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初中物理光学知识点归纳五、光的反射1、光源:能够发光的物体叫光源2、光在均匀介质中是沿直线传播的大气层是不均匀的,当光从大气层外射到地面时,光线发了了弯折3、光速光在不同物质中传播的速度一般不同,真空中最快,光在真空中的传播速度:C = 3×108 m/s,在空气中的速度接近于这个速度,水中的速度为3/4C,玻璃中为2/3C4、光直线传播的应用可解释许多光学现象:激光准直,影子的形成,月食、日食的形成、小孔成像等5、光线光线:表示光传播方向的直线,即沿光的传播路线画一直线,并在直线上画上箭头表示光的传播方向(光线是假想的,实际并不存在)6、光的反射光从一种介质射向另一种介质的交界面时,一部分光返回原来介质中,使光的传播方向发生了改变,这种现象称为光的反射7、光的反射定律反射光线与入射光线、法线在同一平面上;反射光线和入射光线分居在法线的两侧;反射角等于入射角可归纳为:“三线一面,两线分居,两角相等”理解:(1)由入射光线决定反射光线,叙述时要“反”字当头(2)发生反射的条件:两种介质的交界处;发生处:入射点;结果:返回原介质中(3)反射角随入射角的增大而增大,减小而减小,当入射角为零时,反射角也变为零度8、两种反射现象(1)镜面反射:平行光线经界面反射后沿某一方向平行射出,只能在某一方向接收到反射光线(2)漫反射:平行光经界面反射后向各个不同的方向反射出去,即在各个不同的方向都能接收到反射光线注意:无论是镜面反射,还是漫反射都遵循光的反射定律9、在光的反射中光路可逆10、平面镜对光的作用(1)成像(2)改变光的传播方向11、平面镜成像的特点(1)成的像是正立的虚像(2)像和物的大小(3)像和物的连线与镜面垂直,像和物到镜的距离相等理解:平面镜所成的像与物是以镜面为轴的对称图形12、实像与虚像的区别实像是实际光线会聚而成的,可以用屏接到,当然也能用眼看到。
虚像不是由实际光线会聚成的,而是实际光线反向延长线相交而成的,只能用眼看到,不能用屏接收。
一、光的反射:例:为了探究光反射时的规律,某同学将一个平面镜放在水平桌面上,再把纸板ENF放置在平面镜上,如图甲所示1、让光沿着白纸的表面照射,这样做的目的是显示光的传播路径2、使一束光贴着纸板EON沿某一角度入射到O点,纸板FON上观察到了反射光;接着他让白纸沿ON折叠90°,这时他只观察到了入射光,而反射光在纸上看不到了,这样做的目的是探究反射光线、入射光线和法线在同一平面上;3、其中使用可绕ON转动的纸板的目的是①呈现反射光线;②验证反射光线与入射光线及法线在同一平面内4、使一束光贴着纸板EON沿某一角度入射到O点,纸板FON上没有观察到反射光,原因可能是纸板EON与FON不在同一平面上(纸板没有与平面镜垂直)5、正确操作实验,并在纸板上记录每次光的径迹,如图乙所示.取下纸板,接下来进行的操作是测量入射角和对应反射角的大小,将数据记录在表格中,并比较反射角与入射角6、为了得到反射角等于入射角的规律,应当改变入射角大小,进行多次实验,进行多次测量.7、实验中,放置平面镜和白纸的顺序是:先把一个小平面镜竖直立在一块长方形木板上,然后把一张白纸平铺在木板上,使白纸边缘紧贴平面镜放置,而不是先放白纸再把平面镜竖直立在白纸上,这样做的好处是什么?因为法线与镜面垂直,所以先把一个小平面镜竖直立在一块长方形木板上,然后把一张白纸平铺在木板上,使白纸边缘紧贴平面镜放置,这样能准确确定白纸的镜面的垂直关系,而先放白纸再把平面镜竖直立在白纸上,若桌面不是水平的,那么白纸和平面镜就不一定垂直,因此不是先放白纸再把平面镜竖直立在白纸上.二、平面镜成像:进行探究“平面镜成像特点”的实验.实验步骤如下:(1)将一块薄玻璃板竖直立在铺有白纸的水平桌面上;(2)取两支相同的蜡烛A和蜡烛B,点燃玻璃板前的蜡烛A,并移动玻璃板后的蜡烛B,使它与蜡烛A在玻璃板后所成的像完全重合,并用笔在白纸上标记出蜡烛A和蜡烛B的位置;(3)多次改变蜡烛A的位置,重复前面的步骤;(4)用刻度尺分别测量蜡烛A和蜡烛B到玻璃板的距离.在此实验中:1、用玻璃棒代替平面镜,主要是利用玻璃透光的特点,便于确定像的位置.2、实验中采用透明玻璃板代替平面镜.虽然成像不如平面镜清晰,但却能在观察到A蜡烛成像的同时,也能观察到B蜡烛.从而确定像的位置,同时,比较了像和物的大小关系.3、实验中用两段相同的蜡烛是为了比较像与物的大小关系。
光学知识点知识点整理一、光的直线传播1、光现象:包括光的直线传播、光的反射和光的折射。
2、光源:能够发光的物体叫做光源。
●光源按形成原因分,可以分为自然光源和人造光源。
例如,自然光源有太阳、萤火虫等,人造光源有如蜡烛、霓虹灯、白炽灯等。
●月亮不是光源,月亮本身不发光,只是反射太阳的光。
3、光的直线传播:光在真空中或同一种均匀介质中是沿直线传播的,光的传播不需要介质。
大气层是不均匀的,当光从大气层外射到地面时,光线发了了弯折(海市蜃楼、早晨看到太阳时,太阳还在地平线以下、星星的闪烁等)光沿直线传播的现象:小孔成像、井底之蛙、影子、日食、月食、一叶障目。
●光沿直线传播的应用:①激光准直. 排直队要向前看齐. 打靶瞄准②影的形成:光在传播过程中,遇到不透明的物体,由于光是沿直线传播的,所以在不透光的物体后面,光照射不到,形成了黑暗的部分就是影。
③日食月食的形成日食的成因:当月球运行到太阳和地球中间时,并且三球在一条直线上,太阳光沿直线传播过程中,被不透明的月球挡住,月球的黑影落在地球上,就形成了日食.月食的成因:当地球运行到太阳和月球中间时,太阳光被不透明的地球挡住,地球的影落在月球上,就形成了月食.如图:在月球后1的位置可看到日全食,在2的位置看到日偏食,在3的位置看到日环食。
132④小孔成像:小孔成像实验早在《墨经》中就有记载小孔成像成倒立的实像,其像的形状与孔的形状无关。
像可能放大,也可能宿小。
用一个带有小孔的板遮挡在屏幕与物之间,屏幕上就会形成物的倒像,我们把这样的现象叫小孔成像。
前后移动中间的板,像的大小也会随之发生变化。
这种现象反映了光沿直线传播的性质。
小孔成像原理:光在同一均匀介质中,不受引力作用干扰的情况下沿直线传播根据光的直线传播规律证明像长和物长之比等于像和物分别距小孔屏的距离之比。
4、光线:用一条带有箭头的直线表示光的径迹和方向的直线。
(光线是假想的,实际并不存在)光线是由一小束光抽象而建立的理想物理模型,建立理想物理模型是研究物理的常用方法之一。
一、名词解释(1)折射:当入射光波进入透明物后,其传播的方向和速度都发生改变的现象称为折射。
(2)矿物的消光位:矿片在正交偏光镜下处于消光位的位置,称为消光位,处于消光位时矿片光率体椭圆半径与上下偏光镜的振动方向一致。
(3)光率体:表示光波在晶体中传播,光波的振动方向与相应的折射率之间相关性指示体。
(4)干涉色:当白光通过正交偏光镜的矿片后,经干涉作用形成的颜色称为干涉色。
(5)晶体光性方向:晶体的光率体主轴与结晶轴之间的关系称为光性方向(6)全消光:在正交偏光镜间,载物台上放置均质体或非均质体垂直光轴的矿片,转动载物台360,矿片消光不改变,称为全消光。
(7)一轴晶:中级晶族中只有一个光轴方向,称为一轴晶(8)光性方向:光率体,主轴,晶体结晶轴三者之间的关系称为光性方向。
(9)二轴晶:低级晶族具有两个光轴方向,称为二轴晶。
(10)非均质体:中级晶族和低级晶族的矿物,其光学性质随方向而异称为光性非均质体。
(11)折射率的色散:同一晶体的折射率随单色光光波的波长不同而发生改变的现象称为折射率的色散。
(12)补色法则:两个非均质体除垂直光轴以外的任意方向切面,在正交偏光镜间45位置重叠,光波通过这两个矿片后,总光程差的增减称为补色法则。
(13)多色性和吸收性:在单偏光镜下转动载物台时,许多有色非均质体矿片的颜色及颜色的深浅发生变化,这种由于光波在晶体中波动方向不同,而使矿物的颜色发生变化的现象称为多色性,颜色深浅发生变化的现象称为吸收性。
(14)矿物的突起:在岩石薄片中,各种不同矿物表面高低不同,这种矿物表面突起来的现象称为突起。
(15)矿物的闪突起:在单偏光镜下,转动载物台,非均质体矿物边缘糙面及突起高低产生明显变化的现象称为闪突起。
(16)解理缝可视临界角:当解理面倾斜到一定角度时,解理缝就不见了,此时解理缝与矿片平面法线之间的夹角称为解理缝可见临界角。
(17)全反射临界角:入射光线的全部能量以反射光的形式全部返回入射介质的入射角。
工程光学课件总结班级:姓名:学号:目录第一章几何光学基本原理 (1)第一节光学发展历史 (1)第二节光线和光波 (1)第三节几何光学基本定律 (3)第四节光学系统的物象概念 (6)第二章共轴球面光学系统 (7)第一节符号规则 (7)第二节物体经过单个折射球面的成像 (8)第三节近轴区域的物像放大率 (10)第四节共轴球面系统成像 (12)第二章理想光学系统 (14)第一节理想光学系统的共线理论 (14)第二节无限远轴上物点与其对应像点F’---像方焦点 (14)第三节理想光学系统的物像关系 1, 作图法求像 (17)第四节理想光学系统的多光组成像 (22)第五节实际光学系统的基点和基面 (25)第六节习题 (27)第四章平面系统 (27)第一节平面镜 (27)第二节反射棱镜 (28)第三节平行平面板 (29)第四节习题 (30)第五章光学系统的光束限制 (31)第一节概述 (31)第二节孔径光栅 (33)第三节视场光栅 (34)第四节景深 (35)第五节习题 (35)第八章典型光学系统 (36)第一节眼睛的光学成像特性 (36)第二节放大镜 (39)第三节显微镜系统 (41)第四节望远镜系统 (45)第五节目镜 (46)第六节摄影系统 (48)第七节投影系统 (49)第八节光学系统外形尺寸计算 (50)第九节光学测微原理 (53)第一章几何光学基本原理光和人类的生产活动和生活有着十分密切的关系, 光学是人类最古老的科学之一。
对光的每一种描述都只是光的真实情况的一种近似。
研究光的科学被称为“光学”(optics), 可以分为三个分支:几何光学物理光学量子光学第一节光学发展历史1,公元前300年, 欧几里得论述了光的直线传播和反射定律。
2,公元前130年, 托勒密列出了几种介质的入射角和反射角。
3,1100年, 阿拉伯人发明了玻璃透镜。
4,13世纪, 眼镜开始流行。
5,1595年, 荷兰著名磨镜师姜森发明了第一个简陋的显微镜。
初中物理光学知识点整理光学是物理学科中的一个重要分支,研究光的传播、反射、折射、干涉、衍射等现象及其规律。
初中阶段是学习光学知识的起点,它是后续学习更高级光学知识的基础。
下面,我们将对初中物理光学知识点进行整理,帮助你更好地理解和记忆。
1. 光的传播光是一种电磁波,它不需要介质就可以在真空中传播,其速度为光速。
当光遇到透明介质时,会发生折射现象,即光线改变传播方向。
而当光遇到不透明物体,会发生反射现象,即光线发生方向改变并被物体反射出去。
2. 反射与折射反射是光线从一个介质射向另一个介质时,在界面上发生改变方向的现象。
反射可以分为规则反射和散射两种形式。
规则反射发生在光线照射到光滑表面上,光线反射出去的角度等于入射角度。
而散射发生在不光滑的表面上,光线从不同方向反射出去。
折射是光线从一种介质射向另一种介质时,在界面上发生改变方向的现象。
根据斯涅尔定律,发射角和折射角之间的正弦比等于两种介质的折射率之比。
在常见的折射现象中,如光从空气射入水中,会发生折射并使光线弯曲。
3. 凸透镜凸透镜是一种能够使平行光线汇聚的透镜。
凸透镜具有两个焦点,光线经过凸透镜后会发生折射,根据物距与像距的关系,可以使用薄透镜公式来计算像的位置。
根据物体的位置,我们可以分为物体距离透镜远、物体距离透镜近和物体距离透镜无穷远三种情况。
4. 凹透镜凹透镜是一种将平行光线发散的透镜。
凹透镜同样具有两个焦点,但与凸透镜不同的是,凹透镜使光线发生的折射角度小于入射角度。
同样地,我们可以使用薄透镜公式计算像的位置,并根据物体的位置分为物体距离透镜远、物体距离透镜近和物体距离透镜无穷远三种情况。
5. 光的干涉与衍射光的干涉是指两束或多束光线相遇时,根据相位差的不同,会出现明暗相间的干涉条纹。
干涉可分为干涉与构造干涉,其中干涉是由于光的波动性导致的,而构造干涉则是由于光通过不同路径抵达同一点上产生的差别。
光的衍射是指光线通过障碍物的缝隙或射到边缘时,发生偏折和扩散的现象。
g niet he i rb ei 虚doogei ntheir通过上述表格,可总结出凸透镜成像的规律有(常用):(2)像距越大,成像也越大.(类似于小孔成像)(3)成实像时物距①成实像时(异侧):u↑,v②成虚像时(同侧):u,v(5)物距u=f时,为成像最大点.物体越靠近焦点,成像越大(6)成实像时,物距“一焦分虚实,二焦分大小;虚像同侧正;实像异侧倒,物运像变小”口决二:三物距、三界限,成像随着物距变;物远实像小而近,物近实像大而远。
如果物放焦点内,正立放大虚像现;幻灯放像像好大,物处一焦二焦间;相机缩你小不点,物处二倍焦距远。
口决三:凸透镜,本领大,照相、幻灯和放大;二倍焦外倒实小,二倍焦内倒实大;若是物放焦点内,像物同侧虚像大;一条规律记在心,物近像远像变大。
6、为了使幕上的像“正立”(朝上),幻灯片要倒着插。
7、照相机的镜头相当于一个凸透镜,暗箱中的胶片相当于光屏,我们调节调焦环,并非调焦距,而是调镜头到胶片的距离,物离镜头越远,胶片就应靠近镜头。
七、眼睛和眼镜1、成像原理:人的眼睛像一架神奇的照相机,晶状体相当于照相机的镜头(凸透镜),视网膜相当于照相机内的胶片。
从物体发出的光线经过晶状体等一个综合的凸透镜在视网膜上行成倒立,缩小的实像,分布在视网膜上的视神经细胞受到光的刺激,把这个信号传输给大脑,人就可以看到这个物体了。
2、近视及远视的矫正:近视眼:成像于视网膜之前,看不清远处的景物,用凹透镜矫正。
远视眼:成像于视网膜之后,看不清近处的景物,用凸透镜矫正。
八、显微镜和望远镜1、显微镜:显微镜镜筒的两端各有一组透镜,每组透镜的作用都相当于一个凸透镜,靠近眼睛的凸透镜叫做目镜,靠近被观察物体的凸透镜叫做物镜。
来自被观察物体的光经过物镜后成一个放大的实像,道理就像投影仪的镜头成像一样;目镜的作用则像一个普通的放大镜,把这个像再放大一次。
经过这两次放大作用,我们就可以看到肉眼看不见的小物体了。
科普物理光学知识点光学是物理学的一个分支,研究光的产生、传播、反射、折射、干涉、衍射、偏振等现象。
本文将对高中物理光学知识点进行全面整理。
一、光的本质1. 光的波粒二象性:光既具有波动性,又具有粒子性。
这一概念最早由爱因斯坦提出,被称为光的波粒二象性。
2. 光的电磁本质:光是一种电磁波,具有电场和磁场的交替变化。
3. 光速不变原理:光在真空中的速度是恒定不变的,即光速不变原理。
4. 光的能量:光的能量与其频率成正比,与其波长成反比。
二、光的传播1. 光的直线传播:光在同一介质中沿直线传播,遇到界面时会发生反射、折射等现象。
2. 光的衍射:光通过狭缝或物体边缘时,会出现衍射现象,即光的波前会扩散。
3. 光的干涉:两束相干光相遇时,会出现干涉现象,即光的波峰和波谷相遇时会相互加强或抵消。
三、光的反射1. 光的反射定律: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。
2. 光的反射现象:光在界面上发生反射时,会产生镜面反射和漫反射两种现象。
3. 光的全反射:当光从光密介质射向光疏介质时,当入射角大于临界角时,光将全部反射回去,这种现象称为全反射。
四、光的折射1. 光的折射定律:入射光线、折射光线和法线在同一平面内,入射角和折射角的正弦之比等于两介质的折射率之比。
2. 光的折射现象:光从一种介质射向另一种介质时,会发生折射现象。
3. 光的色散:不同频率的光在介质中的折射率不同,导致光的色散现象。
五、光的透射1. 光的透射现象:当光从一种介质射向另一种介质时,一部分光被反射,另一部分光被透射。
2. 光的透射定律:入射光线、透射光线和法线在同一平面内,入射角和透射角的正弦之比等于两介质的折射率之比。
3. 透明介质和不透明介质:透明介质能够让光通过,不透明介质则不能。
六、光的偏振1. 光的偏振现象:光的电场矢量在某一方向上振动,称为光的偏振。
2. 偏振光的产生:偏振光可以通过偏振片、布儒斯特角、菲涅尔公式等方法产生。
2015-2016学年光学实验Copyright reserved by 桂二209【F-P测波长】【原理目的】入射光在相对两面上反复反射和折射后产生多束相干反射光和透射光,透射光在透镜L2 的焦面上叠加,形成等倾圆环状干涉条纹。
通常,多光束情况下观察透射条纹,条纹细而锐,波长差非常小的两条光谱线的同级条纹角半径稍有不同而能清晰的被分开,从而能直接进行测量。
【光路图】L1使点光源成平行光束;L2使光聚焦,成像在焦平面,耦合在望远镜上。
The difference between FP and Michelson's :1.镀银面G和G`的反射率ρ越大,干涉条纹越清晰明锐2.前者是振幅急剧递减的多光束干涉,后者是等振幅双光束干涉【实验步骤】1.调整干涉仪使两平板内表面平行:一系列的反射像重合,调整到可看到一组平行直条纹(多光束等厚条纹)继续到出现多光束干涉同心圆环。
2.放入会聚透镜观察钠的多光束干涉条纹3.测量钠双线波长差:改变两镜距离,观察测量从一次同时以相同衬比度呈现到下一次以相同衬比度呈现的变化全过程。
【思考题】1.解释程差变化,条纹从清晰模糊清晰现象:两波长衬比度发生变化2.提出测量钠双线微小波长差的方法:F-P,迈克逊,光栅。
【自组迈克逊干涉仪测量空气的折射率】【原理目的】1.典型光路:光源S发出,经分光板G1分为两强度大致相等、方向不同的光束,再分别经固定反射镜M1和移动反射镜M2,返回分光板,射向观察系统。
一定条件下观察系统呈现干涉图样。
补偿板,使两束光光程差始终相等,单色光不需要。
2.等倾干涉M2与M1严格垂直,即M2与M1`严格平行。
干涉条纹为无限远或透镜焦面上明暗的同心圆环,特征是内疏外密。
M2与M1`距离d减少,条纹缩小其半径,表现为”陷入”【实验步骤】1.靠拢器件,调登高共轴2.调激光器倾角使光束平行于台面3.调分光镜454.调两路臂长相等(使两路光的光程差相等,使用二维平移底座SZ-02)5.调M1使1路光沿原路返回,调M2使2路光沿原路返回,1、2在屏H上重合,两光斑完全重合==两镜子垂直6.加扩束镜,调整一路反光镜(使一路镜子为固定,一路为移动)使出现等倾干涉圆环7.放入气室,加放气测量。
光学中的色散与折射公式整理在光学中,色散和折射是两个重要的概念。
色散指的是不同波长的光在通过介质时会有不同的折射角度和折射指数的现象,而折射则是光线从一种介质进入另一种介质时发生的弯曲现象。
本文将整理光学中与色散和折射相关的公式,以帮助读者更好地理解和应用这些知识。
一、光的色散公式光的色散是指不同波长的光在介质中传播时速度和折射指数的差异。
色散可以分为正常色散和反常色散两种情况。
1. 正常色散公式:正常色散是指介质折射指数随光的波长增加而减小的现象,即长波长的光比短波长的光在介质中传播速度更快。
正常色散公式可以用柯西公式来表示:n = A + B/λ^2 + C/λ^4其中,n表示介质的折射指数,λ表示光的波长,A、B、C为常数。
2. 反常色散公式:反常色散是指介质折射指数随光的波长增加而增大的现象,即长波长的光比短波长的光在介质中传播速度更慢。
反常色散公式可以用柯西公式的负数形式来表示:n = A - B/λ^2 - C/λ^4二、光的折射公式折射是光线从一种介质进入另一种介质时发生的弯曲现象。
折射公式可以通过斯涅尔定律来描述。
斯涅尔定律表明,光线通过两种介质的分界面时,入射角i、折射角r和两种介质的折射指数之间存在以下关系:n1sin(i) = n2sin(r)其中,n1和n2分别表示两种介质的折射指数,i为入射角,r为折射角。
三、总结对于光学中的色散和折射,我们可以利用色散公式和折射公式进行计算和分析。
色散公式可以帮助我们理解光在介质中传播时速度和折射指数与波长的关系,同时还可以用于实际应用中,例如光谱分析和光学元件的设计。
折射公式则可以帮助我们计算光线在不同介质中的传播路径和折射角度,用于分析光在不同介质中的行为以及光学成像等应用。
通过整理和掌握光学中的色散和折射公式,我们能够更好地理解光的行为规律,应用于实际问题中,并为光学技术的发展和应用做出贡献。
总之,色散与折射公式是光学中的重要工具,通过对这些公式的整理和应用,我们能够更好地理解和利用光的性质,推动光学科学的研究与应用的发展。
八年级物理光学所有知识点光学是物理学的一个分支,主要研究光在各种物质中的传播、反射、折射、干涉和衍射等现象。
下面是八年级物理光学所有知识点的整理。
一、光线和光束1.光线是表示光传播方向的线性图像。
它是射线模型中的基本概念。
2.光束是由多条光线组成,方向相同或有一定的范围。
3. 光线与光束的特点:(1) 光线沿直线传播;(2) 光束由多条光线组成;(3) 光线可用箭头表示,箭头方向表示光的传播方向;(4) 光线一般要标注入射点和反射点位置。
二、反射和折射1.反射是光线在到达物体表面后,按一定规律发生的反向传播现象。
反射遵循反射定律,即入射角等于反射角。
2.折射是指光线入射在一个介质表面上,由于介质折射率的不同,光线向另外一方向传播时的现象。
根据斯涅尔定律,折射角与入射角的正弦值之比为两种介质的折射率比。
三、光的干涉1.光的干涉是指两个或多个光波的相互作用现象。
2.干涉分为构成干涉和破坏干涉两种。
3.构成干涉是指两个或多个波彼此叠加时,互相增强而得到较大振幅的现象。
4.破坏干涉是指两个或多个波彼此叠加时,互相抵消而得到较小或完全没有振幅的现象。
四、光的衍射1.光的衍射是指光通过一个孔或绕过一个障碍物后,沿各个方向传播现象。
2.当屏幕上出现许多亮暗相间的条纹时,就表现出了光的衍射。
五、偏振1.偏振是指光波的振动方向在一个平面上的现象。
2.自然光是在各个方向上振动的,而偏振光只在一个方向上振动。
3.偏振可以通过偏振器来实现,偏振器让一个方向的振动通过,把另一个方向的振动阻挡住。
六、色散1.色散是指光通过不同介质,因为折射率不同而发生的颜色分布现象。
2.常见的色散现象包括三原色,即红、绿、蓝,和光的衍射现象,例如彩虹。
以上为八年级物理光学所有知识点的整理,希望同学们能够掌握这些知识,学好物理。
工程光学课件总结班级:姓名:学号:目录第一章几何光学基本原理 (1)第一节光学发展历史 (1)第二节光线和光波 (1)第三节几何光学基本定律 (3)第四节光学系统的物象概念 (5)第二章共轴球面光学系统 (6)第一节符号规则 (6)第二节物体经过单个折射球面的成像 (7)第三节近轴区域的物像放大率 (10)第四节共轴球面系统成像 (11)第二章理想光学系统 (13)第一节理想光学系统的共线理论 (13)第二节无限远轴上物点与其对应像点F’---像方焦点 (14)第三节理想光学系统的物像关系 1,作图法求像 (17)第四节理想光学系统的多光组成像 (21)第五节实际光学系统的基点和基面 (25)第六节习题 (27)第四章平面系统 (27)第一节平面镜 (27)第二节反射棱镜 (28)第三节平行平面板 (30)第四节习题 (31)第五章光学系统的光束限制 (31)第一节概述 (31)第二节孔径光栅 (33)第三节视场光栅 (34)第四节景深 (35)第五节习题 (36)第八章典型光学系统 (36)第一节眼睛的光学成像特性 (36)第二节放大镜 (39)第三节显微镜系统 (40)第四节望远镜系统 (44)第五节目镜 (46)第六节摄影系统 (47)第七节投影系统 (49)第八节光学系统外形尺寸计算 (49)第九节光学测微原理 (52)第一章几何光学基本原理光和人类的生产活动和生活有着十分密切的关系,光学是人类最古老的科学之一。
对光的每一种描述都只是光的真实情况的一种近似。
研究光的科学被称为“光学”(optics),可以分为三个分支:几何光学物理光学量子光学第一节光学发展历史1,公元前300年,欧几里得论述了光的直线传播和反射定律。
2,公元前130年,托勒密列出了几种介质的入射角和反射角。
3,1100年,阿拉伯人发明了玻璃透镜。
4,13世纪,眼镜开始流行。
5,1595年,荷兰著名磨镜师姜森发明了第一个简陋的显微镜。
光学中的透镜与成像公式整理光学是研究光的传播、反射、折射和色散等现象的科学领域,而透镜作为光学系统中的重要元件,具有广泛的应用。
透镜可以根据光线的折射原理来实现物体的放大或缩小以及调整光线的焦距。
透镜的成像公式是光学学习中的重要内容,我们来整理一下常见的透镜成像公式。
一、薄透镜成像公式薄透镜是指透镜的厚度相对于其半径的曲率半径很小,可以看作是无厚度的透镜。
薄透镜成像公式涉及到物距(u)、像距(v)、焦距(f)和折射率(n)四个参数。
1. 凸透镜成像公式:当物体位于凸透镜的一侧时,使用正负号规定如下:- 物距为正,表示物体在透镜的一侧;- 像距为正,表示成像在透镜的对侧;- 焦距为正,表示透镜为凸透镜。
根据凸透镜成像公式可以得到:1/f = 1/v - 1/u2. 凹透镜成像公式:当物体位于凹透镜的一侧时,使用正负号规定如下:- 物距为正,表示物体在透镜的一侧;- 像距为负,表示成像在透镜的一侧;- 焦距为负,表示透镜为凹透镜。
根据凹透镜成像公式可以得到:1/f = 1/v + 1/u二、透镜组成像公式透镜组是由多个透镜组合而成的光学系统,在实际应用中常见使用。
透镜组成像公式可以通过逐个透镜的成像公式来推导。
对于透镜组成像公式,同样涉及到物距(u)、像距(v)、焦距(f)和折射率(n)四个参数。
1. 平行光线通过透镜组成像:对于平行光线通过透镜组成像的情况,可以通过每个透镜的成像公式来计算整个透镜组的成像位置和放大倍数。
即将前一透镜形成的像作为下一个透镜的物体。
2. 物点光源通过透镜组成像:对于物点光源通过透镜组成像的情况,可以通过考虑每个透镜的成像方程来计算整个透镜组的成像位置和放大倍数。
三、透镜组的矢高与主平面在透镜组的光学分析中,常用到的概念是矢高和主平面。
矢高指的是物体或像的高度,主平面是指物体或像所在的平面。
1. 矢高传递公式:矢高传递公式用于计算透镜组中物体和像的矢高关系。
物体矢高/OH = 像矢高/O'H2. 主平面的确定:主平面的确定是为了方便进行透镜组的光学分析。
(每日一练)通用版高中物理光学知识点总结全面整理单选题1、光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用,下列选项符合实际应用的是()A.全息照相是利用光的干涉B.光学镜头上的增透膜是利用光的偏振C.在光导纤维内传送图像是利用光的色散D.利用激光亮度高的特点可以测量月球到地球的距离答案:A解析:A.全息照相是利用光的干涉,全息摄影采用激光作为照明光源,并将光源发出的光分为两束,一束直接射向感光片,另一束经被摄物的反射后再射向感光片,两束光在感光片上叠加产生干涉,A正确;B.光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象,B错误;C.在光导纤维内传送图像是利用光的全反射,C错误;D.利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的距离,D错误。
故选A。
2、如图甲所示为小明爷爷的收音机的调谐电路图,图乙为调谐电路中可变电容器对应的工作原理图。
当调谐电路中可变电容器的电容为400PF时,接收到波长为300m的信号,如果要接收到波长为600m的信号,则可变电容器的电容应调整为()A.1.6×10−9F B.1.7×10−10F C.1.8×10−11F D.1.9×10−12F 答案:A解析:由电磁波的波长公式λ=c f由和谐电路的频率公式f=2π√LC 联立得C=λ2 (2πc)2L所以有C2=C1λ22λ12=1.6×10−9F故选A。
3、在观察光的单缝衍射现象时,当狭缝宽度从0.1mm逐渐增加到0.5mm的过程中,通过狭缝观察线状光源的情况是()A.不再发生衍射现象B.衍射现象越来越明显C.衍射条纹亮度逐渐变暗D.衍射条纹的间距逐渐变大答案:C解析:AB.当孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相近甚至比波长更小时即能发生明显的衍射;狭缝宽度从0.1mm 逐渐增加到0.5mm的过程中,衍射现象会逐渐不明显,最后看不到明显的衍射现象了,但衍射现象还存在,故AB错误;C.狭缝的宽度逐渐变大时,衍射现象越来越不明显,衍射条纹亮度逐渐变暗,故C正确;D.当发生衍射时,随着狭缝的宽度逐渐变大,衍射条纹的间距逐渐变小,D错误。
初中物理光学知识点整理光学是物理学中的一门重要分支,主要研究光的发射、传播、反射、折射、干涉、衍射等现象及其规律。
初中物理光学主要学习光的性质、光的传播以及光的反射和折射等基本知识。
下面将对初中物理光学的主要知识点进行整理。
一、光的性质1.光的传播方式:直线传播。
2.光的速度:光在真空中的速度为常数,约为3.0×10^8m/s,光在介质中传播时速度会降低。
二、光的传播1.光的传播模型:光的传播可以用光线模型来描述,即认为光是沿直线传播的。
2.光的传播方向:光的传播方向与光线的传播方向相同。
3.光的逆反射:光的逆反射是指光在垂直于平面镜的法线上与镜面发生的反射。
三、光的反射1.光的反射定律:光的反射满足反射定律,即入射角等于反射角。
2.镜面反射:镜面反射是指光在光滑平面上发生的反射,光线经过反射后与入射方向呈等角。
3.光的形象:镜面反射使得物体的形象被反射到观察者的眼中。
四、光的折射1.光的折射定律:光的折射满足折射定律,即入射角的正弦比等于折射角的正弦比。
2.折射率:折射率是介质对光的折射能力的量度,不同介质的折射率不同。
3.折射现象:当光从一种介质进入到另一种折射率较大的介质中时,会发生折射现象。
4.折射率相关规律:光从一个介质进入到另一个折射率较大的介质中时,入射角越大,折射角越小;入射角等于临界角时,光经折射后沿界面传播。
五、光的色散1.光的色散现象:光在经过透明介质时,不同波长的光会因折射率不同而发生偏折,产生不同的颜色。
2.光谱:经过色散后,将会形成一条连续的颜色带,称为光谱。
3.白光分光:将白光通过三棱镜分解为七种颜色(红、橙、黄、绿、青、蓝、紫)。
4.彩色光的合成:将不同颜色的光合成时,可以产生其他颜色的光。
5.彩色光的消减:彩色光在相加时可以发生消减,即颜色相反的彩色光与彩色光相混合后会产生黑色。
光学是一门非常重要的物理学科,对于理解光的性质以及光在现实生活中的应用都有很重要的帮助。
光学知识点知识点整理一、光的直线传播1、光现象:包括光的直线传播、光的反射和光的折射。
2、光源:能够发光的物体叫做光源。
●光源按形成原因分,可以分为自然光源和人造光源。
例如,自然光源有太阳、萤火虫等,人造光源有如蜡烛、霓虹灯、白炽灯等。
●月亮不是光源,月亮本身不发光,只是反射太阳的光。
3、光的直线传播:光在真空中或同一种均匀介质中是沿直线传播的,光的传播不需要介质。
大气层是不均匀的,当光从大气层外射到地面时,光线发了了弯折(海市蜃楼、早晨看到太阳时,太阳还在地平线以下、星星的闪烁等)光沿直线传播的现象:小孔成像、井底之蛙、影子、日食、月食、一叶障目.●光沿直线传播的应用:①激光准直. 排直队要向前看齐。
打靶瞄准②影的形成:光在传播过程中,遇到不透明的物体,由于光是沿直线传播的,所以在不透光的物体后面,光照射不到,形成了黑暗的部分就是影.③日食月食的形成日食的成因:当月球运行到太阳和地球中间时,并且三球在一条直线上,太阳光沿直线传播过程中,被不透明的月球挡住,月球的黑影落在地球上,就形成了日食.月食的成因:当地球运行到太阳和月球中间时,太阳光被不透明的地球挡住,地球的影落在月球上,就形成了月食。
如图:在月球后1的位置可看到日全食,在2的位置看到日偏食,在3的位置看到日环食。
④ 小孔成像:小孔成像实验早在《墨经》中就有记载小孔成像成倒立的实像,其像的形状与孔的形状无 关。
像可能放大,也可能宿小。
用一个带有小孔的板遮挡在屏幕与物之间,屏幕上就会形成物的倒像,我们把这样的现象叫小孔成像。
前后移动中间的板,像的大小也会随之发生变化。
这种现象反映了光沿直线传播的性质.小孔成像原理: 光在同一均匀介质中,不受引力作用干扰的情况下沿直线传播 根据光的直线传播规律证明像长和物长之比等于像和物分别距小孔屏的距离之比。
4、光线:用一条带有箭头的直线表示光的径迹和方向的直线.(光线是假想的,实际并不存在)光线是由一小束光抽象而建立的理想物理模型,建立理想物理模型是研究物理的常用方法之一。
光学知识汇编一、光的传播1.折射和全反射 折射定律的各种表达形式:021sin 1sin sin C v c n ===θθ (θ1为入、折射角中的较大者。
) 当光从光密介质射向光疏介质,且入射角大于临界角C 时,发生全反射。
2.各种色光性质比较可见光中,红光的折射率n 最小,在同种介质中(除真空外)传播速度v 最大,从同种介质射向真空时发生全反射的临界角C 最大,以相同入射角在介质间发生折射时的偏折角最小(注意区分偏折角和折射角)。
3.棱镜对光的偏折作用一般所说的棱镜与其周围的介质相比,都是光密介质。
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。
(若棱镜的折射率比棱镜外介质的折射率小,则向顶角偏折。
)这里所说的底边是指入射光线和射出光线都没有经过的那一边;顶角则是指底边所对的角。
由于各种色光的折射率不同,一细束复色光经三棱镜折射后将发生色散现象(红光偏折最小,紫光偏折最大。
入射光在第一次发生折射时发生色散,第二次折射时不再发生色散。
)本实验证明同种介质对红光的折射率最小,对紫光折射率最大。
例1.如图所示,一细束红光和一细束蓝光平行射到同一个三棱镜上,经折射后交于光屏上的同一个点M ,若用n 1和n 2分别表示三棱镜对红光和蓝光的折射率,下列说法中正确的是A .n 1<n 2,a 为红光,b 为蓝光B .n 1<n 2,a 为蓝光,b 为红光C .n 1>n 2,a 为红光,b 为蓝光D .n 1>n 2,a 为蓝光,b 为红光 解:由图可知,b 光线经过三棱镜后的偏折角较小,因此折射率较小,是红光。
选B4.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。
选择适当的入射点和入射角,可以使入射光线经过全反射棱镜的作用在射出后偏转90º或180º。
要特别注意两种用法中光线在哪个表面发生全反射。
5.玻璃砖所谓玻璃砖一般指横截面为矩形的棱柱。
判断题1.单光束分光光度计可以进行全波段扫描 (x)2.大多数有机显色剂与金属离子生成极其稳定的螯合物,显色反应的选择性和灵敏度都较无机显色反应高。
(√)选择题1.以下波谱区和跃迁类型对应正确的是:( D )A、X-射线,核能级B、红外光,分子振动C、紫外光,成键电子D、微波,分子转动2.对一块宽度为50.0 mm,刻线数为1000 条/mm的光栅,它的一级光栅的分辩能力为多少?在6000 埃附近能分辨的两条谱线的波长差为多少?( A )A、50000,0.12B、50000,8.3C、50000,1.2D、50000,0.833.一般测定可见光时,为了省钱一般采用(B)样的比色皿A:石英 B:玻璃C:塑料 D:水晶4.同一吸收物质在不同波长下的ε值是不同的。
在最大吸收波长λmax处的摩尔吸光系数,常以εmax表示,εmax越大表明该物质的吸光能力越强,用光度法测定该物质的灵敏度越高。
当ε=(6~10)×104 时为(C)。
A 不灵敏B 中等灵敏C 高灵敏D 超高灵敏5.可见和紫外吸收光谱法吸收光波长范围是(A)A、200-800nmB、100-700nmC、400-1000nmD、300-900nm6.下列哪个因素与平面光栅的分辨率有关?( B)A.波长B.光栅刻线总数(N)C.光栅常数D.光轴与感光板之间的夹角7.可以概述三种原子光谱(吸收、发射、荧光)产生机理的是( C )A.能量使气态原子外层电子产生发射光谱B.辐射能使气态基态原子外层电子产生跃迁C.能量与气态原子外层电子相互作用D.辐射能使原子内层电子产生跃迁8.下列哪种分析方法可以用于测定痕量级元素测定?(D,B)A.紫外可见分光光度法B.原子吸收光谱法B.原子荧光光谱法C.分子荧光光谱法9.发射单色器的聚光本领正比于(D)A fB f2C f -1D f -210.以下不是光电倍增管优点的是(C)A 灵敏度高B 响应快C 暗电流小D 适用于弱光测定11.下列哪项不属于光谱法?(D)A 原子吸收。
B 紫外可见。
C 核磁共振。
D X射线衍射。
12.下列哪种分光光度计无需参比池?(C)A 单光束分光光度计。
B 双光束分光光度计C 双波长分光光度计填空题1.紫外光区波长的范围10~400nm;可见光区波长范围400~760nm。
2.浓度相对误差最小时的透光度%T min=36.8, A min=0.434.3.原子吸收光谱是线状光谱,分子吸收光谱是带状光谱.4.仪器分析的三大支柱:光分析、电分析、色谱分析.5.原子光谱法是指据外层电子跃迁产生的光谱而进行分析的方法。
6.通过光激发物质再发光的现象为荧光。
由此方式得到的光谱为荧光光谱。
荧光是一种光致发光现象。
7.红外吸收光谱法:物质对红外光的吸收,引起分子振动能级和转动能级的跃迁——振动-转动光谱。
吸收光波长范围2.5~1000μm。
8.紫外-可见分光光度计的光源,可见光区用钨灯,吸收池可用玻璃材料的吸收池,紫外光区光源用氢灯(或氘灯),吸收池只能用石英材料的吸收池。
9.由于辐射与待测物质分子相互作用时发生能量交换、引起分子振动能级的变化并有辐射能量的增加或减小,因而产生与入射光波长不同的散射光,这种散射就称为拉曼散射。
根据这种散射光谱而建立起来的分析方法称为拉曼光谱法。
10.朗伯-比耳定律的数学表达式为:A=lg(I0/I)= εb c 或:A=lg(I0/I)= a b c 。
11.在强磁场作用下,原子核或未配对电子的能量由于其本身12.根据电磁辐射的本质,光谱法可以分为原子光谱法和分子光谱法。
原子光谱法呈线状,分子光谱法呈带状。
13.为减少光度测量误差,应选择适当的入射波长、吸光度范围和合适的参比溶液。
14.棱镜单色器基本组成有入射狭缝、准光装置、色散元件、聚焦装置、出射狭缝。
15.可用吸收曲线来描述物质对不同波长光的吸收能力。
16.吸光度测量的误差来源主要有光源的不稳定;实验条件的偶然变动和读数的不准确。
17.朗伯-比耳定律适用条件:单色光,均匀的、非散射的稀溶液。
18.据外层电子跃迁产生的光谱而进行分析的方法称为原子光谱法;原子发射光谱法简写AES,主要用于元素的定性和定量分析。
原子吸收光谱法简写AAS主要用于元素的定量分析;原子荧光光谱法简写AFS主要用于元素的定量分析。
19.AES是指以火焰、电弧、等离子炬等作为光源,使气态原子的外层电子受激发射出特征光谱进行定量分析的方法。
20.理想的光电转换器要求:灵敏度高;S/N大;暗电流小;响应快且在宽的波段内响应恒定。
21.分子吸收光谱中:电子能级跃迁所需能量>振动能级跃迁所需能量>分子转动能级跃迁所需能量。
22.光分析法能量排序:核磁共振<分子光谱<原子光谱<X射线光谱。
23.平面光栅衍射的性能指标:色散率分辨率聚光本领.问答题1.显色反应测定Ti4+中,如何通过控制适宜的显色条件,消除干扰组分Fe3+的影响?答:加H3PO4掩蔽剂,使Fe3+(黄色)成为[Fe(PO4)2]3-(无色),消除Fe3+的干扰;用铬天菁S光度法测定Al3+时,加入抗坏血酸作掩蔽剂将Fe3+还原为Fe2+,消除Fe3+的干扰。
2.朗伯-比耳定律适用条件?答:1)吸收定律(即朗伯-比耳定律)只适用于单色光,单色光越纯,吸收定律越准确。
2)吸收定律适用于均匀的、非散射的稀溶液,溶液浓度过大时将产生偏离(偏离比耳定律)。
3.偏离朗伯—比耳定律的原因:答:引起这种偏离的因素(两大类):一类是物理性因素,即仪器的非理想引起的;另一类是化学性因素。
4.对一块宽度为 60.0 mm,刻线数为1000 条/mm的光栅,它的一级光栅的分辩能力为多少?在3000 埃附近能分辨的两条谱线的波长差为多少?解:分辨率为:R=1×60×1000=6×10^4波长差为:Δλ=λ/R =3000/60000 = 0.05 埃5.干扰的消除方法答:加入掩蔽剂、选择适当的显色反应条件、选择适宜的波长、提高显色反应的选择性、去除干扰离子。
6.光分析法的三个基本过程是什么?答:能源提供能量;能量与被测物之间的相互作用;产生信号。
7.吸收曲线定义和用途?答:用不同波长的单色光照射某一物质测定吸光度,以波长为横坐标,以吸光度为纵坐标,绘制曲线,即得吸收曲线。
用途:可用吸收曲线来描述物质对不同波长光的吸收能力。
8.参比溶液的选择一般遵循的原则有哪些?答案:⑴若仅待测组分与显色剂反应产物在测定波长处有吸收,其它所加试剂均无吸收,用纯溶剂(水)作参比溶液—溶剂空白⑵若显色剂或其它所加试剂在测定波长处略有吸收,用“试剂空白”(不加试样溶液)作参比溶液;⑶若待测试液在测定波长处有吸收,而显色剂等无吸收,则可用“试样空白”(不加显色剂)作参比溶液;⑷若显色剂、试液中其它组分在测量波长处有吸收,则可在试液中加入适当掩蔽剂将待测组分掩蔽后再加显色剂,作为参比溶液。
9.什么是光学分析法?答:光学分析法是根据物质发射、吸收电磁辐射或电磁辐射与物质间相互作用而建立起来的一类分析方法。
(电磁辐射与物质相互作用的方式有发射、吸收、反射、折射、散射、干涉、衍射、偏振等)10.简述提高光度测定灵敏度和选择性的途径答:1.合成新的高灵敏度有机显色剂.2.采用分离富集(ps:少量变多量,浓度变化)和测定相结合.3.采用三元(多元)配合物显色体系.11.在物质分子中存在哪几种运动状态?答:i.电子相对于原子核的运动,ii.原子核间的相对振动,iii.分子作为整体绕着重心的转动。
12.物质为什么会有颜色?答:物质的颜色是由于物质对不同波长的光具有选择性吸收而产生的。
13.显色反应应该如何选择?1、灵敏度高:ε104-1062、选择性高,特效(专属)显色剂3、生成物稳定4、显色剂在测定波长处无明显吸收,与有色物最大吸收波长之差14.简述干扰粒子的消除方法。
答:1)加入掩蔽剂;2)选择适当的显色反应条件;3)选择适宜的波长4)提高显色反应的选择性5)分离干扰离子15.光谱分析法分为两类,光谱法和非光谱法,原理各自是什么?紫外可见和X射线衍射法各属于哪一个?答:光谱法是电磁波与物质作时,引起分子或原子内部量子化能级跃迁而产生发射、吸收、散射或荧光,通过检测这些光谱的特征波长和强度来进行定性定量分析。
非光谱法则是通过测量电磁波与物质作用时,电磁波的某些其他性质,如反射、折射、散射等变化而建立的。
紫外可见是光谱法,X射线衍射法是非光谱法。
16.什么叫拉曼散射?答:由于辐射与待测物质分子相互作用时发生能量交换,引起分子振动能级的变化并有辐射能量的增加或减少,因而产生与入射光波长不同的散射光,这种散射成为拉曼散射。