2019高考物理知识点之光的性质

高考物理知识点之光的性质

考试要点

基本概念

一、光的直线传播

1、几个概念

①光源：能够发光的物体

②点光源：忽略发光体的大小和形状，保留它的发光性。（力学中的质点，理想化）

③光能：光是一种能量，光能可以和其他形式的能量相互转化（使被照物体温度升高，使底片感光、热水器电

灯、蜡烛、太阳万物生长靠太阳、光电池）

④光线：用来表示光束的有向直线叫做光线，直线的方向表示光束的传播方向，光线实际上不存在，它是细光束的抽象说法。（类比：磁感线电场线）

⑤实像和虚像

点光源发出的同心光束被反射镜反射或被透射镜折射后，若能会聚在一点，则该会聚点称为实像点；若被反射镜反射或被透射镜折射后光束仍是发散的，但这光束的反向延长线交于一点，则该点称为虚像点．实像点构成的集合称为实像，实像可以用光屏接收，也可以用肉眼直接观察；虚像不能用光屏接收，只能用肉眼观察．

2．光在同一种均匀介质中是沿直线传播的

注意前提条件：在同一种介质中，而且是均匀介质。否则，可能发生偏折。如光从空气斜射入水中（不是同一种介质）；“海市蜃楼”现象（介质不均匀）。

点评：光的直线传播是一个近似的规律。当障碍物或孔的尺寸和波长可以比拟或者比波长小时，将发生明显的衍射现象，光线将可能偏离原来的传播方向。

二、反射平面镜成像

1、反射定律

光射到两种介质的界面上后返回原介质时，其传播规律遵循反射定律．反射定律的基本内容包含如下三个要点：

①反射光线、法线、入射光线共面；

l

h x vt

② 反射光线与入射光线分居法线两侧； ③ 反射角等于入射角，即

21θθ=

2．平面镜成像的特点——平面镜成的像是正立等大的虚像，像与物关于镜面对称 3．光路图作法——根据成像的特点，在作光路图时，可以先画像，后补画光路图。

4．充分利用光路可逆——在平面镜的计算和作图中要充分利用光路可逆。（眼睛在某点A 通过平面镜所能看到的范围和在A 点放一个点光源，该点光源发出的光经平面镜反射后照亮的范围是完全相同的。）

5．利用边缘光线作图确定范围 三、折射与全反射

1．折射定律 (荷兰 斯涅尔)

包含如下三个要点：

① 折射光线、法线、入射光线共面；

② 折射光线与入射光线分居法线两侧；

③ 入射角的正弦与折射角的正弦之比等于常数，即

n =2

1

sin sin θθ 折射定律的各种表达形式：C

v c n sin 1

sin sin 21=

'===λλθθ (θ1为入、折射角中的较大者，C 为全反射时的临界角。) ④折射光路是可逆的。 ⑤n ＞1

⑥介质确定，n 确定。（空气1.00028 水n ＝1.33 酒精n ＝1.6）（不以密度为标准） ⑦光密介质和光疏介质——（1）与密度不同(2)相对性 （3）n 大角小，n 小角大 2．全反射现象

（1）现象：光从光密介质进入到光速介质中时，随着入射角的增加，折射光线远离法线，强度越来越弱，但是反射光线在远离法线的同时强度越来越强，当折射角达到90度时，折射光线认为全部消失，只剩下反射光线——全反射。

（2）条件：①光从光密介质射向光疏介质；② 入射角达到临界角，即C ≥1θ （3）临界角: 折射角为900（发生全发射）时对应的入射角,n

C 1sin = 3．光导纤维，海市蜃楼和内窥镜

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、棱镜和玻璃砖对光路的作用

1．棱镜对光的偏折作用

一般所说的棱镜都是用光密介质制作的。入射光线经三棱镜两次折射后，射出方向与入射方向相比，向底边偏折，虚像向顶角偏移。

2．全反射棱镜

横截面是等腰直角三角形的棱镜叫全反射棱镜。选择适当的入射点，可以使入射光线经过全反射棱镜的作用在射出后偏转90o（右图1）或180o（右图2）。要特别注意两种用法中光线在哪个表面发生全反射。

4．玻璃砖——所谓玻璃砖一般指横截面为矩形的棱柱。当光线从上表面入射，从下表面射出时，其特点是：⑴射出光线和入射光线平行；⑵各种色光在第一次入射后就发生色散；⑶射出光线的侧移和折射率、入射角、玻璃砖的厚度有关；⑷可利用玻璃砖测定玻璃的折射率。

光的本性

一、粒子说和波动说

1、 微粒说——（牛顿）认为个光是粒子流，从光源出发，在均匀介质中遵循力学规律做匀速直线运动。 成功——直线传播（匀速直线运动）、反射（经典粒子打在界面上）

困难——干涉，衍射（波的特性），折射（粒子受到界面的吸引和排斥：折射角、不能一视同仁），光线交

叉

2、波动说——（荷兰）惠更斯、（法）菲涅尔，光在“以太”中以某种振动向外传播

成功——反射、折射、 干涉、衍射 困难——光电效应、康普顿效应、偏振

19世纪以前，微粒说一直占上风

（1） 人们习惯用经典的机械波的理论去理解光的本性。 （2） 牛顿的威望

（3） 波动理论本身不够完善 （以太、惠更斯无法科学的给出周期和波长的概念） 3、光的电磁说——（英）麦克斯韦，光是一种电磁波 4、光电效应——证明光具有粒子性

二、光的双缝干涉——证明光是一种波 1、 实验

1801年，（英）托马斯·杨

物理光学

光的本性学说发展史 光的波粒二象性

粒子性――光电效应

微粒说（牛顿）

波动说（惠更斯）

电磁说（麦克斯韦）

光子说（爱因斯坦） 光的波粒二象说

光的干涉

波动性

光的衍射