几何光学物理光学知识点
高中物理高考复习《几何光学》
设光在真空中的波长为，光在介质中的波长为λ，那么
n sini C 0 sin r v
对于不同频率的光波在同一种介质中，
v C
f nf
频率较高的光速率较小，波长较短。
四、透镜
(一) 透镜的光心、主轴、焦点、焦距
薄透镜的中央可视为一个点，叫光心。过透镜两个球面中心的直 线叫主轴。平行于主轴的光线经透镜折射后会聚于一点叫焦点。 对于凸透镜，它是实际光线的交会点，是实焦点；对于凹透镜， 它是光线反向延长线的交会点，是虚焦点。焦点到光心的距离是 焦距。对于凸透镜，焦距用正数表示；对于凹透镜，焦距用负数 表示。
3、实验：测定玻璃的折射率
(二) 全反射
1、全反射现象
光的传播速度较小，折射率较大的介质称之为光密 介质；光的传播速度较大、折射率较小的介质称之为 光疏介质。
当光线从光密介质射入光疏介质时，且当入射角增大 到某一角度，使折射角达到90°时，折射光线就完全 消失，只剩下反射到光密介质的光线，这种现象叫光 的全反射。
1 1 1。 uv f
（1）对于凸透镜，公式里的u和f总是正的，但v值不一定是正的。 当u<f时，v为负值。v的值是正的时，像和物分别位于透镜的两 侧，像是实像。v的值是负的时，像和物在透镜的同侧，像是虚 像。
（2）对于凹透镜，焦距f应取负值。由于物距u总是正的，因而
1 1 1 总是负的，也就是 v为负值，这表示凹透镜 总是成虚像，像 v fu
α=β
2．面镜
(1)平面镜； (2)凹面镜； (3)凸面镜。
平面镜成象的特点:
等大,正立,虚象,关于平面镜对称.
几何光学物理光学知识点
A i r B C O
4. 光线通过平行玻璃砖后的出射光线和入射光
线平行且有侧向位移。侧向位移的大小跟平行
玻璃砖的厚度及入射角、折射率有关。
i
r
1
2Hale Waihona Puke d如右图所示,有一个长方形容器, 高为30厘米,宽为40厘米,在容器的底部平放着一把长40厘米 的刻度尺.眼睛在OA延长线上的E点观察,视线沿着EA斜向下 看恰能看到尺的左端零刻度.现保持眼睛的位置不变,向容器 内倒入某种液体且满至容器口,这时眼睛仍沿EA方向观察,恰 能看到尺上20厘米的刻度,则此种液体的折射率为 .
光的干涉条纹和衍射条纹的比较
三、光的电磁说和电磁波谱
a.光的电磁说————光在本质上是一种电磁波.
b.电磁波谱——电磁波按波长由大到小的排列为 无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、 γ 射线 c.电磁波的产生机理——无线电波由振荡电路产生 红外线、可见光、紫外线由原子的外层电子受激后
产生
X射线由原子的内层电子受到激发后产生
l x d
2、薄膜干涉：由薄膜前后表面反射的的两列光 波叠加而成。例如肥皂泡及水面上的油膜呈现 的彩色花纹。 劈形薄膜干涉可产生平行相间条纹。 增透膜的厚度应该是光在薄膜中波长的1/4。
返回
薄 膜 干 涉
二、光的衍射
光的衍射现象是光离开直线路径而绕到障 碍物后面的现象。 产生明显衍射的条件：障碍物或孔的尺 寸能和波长相比或比波长小。 双缝干涉图样与单缝衍射图样的区别： 干涉条纹是等间距排列的条纹，衍射 图样是不等间距、中间亮纹最亮，而两边条 纹逐渐变窄变暗的不均匀条纹. 光的干涉和光的衍射说明光是一种波。
白光通过三棱镜，要发生色散，红光偏折角最小，紫 光偏折角最大． 偏折角从小到大的顺序是：红、橙、黄、绿、蓝、紫． 结论—— 从红到紫的方向有： （1）同一介质对不同色光的折射率逐渐增大． （2）在同一介质中不同色光的传播速度逐渐减小． （3）光的频率逐渐增大． （4）在真空中的波长逐渐减小． （5）光子的能量逐渐增大．
光的几何光学与物理光学
光的几何光学与物理光学光是一种电磁波，是宇宙中重要且神秘的现象之一。
在人类的探索中，有两个主要的光学分支，即几何光学和物理光学。
这两个分支各自研究光的传播和行为，但侧重点不同，为我们揭示了光与物质的相互作用的不同方面。
几何光学是光学的基础，它以光的传播路径和光线为主要研究对象。
几何光学的理论是基于光的直线传播原理，即光在各向同性的介质中沿直线传播，当在介质之间发生折射或反射时，根据折射定律和反射定律可以确定光的传播路径。
通过几何光学的研究，我们可以预测光的传播路径和成像规律，从而应用于光学仪器和光学系统的设计与分析。
几何光学的一个重要应用是成像原理。
通过透镜和反射镜的设计和组合，可以实现对光的聚焦、放大和成像功能。
例如，透镜是将平行光线汇聚成焦点的光学元件，根据透镜的形状和曲率，可以改变光线的传播方向和焦距，从而实现对光的控制和调节。
透镜的成像特性可以用来制造放大镜、显微镜、相机等光学设备，将光线聚焦到物体上从而形成清晰的图像。
几何光学的成像原理也被应用于人类眼睛的工作原理，通过角膜和晶状体的凸凹形状和折射作用，使得光线能够在视网膜上形成物体的实时清晰影像。
然而，几何光学只是光学的一个侧面，它无法很好地解释光的一些特殊现象，例如干涉和衍射。
这就引出了物理光学的概念。
物理光学是对光的传播和行为进行更深入研究的分支。
与几何光学不同，物理光学关注的是光的波动性质。
物理光学的基础概念之一是光的波动性，即光既可以被看作是一束直线传播的光线，也可以视为一种波动现象，像水波一样具有多个特征。
干涉是物理光学中的重要现象之一，它描述的是两束或多束光线相互叠加产生干涉图案的过程。
干涉现象的产生与光的波动性质密切相关，当光通过介质或被散射时，会产生相位差，光线在叠加过程中产生干涉，形成明暗相间的干涉条纹。
干涉现象不仅在科学研究中有重要应用，例如光学显微镜中的干涉图像可以提供更高分辨率的细节，还在实际生活中应用广泛，例如CD和DVD光盘的读取原理就是基于光的干涉现象。
高中物理光学知识点总结
高中物理光学知识点总结。
目录高中物理光学知识点高中物理光学重点高中物理光学要点★高中物理光学知识点几何光学以光的直线传播为基础，主要研究光在两个均匀介质分界面处的行为规律及其应用。
从知识要点可分为四方面：一是概念;二是规律;三为光学器件及其光路控制作用和成像;四是光学仪器及应用。
(一)光的反射1.反射定律2.平面镜：对光路控制作用;平面镜成像规律光路图及观像视场。
(二)光的折射1.折射定律2.全反射临界角。
全反射棱镜(等腰直角棱镜)对光路控制作用。
3.色散。
棱镜及其对光的偏折作用现象及机理应用注意：1.解决平面镜成像问题时，要根据其成像的特点(物像关于镜面对称)，作出光路图再求解。
平面镜转过α角，反射光线转过2α2.解决折射问题的关键是画好光路图，应用折射定律和几何关系求解。
3.研究像的观察范围时，要根据成像位置并应用折射或反射定律画出镜子或遮挡物边缘的光线的传播方向来确定观察范围。
4.无论光的直线传播，光的反射还是光的折射现象，光在传播过程中都遵循一个重要规律：即光路可逆。
(三)光导纤维全反射的一个重要应用就是用于光导纤维(简称光纤)。
光纤有内外两层材料，其中内层是光密介质，外层是光疏介质。
光在光纤中传播时，每次射到内外两层材料的界面，都要求入射角大于临界角，从而发生全反射。
这样使从一个端面入射的光，经过多次全反射能够没有损失地全部从另一个端面射出。
(四)光的干涉光的干涉的条件是有两个振动情况总是相同的波源，即相干波源。
(相干波源的频率必须相同)。
形成相干波源的方法有两种：(1)利用激光(因为激光发出的是单色性极好的光)。
(2)设法将同一束光分为两束(这样两束光都来源于同一个光源，因此频率必然相等)。
(五)干涉区域内产生的亮暗纹1.亮纹：屏上某点到双缝的光程差等于波长的整数倍(相邻亮纹(暗纹)间的距离)。
用此公式可以测定单色光的波长。
用白光作双缝干涉实验时，由于白光内各种色光的波长不同，干涉条纹间距不同，所以屏的中央是白色亮纹，两边出现彩色条纹，各级彩色条纹都是红靠外，紫靠内。
高二物理几何光学知识点
高二物理几何光学知识点
高二物理中的几何光学部分主要包括以下几个核心知识点：
1. **光的直线传播定律**：在均匀介质中，光沿直线传播。
这是几何光学的基本原理，也是解释影子、小孔成像等现象的基础。
2. **光的反射定律**：包括入射光线、反射光线和法线在同一平面内；入射角等于反射角。
这是研究平面镜、球面镜等反射光学元件的基础。
3. **光的折射定律（斯涅尔定律）**：入射光线、折射光线和法线在同一平面内；入射角的正弦与折射角的正弦之比为常数（即折射率），描述了光从一种介质进入另一种介质时传播方向的变化规律。
4. **全反射现象及条件**：当光线从光密介质射向光疏介质且入射角大于临界角时，会发生全反射，光线全部反射回光密介质。
5. **透镜成像原理**：主要分为薄透镜成像公式和透镜成像的性质分析，包括凸透镜（会聚透镜）和凹透镜（发散透镜）的成像特点，以及实像和虚像的概念。
6. **光学仪器**：如显微镜、望远镜的工作原理及其放大率的计算。
7. **光路可逆原理**：在相同的光学系统中，光路是可逆的，即如果光线从A 点经过光学系统到达B点，那么反过来，光线也可以从B点通过相同的光学系统到达A点。
以上就是高二物理几何光学的主要知识点，学习时需要结合实际问题进行理解和应用。
光学中的几何光学与物理光学
光学中的几何光学与物理光学光学是一门研究光的行为与性质的科学，其中几何光学和物理光学是光学中的两个重要分支。
几何光学关注光的传播规律，以及光在介质之间的反射和折射现象。
而物理光学则更加深入地研究了光的波动性质和相互作用。
首先，我们来探讨几何光学。
几何光学是基于光的直线传播假设的，它将光视为一条直线，研究光在光学系统中的传播路径。
其中光线、光束和光线追踪是几何光学的基本概念和工具。
光线是描述光传播方向的线段，通过对光线的追踪和分析，我们可以得到光的传播规律。
而光束则是由多条光线组成的，可以用来研究光的整体行为。
光线追踪是指通过追踪光线的传播路径，来研究物体的成像和光的反射、折射等现象。
光线的反射是几何光学中重要的内容之一。
当光线从一种介质射向另一种介质时，会发生反射现象。
根据反射定律，光线的入射角等于反射角。
这个定律可以用来解释镜面反射现象。
当光线入射到光滑的镜面上时，会按照入射角等于反射角的规律反射出去。
这种规律可以用来设计光学系统中的反射镜，比如望远镜和显微镜等。
另一方面，光线的折射也是几何光学中的重要内容。
当光线从一种介质射向另一种介质时，由于介质的折射率不同，会发生折射现象。
折射定律告诉我们，入射光线、折射光线和法线三者在同一平面内，而入射角和折射角之间有一个固定的关系。
根据这个定律，我们可以解释透镜的成像原理。
透镜是一种由两个或多个曲面组成的光学元件，通过透镜的折射作用，可以将光线聚焦或发散，从而实现物体的放大或缩小。
除了几何光学，物理光学也是光学中非常重要的一部分。
物理光学研究光的波动性质，可以解释许多几何光学无法解释的现象。
例如，干涉现象和衍射现象就是物理光学的典型实验现象。
干涉现象是指当两束或多束光线相互叠加时产生明暗相间的干涉条纹。
这一现象可以用来设计干涉仪等精密测量设备。
衍射现象是指光通过一个或多个孔或障碍物时，发生弯曲、散射或扩散的现象。
衍射现象可以解释光的传播和散射行为，对于了解光的性质和现象非常重要。
几何光学物理光学知识点
几何光学物理光学知识点光学是研究光的传播、反射、折射、干涉和衍射现象的学科。
几何光学是光学的一个分支，主要研究光的传播直线性质和光的反射、折射的基本规律。
以下是几何光学的一些重要的知识点。
1.光的传播直线性质：光的传播遵循直线传播定律，即光在一种介质中以直线传播，称为光的直线传播性质。
2.光的反射定律：光在光滑表面上发生反射时，入射角等于反射角。
3. 光的折射定律：光从一种介质进入另一种介质时，入射角、折射角和两种介质的折射率之间满足折射定律，即n1*sin(θ1)=n2*sin(θ2)，其中n1和n2分别为两种介质的折射率，θ1和θ2分别为入射角和折射角。
4.球面镜和薄透镜的成像公式：对于球面镜，成像公式为1/f=1/v+1/u，其中f为焦距，v为像距，u为物距。
对于薄透镜，成像公式为1/f=1/v-1/u。
5.凸凹透镜成像规律：凸透镜成像规律是物体距离凸透镜距离为f的位置，像无论在哪里都在凸透镜的反面，正立，放大，属于放大系统。
凹透镜成像规律是物体距离凹透镜越远，像越近，倒立，缩小，属于缩小系统。
6.光的干涉现象：光的干涉是指两束或多束光波叠加形成明暗相间的干涉条纹。
干涉分为相干光的干涉和非相干光的干涉，其中相干光干涉又分为同一光源光的干涉和不同光源光的干涉。
7.杨氏双缝干涉实验：是杨振宁做的关于光的干涉实验，实验证明了光的波动性。
8.杨氏实验的解释：杨氏双缝干涉实验的解释是光波从两个缝中通过后分别传播到屏幕上的不同位置，根据光的相位差和干涉条件，形成干涉条纹。
9.光的衍射现象：光的衍射是指光波通过一个小孔或物体边缘时，发生弯曲和扩散的现象。
根据衍射的级数，分为一级衍射、二级衍射、多级衍射。
10.衍射光栅：是利用衍射现象进行光学分析和测量的重要工具。
光栅是一种周期性结构，通过多级衍射产生许多衍射光束，形成明暗相间的衍射条纹。
11.真实像和虚像：根据物体和像的位置关系，成像可以分为真实像和虚像。
高三物理几何光学知识点
高三物理几何光学知识点光学是物理学的一个重要分支，其研究的对象是光的传播、反射、折射、干涉、衍射等现象。
而几何光学是光学中的一种研究方法，它以光的传播方向和光线的传播路径为研究对象，通过几何方法来分析和解释光的传播规律。
在高三物理学习中，几何光学是一个重要的知识点，它涉及到光的反射定律、折射定律、光的成像等内容。
下面将详细介绍高三物理几何光学的知识点。
1. 光的反射定律光的反射是光线从一种介质射入另一种介质时，发生界面反射的现象。
根据光的反射定律，入射角等于反射角，即光线入射界面的法线和反射光线的夹角相等。
这一定律在光的传播和反射过程中起到了重要的作用，也为后续的光学研究提供了基础。
2. 光的折射定律光的折射是光线从一种介质射入另一种介质时，发生界面折射的现象。
根据光的折射定律，入射角、折射角和两种介质的折射率之间存在着一定的关系。
光的折射定律可以用数学公式n1sinθ1=n2sinθ2表示，其中n1和n2分别为两种介质的折射率，θ1和θ2分别为入射角和折射角。
这一定律用于解释光在不同介质中传播的路径和角度变化。
3. 光的全反射当光从光密介质射向光疏介质时，入射角大于临界角时，将发生全反射的现象。
全反射是光折射定律的特殊情况，当入射角大于临界角时，折射角大于90°，光无法穿过界面，而是完全反射回原介质。
全反射在光纤通信等领域有重要的应用。
4. 光的成像光的成像是指光线通过光学器件（如镜子、透镜）后，在屏幕上形成清晰的像。
根据几何光学的原理，光线经过反射或折射后，会按照一定的规律在物体的背面或同侧形成像。
其中，平面镜成像和透镜成像是高三物理几何光学中的重点内容。
5. 平面镜成像平面镜是一种光学器件，其反射面为平面。
根据平面镜的特点，我们可以得出平面镜成像的规律：光线与镜面的交角等于入射角和反射角的夹角，入射光线和反射光线在镜面上对称。
根据这一规律，我们可以推导出物体到平面镜的距离等于像到平面镜的距离，而且物体和像的位置互为关于镜面的对称点。
大学物理--几何光学
B
B
B
ndl n dl
A
A
而由公理：两点间直线距离最短 A
B
dl 的极小值为直线AB A
所以光在均匀介质中沿直线传播
2.光的反射定律
Q点发出的光经 反射面Σ到达P点
P’是P点关于Σ 面的对称点。
P，Q，O三点 确定平面Π。
直线QP’与反射 面Σ交于O点。
nQO OP
则易知当i’=i时，QO + OP为光程最短的路径。
•直接用真空中的光速来计算光在不同介质中通过一定 几何路程所需要的时间。
t nl ct cc
•光程表示光在介质中通过真实路程所需时间内,在真空
中所能传播的路程。
分区均匀介质:
k
nili
i 1
,
t
c
1 c
k i 1
nili
连续介质:
ndl (l)
二、费马原理
1.表述：光在空间两定点间传播时，实际光程为一特 定的极值。
'
nl
nl '
n r 2 r s 2 2 r r s cos
n
r 2
s '
2
r
2
r s '
r cos
A
l
i -i` l '
P
-u
-u`
C
P` -s` O
-r
-s
对给定的物点，不同的入射点，对应着不同
的入射线和反射线，对应着不同的 。
由费马原理可知 :当 d PAP' 0 时,
2. 光的折射反射定律：
(1) 光的反射定律：反射线位于入射面内，反射线和 入射线分居法线两侧，反射角等于入射角，即
版高中物理几何光学知识点总结归纳完整版
版高中物理几何光学知识点总结归纳完整版高中物理的几何光学主要涉及光的反射、折射和光的成像三个方面的知识。
下面是对这些知识点进行完整归纳总结的1200字以上的版本。
一、光的反射1.反射定律：入射光线、反射光线和法线三者在同一平面内，入射角等于反射角。
2.镜面反射：光线在光滑的表面上发生反射，形成镜面反射。
镜面反射的特点是：入射角等于反射角，光线在反射后保持平行。
3.图像特点：镜面反射的图像特点是：与物体呈对称，与物体等大，正立，视距相等。
二、平面镜1.焦距和焦点：平面镜的焦点是与镜中心呈等角的光线经过反射后所交于的点，与镜面的交点为焦点，并且焦点在镜面两侧等距离的位置上。
与该平面镜的焦点相应的距离叫做平面镜的焦距。
2.成像性质：平面镜成像的特点是：呈现真实、位置对称、正立、视距等大的图像，左右位置颠倒。
三、球面镜1.球面镜的分类：球面镜分为凸面镜和凹面镜两种。
2.光的折射定律：光线由空气射向球面镜，根据光的折射定律，由大到小的折射角，则光线会聚于球面镜的焦点，形成实像；由小到大的折射角，则光线会发散，无法交于焦点，形成虚像。
3.凸面镜成像：凸面镜会使光线会聚，形成实像。
当物体在焦点以外，成像为倒立、缩小、实像；当物体在焦点以内，成像为正立、放大、虚像。
4.凹面镜成像：凹面镜会使光线发散，无法交于焦点，形成虚像。
凹面镜成像的特点是：倒立、缩小、虚像。
四、薄透镜1.薄透镜的种类：薄透镜分为凸透镜和凹透镜两种。
2.透镜成像：光线经过透镜折射后形成的图像叫做透镜成像。
凸透镜成像的特点是：当物体在光轴上方，成像为倒立、缩小、实像；当物体在光轴下方，成像为正立、放大、虚像。
凹透镜成像的特点与凸透镜相反。
3.焦距和焦点：薄透镜的焦点是平行光线经过透镜折射后所交于的点，焦点的位置与透镜的光心及两个球面半径有关。
五、光的色散1.光的色散原理：光的色散是光通过多个介质界面时，不同频率的光分散出不同的方向。
色散现象是由于不同波长的光在介质中的折射率不同所引起的。
大学物理第十一章光学第14节 几何光学
M
ni
i´
Q
p
Q2
nL n0 ni nL nL d r1 r2 p1´ n0 1 1 1 物方焦距 f nL n0 ni nL p p f r1 r2 1 ' 当ni＝no1 f f 1 1 磨镜者公式 ( nL 1) r1 r2
镜头(相当于凸透镜)在物和底片之间移动 光阑——影响底片接受的光通量和景深 光阑直径大，曝光量大，但景深短； 光阑直径小，曝光量小，但景深长；
第十一章 光学
第十一章 光学
物理学
第五版
11-7 单缝衍射 11-14 几何光学
2.平面的折射成像 ' n sin i sin i ' 2 2 sin i cos i 1 n sin i ' y y y x cot i ' sini cosi n cosi ' ' y x cot i
x
r2 0 r1
r1 0, r2 0 r1 r2
凹透镜中央薄，边缘薄厚；像方焦距为负； 像方焦点在入射区，物方焦点在折射区。
第十一章 光学
物理学
第五版
凹透镜成像图
1 2 F´ hi
11-14 11-7 单缝衍射 几何光学
1
pI´
2
凹透镜成像的三条特殊光线： 经过物方焦点的光线折射后平行于主光轴前进 平行于主光轴的光线折射后为指向像方焦点的光线 经过光心的光线不改变方向 实物经薄凹透镜成的像总是正立，缩小的虚像，且与 实物在凹透镜同侧；虚物经薄凹透镜成的像总是倒立， 放大的实像，与虚物在凹透镜同侧。
第十一章 光学
物理学
第五版
11-7 单缝衍射 11-14 几何光学
几何光学和物理光学
几何光学和物理光学几何光学和物理光学是光学学科中的两个重要分支，它们研究的对象都是光的传播和相互作用，但从不同的角度进行分析和探讨。
几何光学是研究光的传播和反射规律的一门学科。
它假设光是由无数条直线组成的光线，通过光线的传播路径和相互作用来研究光的行为。
几何光学主要研究光的传播、反射、折射和成像等现象，着重于通过几何方法来描述和解释这些现象。
几何光学的基本原理是光的传播路径遵循直线传播的规律，以及入射角等于反射角和折射角的规律。
基于这些原理，几何光学可以解释光的反射和折射现象，如镜面反射和透镜的成像原理。
物理光学是研究光的波动和相干性质的学科。
它认为光是一种电磁波，通过对光的波动性质进行研究来解释和预测光的行为。
物理光学主要研究光的干涉、衍射和偏振等现象，着重于通过波动理论来解释和描述这些现象。
物理光学的基本原理是光的传播是一种波动现象，光的波动可以叠加和干涉，同时还具有偏振性质。
基于这些原理，物理光学可以解释光的干涉和衍射现象，如干涉条纹和衍射图样的形成原理。
几何光学和物理光学在研究光的传播和相互作用方面有着不同的侧重点和适用范围。
几何光学适用于光线传播路径较长、光线的干涉和衍射现象较弱的情况，如研究光的成像、镜面反射和透镜的光学系统设计等。
物理光学适用于光线传播路径较短、光线的干涉和衍射现象较强的情况，如研究光的干涉条纹、衍射图样和偏振现象等。
两者相辅相成，共同构成了光学学科的基础理论。
在实际应用中，几何光学和物理光学常常结合起来使用。
例如，在光学仪器的设计和优化中，可以先使用几何光学的方法进行初步设计和分析，然后再结合物理光学的原理进行精确计算和优化。
这样可以在保证光学系统性能的基础上，尽量简化设计和制造的复杂度。
几何光学和物理光学是光学学科中的两个重要分支，它们从不同的角度来研究光的传播和相互作用。
几何光学以光线为基础，研究光的传播和反射规律；物理光学以波动理论为基础，研究光的波动和相干性质。
物理竞赛光学教程_第一讲几何光学
物理课件网（ ）欢迎您！第一讲 几 何 光 学 §1.1 几何光学基础1、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。
2、光的直线传播：光在同一均匀介质中沿直线传播。
3、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；③入射角1i 与折射角2i 满足2211sin sin i n i n =；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，将发生全面反射现象（折射率为1n 的光密介质对折射率为2n 的光疏介质的临界角12sin n n C =）。
4、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。
§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系统叫做组合平面镜，射向组合平面镜的光线往往要在平面镜之间发生多次反射，因而会出现生成复像的现象。
先看一种较简单的现象，两面互相垂直的平面镜（交于O 点）镜间放一点光源S （图1-2-1），S 发出的光线经过两个平面镜反射后形成了1S 、2S 、3S 三个虚像。
用几何的方法不难证明：这三个虚像都位于以O 为圆心、OS 为半径的圆上，而且S 和1S 、S 和2S 、1S 和3S 、2S 和3S之间都以平面镜（或它们的延长线）保持着对称关系。
用这个方法我们可以容易地确定较复杂的情况中复像的个数和位置。
两面平面镜AO 和BO 成60º角放置（图1-2-2），用上述规律，很容易确定像的位置：①以O 为圆心、OS 为半径作圆；②过S 做AO 和BO 的垂线与圆交于1S 和2S ；③过1S 和2S 作BO 和AO 的垂线与圆交于3S 和4S ；④过3S 和4S 作AO 和BO 的垂线与圆交于5S，3图1-2-2S S 2图1-2-1高中物理竞赛电学光学教程 第一讲几何光学51~S S 便是S在两平面镜中的5个像。
物理光学与几何光学
光的度量单位
光通量 光照度 光亮度
几何光学
一.光的传播
光线：几何光学以光线概念为基础，这 种光线是无直径，无体积，有一定方向 的几何线，用来表示光的传播方向。 光束：有一定关系的无数光线的集合。
光束的分类
发散光束 会聚光束 平行光束 像散光束
光线传播的介质
光的独立传播定律
ห้องสมุดไป่ตู้
反光镜 自行车尾灯 光纤 科研
太 阳 的 倒 影
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山 的 倒 影
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山 的 倒 影
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三棱镜
棱镜的折光性：使光线向棱镜底部移位 无聚集能力
棱镜的色散
三棱镜
入射光（阳光）是 多种颜色（频率） 合成的光，通过棱 镜就发生了色散现 象。
（可见光光谱）
大气中的小水滴充 当了玻璃棱镜的角 色。
物理光学与几何光学
韩卓越
物理光学
一.光的本质
1.光的微粒说 2.光的波动说 3.光的电磁说 4.光的量子说
1.光的微粒说
光的微粒说：光是光源发出的一种物质 微粒，在介质中以一定速度向各个方向 直线传播。 缺点：无法解释光的衍射等现象。
2.光的波动说
2.光的波动说：认为光是一种波动，由 光源发射后向外推进，形成一连续的波 面，其传播方式极似水面上丢下石块所 形成的水波。 19世纪得到普遍认可。
红外线的应用
紫外线灭菌灯
防紫外线眼镜
这位科学家 在紫外线下 进行实验， 她戴着防护 眼镜，以防 紫外线伤害 眼睛。
紫外线与人类生活
大学物理几何光学(一)2024
大学物理几何光学（一）引言概述：大学物理几何光学是光学的基础课程之一，它揭示了光的传播和反射、折射的规律，并研究了透镜、光的像、光的干涉和衍射等现象。
本文将从以下五个大点探讨大学物理几何光学的重要内容。
一、光的传播与反射1. 光的传播：光是电磁波，具有波动性和粒子性。
介绍光传播的特性和光速的性质。
2. 光的反射：介绍光在平面镜和曲面镜上的反射，包括入射角、反射率和反射成像原理。
3. 光的像的构成：探讨从光线追迹法的角度解释光的像的构成原理。
二、光的折射与光的像1. 光的折射：介绍光在不同介质中传播时的折射规律，包括折射定律和折射率的概念。
2. 透镜和光的像：详细阐述透镜的种类和工作原理，讨论光在凸透镜和凹透镜上的折射成像规律。
三、光的干涉与衍射1. 光的干涉：介绍干涉现象的原因和特点，包括光的相干性和双缝干涉实验。
2. 光的衍射：探讨衍射现象产生的原因和条件，例如单缝衍射和光栅衍射。
四、光的波动理论1. 光的波动性：介绍光的波动性和波动光的干涉和衍射现象与波动理论的关系。
2. 光的能量和光强度：解释光的能量和光强度的概念，以及它们与光的振幅和角频率之间的关系。
五、光的偏振与光的色散1. 光的偏振：阐述光的偏振现象的原理和特点，包括线偏振和圆偏振。
2. 光的色散：介绍光在介质中传播时的色散现象，并解释不同频率的光波在介质中传播速度不同的原因。
总结：本文通过概述了大学物理几何光学的重要内容，包括光的传播与反射、光的折射与光的像、光的干涉与衍射、光的波动理论以及光的偏振与光的色散。
理解这些基础知识对于深入学习光学以及应用到光学设备和技术中具有重要的意义。
光学知识点
λ R R= =πk δλ 1 R
Dθ =
δiK k = δλ 2 nh sin i K
9.干涉问题的求解内容
（1） 求某波前上的光强分布两种方法 复振幅法和矢量图解法。 （2）求干涉条纹特征（形状、取向、间距、条纹数、位置、 反衬度、空间周期、空间频率及条纹移动情况）由极值方程确 定。
I ( P ) = I Max ， 或
因此，对双光束干涉来说，求解δ(P)或ΔL(P)是关键。
（2）多光束干涉 a 光强求法：二种 复数求和法与矢量图解法
% = A eii Ui i
b 求干涉条纹特征方法：
% % U = ∑U i
i =1
N
% % I = U *U
先求出I=I(p)，再取I(p)= I
Maxor
Imin
dI ( p) =0 或 dp
几何光学
一、几何光学三定律： 几何光学三定律： （1）光的直线传播（均匀媒质） ）光的直线传播（均匀媒质）
（2）光的反射定律（ i = i ' ） ）光的反射定律（ （3）光的折射定律（ n1 sin i1 = n 2 sin i2） ）光的折射定律（ a. 全反射、临界角 ( 光密媒质 n1→ 光疏媒质 2 ） 全反射、 光疏媒质n
dI = 0 dP
（1）双光束干涉：
在傍轴条件下，光强的分布满足：
I = I 1 + I 2 + 2 I 1 I 2 cos δ
2 = I 0 (1 + γ cos δ ) 其中 I 0 = A12 + A2 r r r δ = 2 1 = k2 r2 k1 r1 +02 01 = k0 L +0
8. 多光束干涉
光学高中物理知识点
光学高中物理知识点一、重要概念和规律(一)、几何光学基本概念和规律1、基本概念光源发光的物体.分两大类：点光源和扩展光源.点光源是一种理想模型，扩展光源可看成无数点光源的集合.光线——表示光传播方向的几何线.光束通过一定面积的一束光线.它是温过一定截面光线的集合.光速——光传播的速度。
光在真空中速度最大。
恒为C=3某108m/s。
丹麦天文学家罗默第一次利用天体间的大距离测出了光速。
法国人裴索第一次在地面上用旋转齿轮法测出了光这。
实像——光源发出的光线经光学器件后，由实际光线形成的.虚像——光源发出的光线经光学器件后，由发实际光线的延长线形成的。
本影——光直线传播时，物体后完全照射不到光的暗区.半影——光直线传播时，物体后有部分光可以照射到的半明半暗区域.2.基本规律(1)光的直线传播规律先在同一种均匀介质中沿直线传播。
小孔成像、影的形成、日食、月食等都是光沿直线传播的例证。
(2)光的独立传播规律光在传播时虽屡屡相交，但互不扰乱，保持各自的规律继续传播。
(3)光的反射定律反射线、人射线、法线共面；反射线与人射线分布于法线两侧；反射角等于入射角。
(4)光的折射定律折射线、人射线、法织共面，折射线和入射线分居法线两侧；对确定的两种介质，入射角(i)的正弦和折射角(r)的正弦之比是一个常数.介质的折射串n=sini/sinr=c/v。
全反射条件：①光从光密介质射向光疏介质；②入射角大于临界角A，sinA=1/n。
(5)光路可逆原理光线逆着反射线或折射线方向入射，将沿着原来的入射线方向反射或折射.3.常用光学器件及其光学特性(1)平面镜点光源发出的同心发散光束，经平面镜反射后，得到的也是同心发散光束.能在镜后形成等大的、正立的虚出，像与物对镜面对称。
(2)球面镜凹面镜有会聚光的作用，凸面镜有发散光的作用.(3)棱镜光密煤质的棱镜放在光疏煤质的环境中，入射到棱镜侧面的光经棱镜后向底面偏折。
隔着棱镜看到物体的像向项角偏移。
版高中物理几何光学知识点
版高中物理几何光学知识点光学是物理学的一个分支，主要研究光的传播规律和光对物质的相互作用。
而几何光学则是光学的一个重要的分支，它主要研究光线在直线传播时的规律和在与平面镜、球面镜等光学器件中的传播规律。
以下是几何光学的一些重要的知识点。
1.光线与物体的相互作用当光照射到物体上时，会发生反射、折射、透射等现象。
其中，发生反射的光线遵循反射定律，即入射角等于反射角；发生折射的光线遵循折射定律，即入射角的正弦与折射角的正弦比等于两种介质的折射率之比。
2.平面镜成像平面镜是一种反射器件，它将光线反射得非常规则。
当光线射向平面镜时，会发生反射并形成像。
根据镜面法线的位置不同，平面镜的成像有实像和虚像两种情况。
实像是指光线会交叉而形成的像，而虚像则是指光线不会交叉而形成的像。
无论是实像还是虚像，它们的位置都位于镜面法线上。
3.球面镜的成像球面镜是一种由一个曲面构成的光学器件，可分为凹面镜和凸面镜两种。
球面镜也会将光线反射或折射，并形成像。
不同的是，球面镜的像可以是实像也可以是虚像，且位置不一定位于镜面法线上。
凹面镜会使得光线发散，而凸面镜会使得光线汇聚。
4.光的色散和色度光的色散是指光线经过一种介质时由于不同波长的光的折射率不同而发生的偏折现象。
色度则是描述光的颜色的一个参数。
当光通过光栅、棱镜等介质时，会发生不同波长的光的折射角度不同造成的色散现象。
透明介质对不同颜色的光呈现出不同的折射率，从而使得不同颜色的光出现不同的偏折。
5.光的干涉和衍射光的干涉和衍射是光的波动性质的表现。
干涉是指两束或多束光线相遇并发生叠加的现象，其干涉图样包括明暗交替的干涉条纹。
衍射是指光波通过物体缝隙或物体边缘时发生偏折的现象，形成衍射图样。
干涉和衍射的结果可以用来验证光的波动性以及进行精密测量。
以上就是几何光学的主要知识点。
通过学习这些知识，我们可以更好地理解光的传播规律，掌握光学器件的工作原理，从而应用于生活和科学研究中。
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入射光
45° 1
15°
O
2
二．全反射问题
当入射角增大到某一角度，使折射角达到90°时，折射光 完全消失，只剩下反射光，这种现象.
全反射临界角：
（1）光从光密介质射向光疏介质,当折射 的入射角叫临界角；
（2）光从折射率为n的介质射向真空时
临界角的计算公式: sin C 1 n
产生全反射的条件：
角变为90°时
（2）影
定义：在物体的后面光线照不到的区域.
影 的
本影 光线完全照不到的区域. 在此区域看不到光源.
分 类
只有部分光源能照到的区域， 半影 在此区域Байду номын сангаас能看到光源的一部分
（应用）日食、月食.
注意：①不可能出现月环食；这是由日、
地、月三者间的距离所决定的；
②月亮全部在地球半影区时不会形成月食。
例1：当地球运行到太阳与月亮之间时就会 发生月食,图给出了地球挡住太阳的影区.当月 球部分进入_____影区时发生月偏食. 当月球 全部进入_____影区时, 就会发生月全食.
（1）光必须从光密介质射向光疏介质；
（2）入射角必须等于或大于临界角．
1997年高考 光线在玻璃和空气的分界面上
发生全反射的条件是（
）
(A)光从玻璃射到分界面上,入射角足够小
(B)光从玻璃射到分界面上,入射角足够大
(C)光从空气射到分界面上,入射角足够小
(D)光从空气射到分界面上,入射角足够大
91年高考.一束光从空气射向折射率n= 2 的某种玻
（1）光线通过三棱镜两次向底面偏折，通过三棱镜 所成的像向顶角偏移， 偏折角度θ跟棱镜材料的折射率有关，折射率越大， 偏折角度越大.偏折角度θ还跟入射角的大小有关系.
（2）白光通过三棱镜后产生色散现象，
（3）全反射棱镜是横截面成等腰直角三角形的三棱镜。
四. 光的色散 一束白光经过棱镜后会发生色散，在光屏上形成一条
例3.如图所示，在高为3.2m处有一点光源S，
在紧靠着光源S处有一小球A以初速υ0作平抛 运动。若在落地点预先放置一竖直屏幕，不
计空气阻力，小球A在屏幕上的影子P作什么
运动?
v0 x C S
P
A
y
B D
X
二. 光的反射定律 反射光线跟入射光线和法线在同一平面
内，反射光线和入射光线分居于法线两侧， 反射角等于入射角。
B．传播方向相对于入射光方向向右偏转φ角
C．红光在蓝光的左边 D．红光在蓝光的右边
左b
右
aθP
φ 下一页
04年浙江21 发出白光的细线光源ab，长度为l0，竖 直放置，上端a恰好在水面以下，如图。现考虑线
光源ab发出的靠近水面法线(图中的虚线)的细光束
经水面折射后所成的像，由于水对光有色散作用，
若以l1表示红光成的像的长度，l2表示紫光成的像的
C．在空气中，A光的波长比B光的波长短
D．B光光子的能量比A光光子的能量小
A
O B
O′ P
03年江苏高考10
如图，a和b 都是厚度均匀的平玻
璃板，它们之间的夹角为φ，一细光束以入射角θ从P
点射入，θ ＞ φ，已知此光束由红光和蓝光组成，则
当光束透过b板后， （ ）
A．传播方向相对于入射光方向向左偏转φ角
细的单色光束从空气射向柱体的O点（半圆的圆心），产生
反射光束1和透射光束2，已知玻璃折射率为 3 ，入射角
为45°（相应的折射角为24°），现保持入射光不变，将 半圆柱绕通过O点垂直于图面的轴线顺时针转过15°，如图 中虚线所示，则（ ）
A．光束1转过15° B．光束1转过30° C．光束2转过的角度小于15° D．光束2转过的角度大于15°
彩色的光带，这条彩色的光带叫做光谱.光谱中红光在最 上端，紫光在最下端，中间是橙、黄、绿、蓝、靛等色光 .这表明各种色光通过棱镜后的偏折角度不同.红光的偏折 角度最小，紫光的偏折角度最大.
不同色光通过棱镜后的偏折角度不同，表明棱镜材
料对不同色光的折射率不同.红光的偏折角度小，表明棱 镜材料对红光的折射率小；紫光的偏折角度大，表明棱镜 材料对紫光的折射率大.
弦跟折射角的正弦之比 sin i n
sin
（2）折射率等于光在真空中的速度c 跟光在这种介质中的
速度v之比，n= c/v．
98年高考．如图所示，一储油圆桶，底面直径与桶高均为
d．当桶内无油时，从某点A恰能看到桶底边缘上的某点
B．当桶内油的深度等于桶高一半时，在A点沿AB方向看
去，看到桶底上的C点，C、B相距d/4。由此可得油的折射
率n＝
；光在油中传播的速度
v=
．（结果可用根式表示）
A
i O r
BC
4. 光线通过平行玻璃砖后的出射光线和入射光 线平行且有侧向位移。侧向位移的大小跟平行 玻璃砖的厚度及入射角、折射率有关。
i
r
d
1
2
1996年上海高考.
如右图所示,有一个长方形容器,
高为30厘米,宽为40厘米,在容器的底部平放着一把长40厘米
O
A
B
两平面镜互成直角,入射光线AB经过两次反射后,反射光线为
CD,今以平面镜的交线为轴,将镜转动10°,两平面镜仍保持直角,
在入射光线保持不变的情况下,经过两次反射后,反射光线为C′D
′,则C′D ′与CD ( )
C
A.不相交,同向平行 B.不相交,反向平行
D B
C.相交成20 °角 D.相交成40 °角
注意：
a. 在光的反射现象中，光路是可逆的， b.不论镜面反射还是漫反射都遵循反射定律
三．平面镜对光线的控制作用
只改变光束的传播方向，不改变光束的散聚性质． 一个平面镜对光线的控制作用．
（1）平面镜对光线有反射作用，反射光与入射 光遵循反射定律．
（2）一束平行光的情况：入射光方向不变，平面镜 转动α角，反射光转动2α角．
如图示：红光和紫光沿同一方向射向玻璃半球的 球心，经折射后从球面射出，若红光在玻璃中传 播时间为t红，紫光在玻璃中传播时间为t紫，则a 是 光， t红 t紫（填＞、＜或 =）
ba
1999年高考 一束单色光，在真空中波长为
6.00×10-7 m，射入折射率为1.50的玻璃中．它
在此玻璃中的波长是
m，频
相邻两条干涉条纹的间距 x l
d
即条纹间距与波长成正比
2、薄膜干涉：由薄膜前后表面反射的的两列光 波叠加而成。例如肥皂泡及水面上的油膜呈现 的彩色花纹。
劈形薄膜干涉可产生平行相间条纹。 增透膜的厚度应该是光在薄膜中波长的1/4。
返回
薄 膜 干 涉
二、光的衍射
光的衍射现象是光离开直线路径而绕到障 碍物后面的现象。
A C′
D′
B′
A′
例6：在图中，BC为一障物，BC正上方有一平面镜M ，画出观察者眼睛在A点通过平面镜M能看到BC右边地面 上哪部分的像。
A′
D′ E′ M
B
A·
CD
E
04年全国理综17
17．图中M是竖直放置的平面镜，镜离地面的距离可调节。甲、 乙二人站在镜前，乙离镜的距离为甲离镜的距离的2倍，如图 所示。二人略错开，以便甲能看到乙的像。以l 表示镜的长度， h 表示乙的身高，为使甲能看到镜中乙的全身像，l 的最小值 为（ ）
太阳
地球
A
A B
Ⅲ
例2：当月球运行到太阳和地球之间适当位置时，就
会出现日食（如下图）．在A、B处的人们看到的是 日__偏__食，A处看到的是______图形象，B处看到的 是_Ⅰ___图形象；在C处的人们看到的是__环__食，看到 的是_Ⅱ___图形象．若这时在高空经过D处，看到的则 是日_全__食，看到的是Ⅳ___图形象．
长度，则 （
）
A．l1<l2<l0
B．l1>l2>l0
a
水
C．l2>l1>l0
D．l2<l1<l0
b
光的本性部分
波动性
粒子性
光的干涉 光的衍射 双缝干涉 薄膜干涉
光的电磁说
光电效应 光子说
光的波粒二象性
第一部分 光的波动性
光的波动说
惠更斯
一、光的干涉
两列相干光波相叠加，某些区域的光被加 强，某些区域的光被减弱，且加强区与减弱 区互相间隔的现象叫光的干涉现象.
产生干涉现象的条件之一:
是两列光必须是频率相同的相干光源.
双缝干涉
1、双缝干涉：
由同一光源发出的光经过两个细缝后形 成两列光波叠加时会产生干涉。
当这两列光波到达某点的路程差等于光的波长的整 数倍时，该处的光相加强，出现亮条纹；
当这两列光波到达某点的路程差等于光的半波长的 奇数倍时，该处的光相减弱，出现暗条纹；
璃的表面,如图所示. i 代表入射角,则（
）
(A)当i >45°时会发生全反射现象
(B)无论入射角i 是多大,折射角r 都不会超过45°
(C)欲使折射角r=30°,应以i =45°的角度入射
(D)当入射角i arctg 2 时，反射光线跟折射
光线恰好互相垂直 N
i 空气
O 玻璃 n= 2
三.通过棱镜的光线
（3）一束发散光的情况：经平面镜反射后，仍是 发散光，且发散程度不变．
平面镜的成像特点 平面镜成等大、正立的虚像，像与物关于 镜面对称．
平面镜成像的作图法：
1、如图所示,a、b、c 三条光线能交于一点S,形成
会聚光束.今在S点前任置一块与3条光线所在平面
垂直的平面镜,将3条线截住,那么(
)
(A)3 条 光 线 的 反 射 光 可 能 交 于 一 点 、 也 可 能 不 交