光

这是一篇关于光的思维导图 ,主要内容包括光的折射，全反射,光的干涉，光的偏振,光的颜色，实验:用双缝干涉测量光的波长。

光

• 1.光的折射
  • 折射定律
    • 折射光线与入射光线、法线处在同一平面内
    • 折射光线与入射光线分别位于法线的两侧
    • 入射角的正弦与折射角的正弦成正比
  • 折射率
    • 定义
      • 光从真空射入某种介质发生折射时，入射角的正弦与折射角的正弦之比
    • 符号
      • n
    • 真空的折射率为1，空气的折射率近似为1
    • 折射率越大，光线以相同入射角从真空斜射入这种介质时偏折的角度越大
    • 公式
      • n=c/v
  • 测量玻璃的折射率
• 2.全反射
  • 全反射
    • 对于折射率不同的两种介质
      • 光密介质
        • 折射率较小的的介质
      • 光疏介质
        • 折射率较大的介质
    • 条件
      • 光从光密介质射入光疏介质时
      • 入射角等于或大于临界角
        • 临界角与折射率的关系
    • 现象
      • 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
  • 全反射棱镜
    • 原理
      • 当光从图中所示的方向射入玻璃时，由于光的方向与玻璃面垂直，光线不发生偏折
      • 在玻璃内部，光射向玻璃与空气的界面时，入射角大于临界角，发生全反射
    • 应用
      • 在光学仪器中可用来改变光的方向
  • 光导纤维
    • 原理
      • 当光在有机玻璃棒内传播时，如果从有机玻璃射向空气的入射角大于临界角，光会发生全反射，于是光在有机玻璃棒内沿着锯齿形路线传播。
    • 应用
      • 光纤通信
        • 特点
          • 传输容量大
          • 衰减小
          • 抗干扰性强
          • 保密性强
      • 传像
• 3.光的干涉
  • 光的双缝干涉
    • 原理
      • 波的干涉——加强区与减弱区
    • 杨氏双缝干涉实验
      • 用强光照亮一条狭缝，通过这条狭缝的光再通过双缝，发生干涉
      • 证明了光是一种波
  • 干涉条纹和光的波长之间的关系
    • 相邻两条亮条纹或暗条纹的中心间距
    • 光的波长越长，干涉条纹相邻两两条纹或暗条纹的中心间距越长
  • 薄膜干涉
    • 干涉
• 6.光的偏振 激光
  • 偏振
    • 偏振现象
      • 不同的横波，即使传播方向相同，振动方向也可能是不同的
    • 偏振方向
      • 横波的振动方向
  • 光的偏振
    • 自然光
      • 包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光
      • 沿着各个方向振动的光波的强度都相同
    • 偏振光
      • 通过偏振片的光波，在垂直于传播方向的平面上，沿着某个特定的方向振动
  • 偏振现象的应用
    • 相机的偏振滤光片能减弱玻璃表面反射光的影响
  • 激光的特点及其应用
    • 激光
      • 频率相同、相位差恒定、振动方向一致的光波
    • 特点及应用
      • 高度的相干性
      • 平行度高
        • 精确测距
      • 亮度高/在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量
        • 切割
        • 焊接
• 5.光的衍射
  • 光的衍射
    • 光没有沿直线传播，它绕过了缝的边缘，传播到了相当宽的地方
    • 狭缝越窄，衍射后在屏上产生的中央亮条纹越宽
    • 光的波长越长，衍射后在屏上产生的中央亮条纹越宽
  • 衍射光栅
    • 原理
      • 增加狭缝的个数，衍射条纹的宽度将变窄，亮度将增加
    • 由许多等宽的狭缝等距离地排列起来形成的光学元件
    • 分类
      • 透射光栅
        • 在一块很平的玻璃上刻出一系列等距的平行刻痕
          • 刻痕
            • 漫反射
            • 不太透光
          • 未刻的部分
            • 透光的狭缝
      • 反射光栅
        • 在高反射率的金属上刻痕
• 4.实验：用双缝干涉测量光的波长
  • 实验思路
  • 物理量的测量
    • l的测量
      • 刻度尺
    • ∆ x 的测量
      • 测量头
  • 进行实验
    • 实验前
      • 取下双缝，打开光源，调节光源的高度和角度
        • 使它发出的光束沿着遮光筒的轴线把屏照亮
      • 放好单缝和双缝
        • 使单缝与双缝相互平行
        • 尽量使缝的中点位于遮光筒的轴线上
    • 实验时
      • 在单缝与光源之间放上滤光片
        • 观察到单色光的双缝干涉图样
      • 测量双缝到屏的距离 l 和相邻两条亮条纹间的距离∆x
      • 分别改变滤光片的颜色和双缝的距离，观察干涉条纹的变化，并求出相应的波长
  • 数据分析