2023届高考物理一轮复习：第30讲光学

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第30 讲光学

知识图谱

光学

知识精讲

一．光的折射

1．折射定律

光的折射定律：入射角的正弦跟折射角的正弦成正比。

（是比例常数）

2．介质的折射率

（1）定义：光从真空射入某种介质，入射角的正弦跟折射角的正弦之比，叫做介质的折射率。

（2）公式：，折射率总大于 1，在介质中的传播速度。

（3）折射率的大小取决于介质本身和入射光的频率，与入射角的大小无关。某一频率的光在不同介质中

传播时，频率不变，折射率不同，光速不同，波长也不同；不同频率的光在同一介质中传播时，折射率不同，

光速不同，波长也不同。

4．测量玻璃的折射率

（1）实验原理：

（2）实验器材：玻璃砖、白纸、木板、大头针四枚、图钉四枚、量角器、三角板（或直尺）、铅笔。

（3）利用平均值法求玻璃的折射率: 根据测量数据求出各组，再算求这 n组的平均值即为玻璃

的折射率。

（4）利用图像法求折射率: 用表示纵坐标，用表示横坐标，把各组对应的数据描到坐标纸上，

根据所描的点用过原点的直线使所描点尽量落在所画的直线上，或均匀后分布于直线的两侧，该直线的斜率

即表示所测定的玻璃的折射率。

（5）利用做图法求折射率：由下图可知：。

二．全反射

1．全反射的定义：光从光密介质射向光疏介质时，同时发生折射和反射，当入射角增加到某一角度时，折射

角完全消失，只剩下反射光线。

2．全反射产生的条件：

（1）光从光密介质射向光疏介质；（2）入射角大于或等于临界角。

3．临界角 C：是指折射角为 90时的入射角，当光线从某介质射入真空（或空气）时，其临界角的正弦值为

sin C=1

n=v

（C为临界角，c为光在空气中的传播速度）。

4．全反射的应用

（1）全反射棱镜

（2）光导纤维

三．光的干涉

1．杨氏干涉实验

1801 年英国物理学家托马斯·杨在实验室里成功的观察到光的干涉现象。

2．干涉图样的特点

（1）明暗相间；

（2）亮纹间等距，暗纹间等距；

（3）两缝隙 S1、S2中垂线与屏幕相交位置是亮条纹，即中央亮纹。

3．光的干涉现象

两列频率相同、振动情况相同的光波相叠加，某些区域出现振动加强，某些区域出现振动减弱，并且加强区

域和减弱区域总是相互间隔的现象叫光的干涉现象。

只有相干光源发出的光叠加，才会发生干涉现象。相干光源是指频率相同、相位相同的两列光波。

4．决定双缝干涉条纹间距的条件

（1）当两束振动情况相同的光源产生的光相互叠加时，出现明条纹的条件是屏上某点 P到两个相干光源

S1和S2的路程差等于波长的整数倍或半波长的偶数倍，即：

|PS1－PS2|＝kλ＝2k· （k＝0，1，2，3…)；

当k＝0时，即 PS1＝PS2，此时 P点处的明条纹叫做中央亮条纹；

当很小时，；

亮条纹中心的位置为：，k=0，1，2；

单色光的双缝干涉中相邻亮条纹间距离为。

（2）出现暗条纹的条件是屏上某点 P到两个相干光源 S1和S2的路程差等于半波长的奇数倍，即|PS1－

PS2|＝（2k＋1)

（k＝0，1，2，3…)。

暗条纹中心的位置为：，k=0，1，2 。

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