，其中n为介质的折射率。
4. 光的色散：光的色散是指不同波长的光在线性介质中传播时速度不同的现象。
色散性引起了折射角的变化，并且使白光在经过三棱镜时分解成不同波长的光谱。
5. 光的吸收和衰减：光在穿透物质时会发生吸收和衰减，吸收是指光被介质所吸收，而衰减是指光的强度随着传播距离的增加而减弱。
6. 光的干涉与衍射：干涉是指来自同一波源的两个或多个波相互叠加时产生的明暗条纹，衍射是指光在通过物体边缘或小孔时发生的方向变化和光斑的扩散现象。
7. 光的偏振：光的偏振是指光振动方向的特性，振动方向不固定的光称为非偏振光，振动方向固定的光称为偏振光。
8. 光的成像和光学成像：成像是指通过光学系统使物体的像的位置、大小和形状与物体本身的相应特性相近似的过程。
9. 光的量子理论：光的量子理论是指根据光的波粒二象性，通过量子力学理论解释光现象的理论。
二、光的传播1. 几何光学：几何光学是光学中的一种理论，主要用于解释光的传播途径和成像原理。
它认为光的传播和成像过程可以被简化为直线传播，并且利用几何方法进行描述。
2. 波动光学：波动光学是一种用波动理论描述光的传播和作用的光学理论。
Fiber2光的性质
教学提示
光是电磁波：E H K 振幅 振动 方向 传播方向 传播速度：v c λ 能量密度 光强I 光矢量E 光的干涉：相干光及其获得方法
3、光程与光程差
光程：折射率n与光波在该媒质中传
播的几何路程r的乘积nr叫做光程。 光程差：两束相干光在不同媒质中 传播时，对干涉加强(亮纹)和减弱 (暗纹)条件起决定作用是这两束光的 光程差。
1、各向同性媒质： 光在两种各向同性的媒质的分界面 上折射时，只有一束折射光线（符合折 射定律）。
2、各向异性媒质：当一束自然光折入各向 异性晶体时，例如光线进入方解石晶体 后，会分裂成为两束折射光线，它们沿 不同方向折射，称为双折射现象。
3、双折射效果------重影P31
4、o光、e光
5、光轴
三、散射 1、光的散射 当光通过不均匀介质时，会偏离原来的方 向而向四周传播，这种现象称为光的散射。 2、线性散射 散射光的频率等于入射光的频率，散射光中 没有新频率的光产生，这类散射称为线性散射。 3、非线性散射 散射光中除了入射光的频率或谱线之外， 还有新频率的光或新谱线产生，这类散射称为 非线性散射。拉曼散射和布里渊散都属于非线 性散射。
2、受激辐射
定义：处于激发态的原子受到外来能量为 E=hν光子的激发后下跃迁发光----受激辐 射发光 发光特点：激发后所发光子与外来光子同 能量、同频率、同相位、同振动方向、 同传播方向。 光放大：“雪崩效应” 图2-7-3
3、受激吸收
P51 2-12
分析：一秒多少焦耳（J） P T 每个光子的能量 ε0=hν 一秒光子数N
2、爱因斯坦光量子假说 （1）光电效应：由于光的照射，使电子 从金属中逸出的现象称为光电效应。 （2）光量子假说：为了解释光电效应现 象，爱因斯坦于1905年提出了光量子假 说：光是由一粒粒运动着的光子组成的， 每个光子具有确定的能量，只能作为一 个整体被吸收或产生。 E=hν (2-6-3)
物理光学知识点
物理光学知识点光学是研究光的传播、相互作用以及产生的现象和规律的学科。
物理光学是光学的一个重要分支，它研究光的波动性和粒子性以及光与物质相互作用的规律。
在本文中，我们将介绍几个物理光学的基本知识点。
1. 光的波动性光既具有粒子性又具有波动性。
光的波动性体现在它遵循的波动方程和它的干涉、衍射等现象上。
干涉是指两个或多个波叠加时发生的相加或相消的过程，衍射是指光通过孔径或物体边缘时发生的弯曲和辐射现象。
2. 光的粒子性光的粒子性体现在光的能量和动量上，即光以粒子的形式称为光子。
光的能量由光子的频率决定，而光的动量由光子的波长决定。
这个现象由爱因斯坦的光电效应和康普顿散射实验证实。
3. 光的吸收、反射和折射当光与物体相互作用时，会发生吸收、反射和折射。
吸收是指光被物体吸收并转化为其他形式的能量，反射是指光从物体表面反射回来，折射是指光从一种介质传播到另一种介质时发生的改变方向的现象。
4. 光的色散光的色散是指光通过介质时不同波长光的折射角度不同的现象。
这是由于不同波长的光在介质中传播速度不同导致的。
最典型的例子是光在经过三棱镜时分解成不同颜色的光谱。
5. 光的偏振光的偏振是指光波在传播过程中的振动方向。
自然光是所有方向上都有振动的光，而偏振光则只在一个方向上振动。
这个现象由偏振片实现，通过选择性地阻止光振动方向来实现光的偏振。
6. 光的干涉光的干涉是指两个或多个光波叠加时发生的干涉现象。
由于光是波动性的，当两个或多个光波相遇时，它们会相互叠加形成干涉图案。
著名的双缝干涉实验证实了光的波动性和干涉现象。
总结：物理光学研究光的波动性和粒子性，以及光与物质相互作用的规律。
光的波动性体现在干涉、衍射等现象上，光的粒子性体现在光的能量和动量上。
光与物体相互作用时会发生吸收、反射、折射等现象，光经过介质时会发生色散。
光的偏振和干涉是光学中的重要概念。
通过学习这些基本知识点，我们可以更好地理解光的本质和光与物质的相互作用规律。
光学性质总结知识点
光学性质总结知识点光学性质是物质对光的传播和相互作用的特性。
在光学中，物质的光学性质主要包括透明度、反射、折射、色散、吸收、散射等。
这些性质对光的传播和应用都具有重要的影响，对于理解光的本质和光学器件的设计具有重要意义。
下面将对一些光学性质进行总结介绍。
1. 透明度透明度是物质对光穿透程度的度量。
透明的物质会让光线通过并且不改变光线的方向，而不透明的物质则会吸收或者反射光线。
透明度通常用透光率或者透射率来表示，透光率是指透射过的光在光学厚度上的比值，透射率则是指透射光的强度与入射光的强度的比值。
光学材料的透明度会对其在光学器件中的应用产生重要影响。
2. 反射反射是指光线从一个介质到另一个介质边界时发生的光线的转向现象。
根据反射的特点可以分为镜面反射和漫反射。
镜面反射是指光线射入一个光滑表面后，以与表面成反射角相等的角度反射出去；而漫反射则是指光线射入一个不规则表面后，以不同角度反射出去。
反射现象在光学器件中有广泛的应用，如反光镜、反射片等。
3. 折射折射是指光线由一个介质射入另一个介质时发生的光线的偏折现象。
根据斯涅尔定律可得出光线的入射角和折射角的关系，即$n_1 \sin \theta_1 = n_2 \sin\theta_2$，其中$n_1$和$n_2$分别为两种介质的折射率，$\theta_1$和$\theta_2$分别为入射角和折射角。
折射现象也被广泛应用在光学元件中，如透镜、棱镜等。
4. 色散色散是指不同波长的光在同一介质中传播时发生的光线偏离的现象。
其主要原因是不同波长的光在介质中的折射率不同，导致光线发生弯曲。
最著名的色散现象就是光经过三棱镜后分解成七彩的光谱。
色散对于光学成像和光谱分析有重要的影响。
5. 吸收吸收是物质对光的能量吸收的过程。
在光学中，物质对特定波长的光吸收的程度受到物质的光谱特性和光的波长、强度等因素的影响。
吸收现象对光学器件中的能量损耗和光学材料的选择都有一定的影响。
光现象知识点总结
一、光的传播光的传播是指光在空间中的传播过程。
光在真空中的传播速度为3×10^8m/s，光在介质中的传播速度小于在真空中的传播速度。
光的传播具有直线传播的特性，但在遇到障碍物时会发生折射、反射等现象。
二、光的反射光的反射是指光在遇到两种介质的分界面时，光线改变方向返回原介质的现象。
光的反射分为镜面反射和漫反射两种。
镜面反射是指光线入射到光滑表面时，反射光线与入射光线在同一平面内，且反射角等于入射角。
漫反射是指光线入射到粗糙表面时，反射光线向各个方向散射。
三、光的折射光的折射是指光从一种介质进入另一种介质时，光线改变方向的现象。
光的折射遵循斯涅尔定律，即入射角和折射角的正弦值之比等于两种介质的折射率之比。
光的折射现象在生活中很常见，如水中的物体看起来比实际位置浅、眼镜的度数等。
四、光的干涉光的干涉是指两束或多束光波相遇时，由于波的叠加，产生明暗相间的条纹现象。
光的干涉现象可以分为相干干涉和非相干干涉。
相干干涉是指两束或多束光波的相位差保持不变，产生稳定的干涉条纹。
非相干干涉是指两束或多束光波的相位差不断变化，产生不稳定的干涉条纹。
五、光的衍射光的衍射是指光在遇到障碍物或通过狭缝时，光波发生弯曲的现象。
光的衍射现象可以分为绕射和散射。
绕射是指光波绕过障碍物传播，散射是指光波在遇到不均匀介质时，向各个方向传播。
六、光的偏振光的偏振是指光波在传播过程中，其振动方向具有特定方向的现象。
光的偏振现象可以分为自然光、线偏振光、圆偏振光和椭圆偏振光。
自然光是指光波的振动方向在各个方向上均匀分布。
线偏振光是指光波的振动方向在一个平面上。
圆偏振光是指光波的振动方向在垂直于传播方向的平面上旋转。
椭圆偏振光是指光波的振动方向在垂直于传播方向的平面上呈椭圆形。
七、光的色散光的色散是指白光通过棱镜或其他介质时，由于不同颜色的光波在介质中的折射率不同，导致光波分开，形成彩虹色带的现象。
这种现象是由于光的波长不同，而不同波长的光在介质中的折射率不同所引起的。
高中物理必修之知识讲解 光的衍射、偏振、色散、激光 提高
光的衍射、偏振、色散、激光【学习目标】1．了解光的衍射现象及观察方法．2．理解光产生衍射的条件．3．知道几种不同衍射现象的图样．5．知道振动中的偏振现象，偏振是横波特有的性质．6．明显偏振光和自然光的区别．7．知道光的偏振现象及偏振光的应用．8．知道光的色散、光的颜色及光谱的概念．9．理解薄膜干涉的原理并能解释一些现象．10．知道激光和自然光的区别．11．了解激光的特点和应用．【要点梳理】要点一、光的衍射1．三种衍射现象和图样特征(1)单缝衍射．①单缝衍射现象．如图所示，点光源S 发出的光经过单缝后照射到光屏上，若缝较宽，则光沿着直线传播，传播到光屏上的AB 区域；若缝足够窄，则光的传播不再沿直线传播，而是传到几何阴影区，在AA BB ''、区还出现亮暗相间的条纹，即发生衍射现象．要点诠释：衍射是波特有的一种现象，只是有的明显，有的不明显而已．②图样特征．单缝衍射条纹分布是不均匀的，中央亮条纹与邻边的亮条纹相比有明显的不同：用单色光照射单缝时，光屏上出现亮、暗相间的衍射条纹，中央条纹宽度大，亮度也大，如图所示，与干涉条纹有区别．用白光照射单缝时，中间是白色亮条纹，两边是彩色条纹，其中最靠近中央的色光是紫光，最远离中央的是红光．(2)圆孔衍射．①圆孔衍射的现象．如图甲所示，当挡板AB上的圆孔较大时，光屏上出现图乙中所示的情形，无衍射现象发生；当挡板AB上的圆孔很小时，光屏上出现图丙中所示的衍射图样，出现亮、暗相间的圆环．②图样特征．衍射图样中，中央亮圆的亮度大，外面是亮、暗相间的圆环，但外围亮环的亮度小，用不同的光照射时所得图样也有所不同，如果用单色光照射时，中央为亮圆，外面是亮度越来越暗的亮环．如果用白光照射时，中央亮圆为白色，周围是彩色圆环．(3)圆板衍射．在1818年，法国物理学家菲涅耳提出波动理论时，著名的数学家泊松根据菲涅耳的波动理论推算出圆板后面的中央应出现一个亮斑，这看起来是一个荒谬的结论，于是在同年，泊松在巴黎科学院宣称他推翻了菲涅耳的波动理论，并把这一结果当作菲涅耳的谬误提了出来但有人做了相应的实验，发现在圆板阴影的中央确实出现了一个亮斑，这充分证明了菲涅耳理论的正确性，后人把这个亮斑就叫泊松亮斑．小圆板衍射图样的中央有个亮斑——泊松亮斑，图样中的亮环或暗环间的距离随着半径的增大而减小．2．衍射光栅(1)构成：由许多等宽的狭缝等距离排列起来形成的光学仪器．(2)特点：它产生的条纹分辨程度高，便于测量．(3)种类：⎧⎨⎩透射光栅反射光栅．3．衍射现象与干涉现象的比较种类项目单缝衍射双缝干涉不同点产生条件只要狭缝足够小，任何光都能发生频率相同的两列光波相遇叠加条纹宽度条纹宽度不等，中央最宽条纹宽度相等条纹间距各相邻条纹间不等各相邻条纹等间距亮度中央条纹最亮，两边变暗清晰条纹，亮度基本相等相同点干涉、衍射都是波特有的现象，属于波的叠加；干涉、衍射都有明暗相间的条纹4．三种衍射图样的比较如图所示是光经狭缝、小孔、小圆屏产生的衍射图样的照片．由图可见：(1)光经不同形状的障碍物产生的衍射图样的形状是不同的．(2)衍射条纹的间距不等．(3)仔细比较乙图和丙图可以发现小孔衍射图样和小圆屏衍射图样的区别：①小圆屏衍射图样的中央有个亮斑——著名的“泊松亮斑”；②小圆屏衍射图样中亮环或暗环间距随着半径的增大而减小，而圆孔衍射图样中亮环或暗环间距随半径增大而增大；③乙图背景是黑暗的，丙图背景是明亮的．5．光的直线传播是一种近似的规律光的直线传播是一种近似的规律，具体从以下两个方面去理解：(1)多数情况下，光照到较大的障碍物或小孔上时是按沿直线传播的规律传播的，在它们的后面留下阴影或光斑．如果障碍物、缝或小孔都小到与照射光的波长差不多(或更小)，光就表现出明显的衍射现象，在它们的后面形成泊松亮斑、明暗相间的条纹或圆环．(2)光是一种波，衍射是它基本的传播方式，但在一般情况下，由于障碍物都比较大(比起光的波长来说)，衍射现象很不明显．光的传播可近似地看做是沿直线传播．所以，光的直线传播只是近似规律．要点二、光的偏振1．自然光和偏振光(1)自然光：从普通光源直接发出的自然光是无数偏振光的无规则集合，所以直接观察时不能发现光强偏向哪一个方向．这种沿着各个方向振动的光波强度都相同的光叫自然光．自然光介绍：太阳、电灯等普通光源发出的光，包含着垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿着各个方向振动的光波的强度都相同。
光学现象及原理
例2、 有关日食和月食，下列说法正确的有（ ）． A、当月亮将照到地球的太阳光挡住时，将发生日食． B、当照到月亮的太阳光被地球挡住时，将发生月食． C、日食发生在望日（农历十五），月食发生在朔日
（农历D、初日一食）发．生在朔日，月食发生在望日．A、B、D
分析与解：在朔日，月球运行到地球和太阳的中间，如果月球挡住 了照到地球的太阳光，就会发生日食．当地面上某一部分区域处在 月球的本影区内，本影区内的人完全看不见太阳，叫做“日全食”； 地面上某一部分处在月球的半影区，这里的人看见太阳的一部分被 月球掩蔽，叫做“日偏食”；如果地球上某一部分处于月球本影区 的延长线上（伪本影区），地面上的人将会看到“日环食”．在望 日，地球运行到月球和太阳的中间，如果地球挡住了照到月球的太 阳光，月球没有阳光可反射，就会发生月食，月食分为“月全食” 和“月偏食”两种情况．
光的色散：彩虹 白光通过三棱镜后变为彩色 玻璃 砖的棱显彩色
1、小孔成像
思考
. 小孔成像说明什么？ . 像和物位置关系如何？ . 像的大小和什么有关？
结论
（1）小孔成像说明光沿直线传播。 （2）光屏上的像是上下、左右颠倒的。 （3）物体和孔的距离越小，像越大。 （4）屏和孔的距离越大，像越大。
2、影的形成
光的偏振：
光的直线传播：小孔成像 树林中地下的圆形亮斑 影的形成 无影灯 日月食的形成
光的反射：平面镜成像 水中树的“倒影”
光的折射：插入水中的筷子发生“弯曲” 用鱼叉叉鱼 用激光打鱼 早上日出时太阳的像
晚上看星星的像 通过平行玻璃砖看字，字变高
光的全反射：全反射棱镜 早上的露珠和喷泉在 空中的小水珠在太阳光照射下特别亮 胃镜 光 导纤维（内外两层） 海市蜃楼 沙漠上的蜃景 自行车的尾灯 夏天远处路面上出现的“水” 水中气泡或玻璃中的气泡特别亮
光的色散与衍射
光的色散与衍射光的色散和衍射是光学中一些重要的现象，在我们的日常生活中有着广泛的应用。
本文将介绍光的色散和衍射的定义、原理、特点以及在实际中的应用。
一、光的色散光的色散是指光在通过透明介质时，不同波长的光被分解成不同颜色的现象。
当光通过透明介质时，由于介质的折射率与波长相关，不同波长的光会以不同的角度折射，导致光的分散现象。
这种现象使得我们在日常生活中可以看到七彩的光谱，比如彩虹。
光的色散可以通过棱镜实验进行观察。
将一束光照射到棱镜上，光线会被棱镜折射和偏折，形成一束绚丽的光谱。
这是因为光的不同波长在经过棱镜时会有不同的折射角度，从而分散出不同的颜色。
二、光的衍射光的衍射是指光通过障碍物或经过狭缝时发生的传播现象。
当光通过一个尺寸接近其波长的狭缝或障碍物时，光波会沿着障碍物的边缘弯曲并散射，这种现象称为光的衍射。
光的衍射实验可以用狭缝实验进行观察。
在实验中，将一束光通过一个狭缝照射到屏幕上，我们可以观察到狭缝后方出现一系列明暗相间的条纹。
这些条纹是由于光的衍射造成的，通过这些条纹我们可以了解到光波的传播特性和波长。
三、光的色散与衍射的应用1. 光谱分析：光的色散可以被用于分析和鉴别物质。
通过检测物质在不同波长下的吸收或发射特性，可以得到物质的光谱图，从而判断其组成和性质。
2. 激光技术：光的衍射可以被用于激光技术中的波前调制。
通过控制光波的相位和幅度，可以改变光的传播方向和分布，实现光的聚焦和扩展。
3. 光纤通信：光的色散和衍射在光纤通信中起着关键的作用。
光纤通过对光信号的衍射和折射来传输信息，同时光的色散也会影响光纤中信号的传播速度和品质。
4. 显微镜和望远镜：光的衍射可以提高显微镜和望远镜的分辨率。
通过使用具有狭缝性质的物体（如光栅或光波导），可以将光的衍射效应应用于成像系统中，实现更高的分辨率和清晰度。
总结：光的色散和衍射是光学中重要的现象，它们在我们的日常生活以及科学研究和技术应用中扮演着重要角色。
光的色散和衍射问题
光的色散和衍射问题光的色散是指光在通过介质时，不同波长的光受到不同程度的折射，导致光的不同颜色分散开来的现象。
光的衍射是指光通过狭缝或遇到障碍物时，光波发生弯曲和扩展的现象。
光的色散可以通过折射率的不同来实现。
不同波长的光在通过介质时，其折射率不同，导致光的折射角不同，从而使光的不同颜色分散开来。
这种现象可以通过三棱镜来观察，白光通过三棱镜后，会分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛和紫七种颜色的光谱。
光的衍射现象可以通过光的波动性来解释。
当光通过一个狭缝或遇到一个障碍物时，光波会发生弯曲和扩展。
这种现象可以通过衍射实验来观察，例如通过一个狭缝观察光在屏幕上的衍射图样，或者通过一个小孔观察光在背后的屏幕上的衍射现象。
光的色散和衍射问题是光学中的重要知识点，涉及到光的波动性和折射率的概念。
这些知识点在中学生的物理课程中会有所介绍，可以通过实验和观察来加深理解。
习题及方法：1.习题：一道太阳光通过三棱镜后，在白屏上形成了一条彩色的光谱。
如果太阳光是纯白色的，那么这条彩色光谱是由于什么现象产生的？解题思路：这道题目考查的是光的色散现象。
太阳光是由不同波长的光组成的，当太阳光通过三棱镜时，不同波长的光受到不同程度的折射，导致光的不同颜色分散开来，形成彩色光谱。
答案：彩色光谱是由于光的色散现象产生的。
2.习题：一个光波通过一个狭缝后，在屏幕上形成了一个衍射图样。
如果将狭缝宽度变窄，那么衍射图样会发生什么变化？解题思路：这道题目考查的是衍射现象。
狭缝宽度变窄会导致衍射图样变得更明显，衍射现象更显著。
同时，衍射图样的形状也会发生变化，变得更加集中。
答案：衍射图样会变得更明显，形状会更加集中。
3.习题：红光和紫光通过同一个三棱镜，哪种光产生的色散现象更明显？解题思路：这道题目考查的是不同波长的光的色散现象。
红光的波长比紫光长，根据折射率与波长的关系，波长越长的光折射率越小，因此红光的色散现象不如紫光明显。
答案：紫光产生的色散现象更明显。
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光的衍射、偏振、色散、激光【学习目标】1．了解光的衍射现象及观察方法．2．理解光产生衍射的条件．3．知道几种不同衍射现象的图样．5．知道振动中的偏振现象，偏振是横波特有的性质．6．明显偏振光和自然光的区别．7．知道光的偏振现象及偏振光的应用．8．知道光的色散、光的颜色及光谱的概念．9．理解薄膜干涉的原理并能解释一些现象．10．知道激光和自然光的区别．11．了解激光的特点和应用．【要点梳理】要点一、光的衍射1．三种衍射现象和图样特征(1)单缝衍射．①单缝衍射现象．如图所示，点光源S 发出的光经过单缝后照射到光屏上，若缝较宽，则光沿着直线传播，传播到光屏上的AB 区域；若缝足够窄，则光的传播不再沿直线传播，而是传到几何阴影区，在AA BB ''、区还出现亮暗相间的条纹，即发生衍射现象．要点诠释：衍射是波特有的一种现象，只是有的明显，有的不明显而已．②图样特征．单缝衍射条纹分布是不均匀的，中央亮条纹与邻边的亮条纹相比有明显的不同：用单色光照射单缝时，光屏上出现亮、暗相间的衍射条纹，中央条纹宽度大，亮度也大，如图所示，与干涉条纹有区别．用白光照射单缝时，中间是白色亮条纹，两边是彩色条纹，其中最靠近中央的色光是紫光，最远离中央的是红光．(2)圆孔衍射．①圆孔衍射的现象．如图甲所示，当挡板AB 上的圆孔较大时，光屏上出现图乙中所示的情形，无衍射现象发生；当挡板AB上的圆孔很小时，光屏上出现图丙中所示的衍射图样，出现亮、暗相间的圆环．②图样特征．衍射图样中，中央亮圆的亮度大，外面是亮、暗相间的圆环，但外围亮环的亮度小，用不同的光照射时所得图样也有所不同，如果用单色光照射时，中央为亮圆，外面是亮度越来越暗的亮环．如果用白光照射时，中央亮圆为白色，周围是彩色圆环．(3)圆板衍射．在1818年，法国物理学家菲涅耳提出波动理论时，著名的数学家泊松根据菲涅耳的波动理论推算出圆板后面的中央应出现一个亮斑，这看起来是一个荒谬的结论，于是在同年，泊松在巴黎科学院宣称他推翻了菲涅耳的波动理论，并把这一结果当作菲涅耳的谬误提了出来但有人做了相应的实验，发现在圆板阴影的中央确实出现了一个亮斑，这充分证明了菲涅耳理论的正确性，后人把这个亮斑就叫泊松亮斑．小圆板衍射图样的中央有个亮斑——泊松亮斑，图样中的亮环或暗环间的距离随着半径的增大而减小．2．衍射光栅(1)构成：由许多等宽的狭缝等距离排列起来形成的光学仪器．(2)特点：它产生的条纹分辨程度高，便于测量．(3)种类：⎧⎨⎩透射光栅反射光栅．4．三种衍射图样的比较如图所示是光经狭缝、小孔、小圆屏产生的衍射图样的照片．由图可见：(1)光经不同形状的障碍物产生的衍射图样的形状是不同的．(2)衍射条纹的间距不等．(3)仔细比较乙图和丙图可以发现小孔衍射图样和小圆屏衍射图样的区别：①小圆屏衍射图样的中央有个亮斑——著名的“泊松亮斑”；②小圆屏衍射图样中亮环或暗环间距随着半径的增大而减小，而圆孔衍射图样中亮环或暗环间距随半径增大而增大；③乙图背景是黑暗的，丙图背景是明亮的．5．光的直线传播是一种近似的规律光的直线传播是一种近似的规律，具体从以下两个方面去理解：(1)多数情况下，光照到较大的障碍物或小孔上时是按沿直线传播的规律传播的，在它们的后面留下阴影或光斑．如果障碍物、缝或小孔都小到与照射光的波长差不多(或更小)，光就表现出明显的衍射现象，在它们的后面形成泊松亮斑、明暗相间的条纹或圆环．(2)光是一种波，衍射是它基本的传播方式，但在一般情况下，由于障碍物都比较大(比起光的波长来说)，衍射现象很不明显．光的传播可近似地看做是沿直线传播．所以，光的直线传播只是近似规律．要点二、光的偏振1．自然光和偏振光(1)自然光：从普通光源直接发出的自然光是无数偏振光的无规则集合，所以直接观察时不能发现光强偏向哪一个方向．这种沿着各个方向振动的光波强度都相同的光叫自然光．自然光介绍：太阳、电灯等普通光源发出的光，包含着垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿着各个方向振动的光波的强度都相同。
如图所示。
要点诠释：偏振片是由特殊材料制成的，其“狭缝”用肉眼不能看见，它只允许振动方向与“狭缝”平行的光波通过．通过偏振片后，自然光就变成了偏振光．如图所示，普通光源S发出的光经过偏振片时，后面的光屏是明亮的，说明光透过了偏振片，若转动偏振片，光屏上亮度不变，说明透过光的强度不变，由此可知，自然光沿着各个方向振动的光波的强度都相同．(2)偏振光：只沿着一个特定的方向振动的光叫偏振光．如经过偏振片后的自然光．若偏振光再经过一个偏振片后，情况会怎样呢？如图1所示，当两偏振片的“狭缝”平行时，光屏上仍有亮光．当两偏振片的“狭缝”相互垂直时，透射光的强度几乎为零，光屏上是暗的．如图2所示．结论：光是一种横波．上面第l块偏振片叫起偏器；第2块偏振片叫检偏器．2．偏振光的两种产生方式(1)让自然光通过偏振片；(2)自然光射到两种介质的交界面上，使反射光和折射光之间的夹角恰好是90︒，反射光和折射光都是偏振光，且偏振方向相互垂直．要点诠释：平时我们所看到的光，除直接从光源射来的以外都是偏振光．3．偏振光的应用：(1)摄影技术中的应用：光的偏振现象有很多应用．如在拍摄日落时水面下的景物、池中的游鱼、玻璃橱窗里的陈列物的照片时，由于水面或玻璃表面的反射光的干扰，常使景象不清楚，如果在照相机镜头前装一片偏振滤光片，让它的透振方向与反射光的偏振方向垂直，就可使反射来的偏振光不能进入照相机内，从而可拍出清晰的照片．故人们把偏振滤光片叫做摄像机的“门卫”．(2)偏振片在汽车挡风玻璃上的应用：偏振片——汽车司机的福音．在夜间行车时，迎面开来的车灯眩光常常使司机看不清路面，容易发生事故．如果在每辆车灯玻璃上和司机坐席前面的挡风玻璃上安装一块偏振片，并使它们的透振方向跟水平方向成45︒角，就可以解决这一问题．这时，从对面车灯射来的偏振光，由于振动方向跟司机座前挡风玻璃偏振片的透振方向垂直，所以不会射进司机眼里．而从自己的车灯射出去的偏振光，由于振动方向跟自己的挡风玻璃上的偏振片的透振方向相同，所以司机仍能看清自己的灯照亮的路面和物体．(3)立体电影：立体电影也是利用光的偏振原理4．光波中的电场强度E光是电磁波，且电磁波中电场强度E和磁感应强度的振动方向都与电磁波的传播方向垂直．实验指出，光波的感光作用和生理作用等主要是由电场强度E引起的．因此常将E的振动称为光振动．在与光波传播方向垂直的平面内，光振动的方向可以沿任意的方向．光振动沿各个方向均匀分布的光就是自然光．光振动沿着特定方向的光就是偏振光．要点三、光的颜色、色散1．双缝干涉中的色散用不同的单色光作双缝干涉实验，得到的条纹之间的距离不一样，但都是明暗相间的单色条纹，由Lxdλ=△知，不同颜色的光，波长不同．红光x∆最大，波长最长，紫光x∆最小，波长最短．白光干涉时的条纹是彩色的，可见白光是由多种色光组成的，发生干涉时，白光发生了色散现象．2．薄膜干涉中的色散用单色光照射薄膜时，两个表面反射的光是相干的，形成明暗相间的条纹．用不同的单色光照射，看到亮纹的位置不同．用白光照射时，不同颜色的光在不同位置形成不同的条纹，看起来就是彩色的．3．折射时的色散如图所示，一束白光通过三棱镜后会扩展成由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫各色组成的光谱．注意：(1)我们把射出棱镜的光线与入射光线方向的夹角叫光通过棱镜的偏向角．实验表明，白光色散时，红光的偏向角最小，紫光的偏向角最大．这说明玻璃对不同色光的折射率不同．紫光的折射率最大，红光的折射率最小，依次为n n >>红紫． 由于介质中的光速c v n=，故折射率大的光速小，各种色光在介质中的光速依次为：v v v <<<靛红紫，即红光的速度最大，紫光速度最小．如图所示，白光经三棱镜后，在光屏上呈现七色光带(光谱)；若从棱镜的顶角向底边看，由红到紫依次排列，紫光最靠近底边．光的色散实质上是光的折射现象．(2)色散现象的产生表明，白光是由各种单色光组成的复色光．由于各种单色光通过棱镜时因折射率不同使光线偏折的角度不同，所以产生了色散现象．单色光通过棱镜不能再分，所以不能发生色散现象．4．薄膜干涉竖直放置的肥皂膜受到重力的作用，形成上薄下厚的楔形薄膜，在薄膜上不同的地方，来自前后两个面的反射光所走的路程差不同，在一些地方，这两列波叠加后互相加强，于是出现了亮纹；在另一些地方，叠加后互相削弱，于是出现了暗纹．要点诠释：用单色光照射薄膜，看到的是明暗相间的条纹．用白光照射时，某一厚度的地方，是这一种色光被加强，另一厚度的地方则是另一种色光被加强，因此看到的是彩色条纹．水面上的油膜，马路上的油膜和肥皂泡上的彩色条纹都是薄膜干涉形成的．5．分光镜用来观察光谱，分析光谱的仪器叫分光镜，分光镜构造原理如图所示．A为平行光管，由两部分组成，一端有狭缝，另一端有凸透镜，狭缝到凸透镜的距离等于一倍焦距，狭缝入射的光经凸透镜后变成平行光线，射到三棱镜上．三棱镜P通过色散将不同颜色的光分开．通过望远镜筒B可以观察光谱，在MN上放上底片还可以拍摄光谱．管C在目镜中形成一个标尺，以便对光谱进行定量研究．6．薄膜干涉现象的观察方法用酒精灯火焰和肥皂薄膜观察光的薄膜干涉现象时，观察者眼睛、酒精灯、薄膜位置应如图所示，注意：观察的是火焰经薄膜反射的像，像上会出现明暗相间的水平条纹．本实验成功的关键是膜一定要薄，但又要有足够的韧性，不致很快破掉，以便有足够长的时间可以观察(可在清水中加一些洗洁精)．7．各种色散现象的规律(1)光的颜色取决于频率，从红光到紫光，频率逐渐增大，波长逐渐减小，色光由真空进入介质，频率不变，波长减小．(2)色光从真空进入介质速度都要减小，在同一种介质中，从红光到紫光，速度逐渐减小．(3)在同一种介质中，从红光到紫光，折射率逐渐增大．8．用干涉法检查平面如图（a ）所示，两板之间形成一层空气膜，用单色光从上向下照射，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．如果被检测平面是光滑的，得到的干涉图样必是等间距的．如果某处凹下，则对应明纹(或暗纹)提前出现，如图(b )所示；如果某处凸起来，则对应条纹延后出现，如图(c )所示．(注：“提前”与“延后”不是指在时间上，而是指由左向右的顺序位置上)9．增透膜的应用在光学仪器中，为了减少光在光学元件(透镜、棱镜)表面的反射损失，可用薄膜干涉相消来减少反射光．像照相机、测距仪、潜望镜上用的光学元件表面为了减少光的反射损失都镀上了介质薄膜(氟化镁)，使薄膜的厚度是入射光在薄膜中波长的14，这样反射回来的两列光波经过路程差恰好等于半个波长，它们干涉后就相互抵消．要点诠释：这种薄膜减少光学表面反射造成的光能损失，增强了透镜透光的能量，故称之为增透膜．而入射光一般是白光，增透膜不可能使所有的单色光干涉相消．由于人眼对绿光最敏感，一般增透膜的厚度做到使绿光垂直入射时完全抵消，这时红光和紫光没有显著削弱，所以有增透膜的光学镜头显淡紫色．10．雨后天空中的彩虹产生的原因和条件(1)彩虹是由于日光经过球状小水滴时，从空气射入球内要发生折射，从球内射向空气可能要发生全反射形成的．当阳光进入水滴后就被分解为七色光，这七色光再经过内表面反射进入我们的视角，我们就看见了七彩的虹．如图甲所示是由于太阳光经过小水滴时，受到两次折射，一次反射，产生第一次彩虹，偏向程度与日光进行方向差138︒，因此我们看到第一道彩虹呈现42︒方位角，如图乙所示．如图丙、丁所示，若目光受到两次折射、两次反射，则产生第二道彩虹(50︒)．由于红光受折射偏向最小，蓝光最大．第一道彩虹的颜色排列由内向外是：蓝→红，第二道则是红→蓝．彩虹多发生在大雨过后，需背对阳光才看得到，每个人看到的彩虹都以观察者为中心形成42︒或50︒的光环．其实，彩虹不仅仅来自天空，在有水雾和阳光的地方，都有可能看见彩虹，因为彩虹实际上是白光通过水滴折射、反射后产生的．(2)大城市由于环境污染严重，空气中漂浮大量的粉尘等颗粒杂质，也使得空中的小水珠不再纯净，难以形成日光的折射和全反射，所以很难看到彩虹．(3)要爱护环境，保护大气层，减小有害气体的排放，植树造林．要点四、激光1．激光具有的特点(1)相干性好．所谓相干性好，是指容易产生干涉现象．普通光源发出的光(即使是所谓的单色光)频率是不一样的，而激光器发出的激光的频率几乎是单一的，并且满足其他的相干条件．所以，现在我们做双缝干涉实验时，无需在双缝前放一个单缝，而是用激光直接照射双缝，就能得到既明亮又清晰的干涉条纹．利用相干光易于调制的特点，传输信息，所能传递的信息密度极高，一条细细的激光束通过光缆可以同时传送一百亿路电话和一千万套电视，全国人民同时通话还用不完它的通讯容量，而光纤通信就必须借助激光技术才能发展．(2)平行度非常好．与普通光相比，传播相同距离的激光束的扩散程度小，光线仍能保持很大的强度，保持它的高能量，利用这一点可以精确测距．现在利用激光测量地月距离精确度已达到1 m．(3)激光的亮度非常高．它可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量．如果把强大的激光束会聚起来，可使物体被照部分在千分之一秒的时间内产生几千万度的高温不能直接照射眼睛，否则会伤害眼睛．(4)激光单色性很好．激光的频率范围极窄，颜色几乎是完全一致的．2．激光的应用举例与对应的特性(1)激光雷达．对准目标发出一个极短的激光脉冲，测量发射脉冲和收到反射回波的时间间隔，结合发射的方向，就可探知目标的方位和距离，结合多普勒效应，还可以求出目标的运动速度．(利用激光的平行度好)(2)读盘．激光的平行度很好，可以会聚到很小的一点，让会聚点照射DVD碟机、CD唱机、计算机的光盘上，就可读出光盘上记录的信息．(利用激光的平行度好)(3)医用激光刀．可以用于医疗的某些手术上，具有手术时间短、损伤小、不会引起细菌感染、止血快等优点．(利用激光的亮度高)(4)切割金属等难熔物质．用激光可以产生几千万度的高温，使最难熔的物质也可在瞬间汽化．(利用激光的亮度高)(5)激光育种．用激光照射植物的种子，会使植物产生有益的变异，用于培育新晶种．(利用激光的亮度高)(6)引起核聚变．使聚变能在控制前提下进行．(利用激光亮度高)(7)激光可以作为武器使用，用以击毁侦察卫星，飞行的导弹、飞机、装甲车等．(利用激光的亮度高)(8)作为干涉、衍射的光源．干涉、衍射现象明显．(利用其单色性好)3．光源发射光子数的计算从能量转化的角度思考，设光源的功率为P，经过时间t，则光源发射的光子数N由E Nhv＝和E Pt＝，可知PtNhv ．4．激光武器激光武器分为激光制导炸弹和激光热武器两种．激光制导炸弹在攻击目标时，由目标指示飞机发射激光，照射目标，由运载机投弹，制导炸弹则根据从目标反射回来的激光飞向目标．这种炸弹偏离目标不大于10m．而普通炸弹则通常平均偏离目标在100 m左右．激光热武器是利用激光的热效应来破坏目标的．轻型的激光热武器可称为激光枪，可用来杀伤人员，重型的称为激光炮，可烧毁装甲车、飞机、导弹和卫星等．激光热武器的优点是速度快，命中率高．缺点是不能大面积的摧毁目标．制造激光热武器要求有大功率的激光器，目前有一些技术难题尚未完全解决，还处于研制阶段．5．医疗用激光可以治疗眼疾，如视网膜“焊接”、虹膜切除、角膜移植、治疗青光眼等．激光在皮肤科、五官科、妇科、肿瘤科、外科等方面也得到了应用．可治疗黑色素皮肤癌、血管肿瘤、“焊接”骨骼．外科用激光作为手术刀来切割组织，其优点是可以自动止血、伤口基本无菌、伤口愈合快．利用光导纤维传输激光，制成激光内窥镜来检查肠胃的病变．【典型例题】类型一、衍射现象例1．关于光的衍射现象，下面说法正确的是( )．A．红光的单缝衍射图样是红暗相间的直条纹B．白光的单缝衍射图样是红暗相间的直条纹C．光照到不透明小圆盘上出现泊松亮斑，说明发生了衍射D．光照到较大圆孔上出现大光斑，说明光沿着直线传播，不存在光的衍射现象【思路点拨】根据光波发生明显衍射的条件进行判断。