专题19光学电磁波Word格式文档下载.docx

1、 镜面反射：平行的入射光经该表面反射后，反射光也是平行的。 漫反射：平行的入射光经该表面反射后，反射光向各个方向反射。漫反射现象中，每条光线仍然遵守反射定律。 平面镜：成像：成与镜对称的等大的虚像。应用对称法求像后，可画出任意入射线的反射线和观看像的范围。镜面转动：当平面镜沿入射点转动角时，反射光线转过2；由两平面镜组成成角的平面镜组，出射光线与入射光线的夹角为2。（二）、光的折射和全反射 1光的折射和全反射 折射率：光从真空射入某种介质，入射角的正弦与折射角正弦之比，n=Sini/Sinr，n=c/v，n1。 全反射现象：发生全反射的条件：光从光密媒质射入光疏媒质，入射角临界角，SinC=1

2、/n。光在发生全反射前，反射光线和折射光线同时存在。光疏与光密介质：两种介质比较，折射率较大的介质叫光密介质，折射率较小的介质叫光疏介质。 光通过两面平行的玻璃砖的特点：出射光线始终与入射光线平行。有必然的偏移，偏移量与入射光的波长、入射角、两平行面的间距有关。光不可能在玻璃中发生全反射。 光导纤维：由内芯和外衣两层组成，内芯的折射率比外衣大。光传导时在内芯与外衣的界面上发生全反射，使光能从一端输入，通过光导纤维传送到很远的另一端。它的优势是容量大、衰减小、抗干扰性强。 3棱镜 通过棱镜的光线：向底面偏折。棱镜可成虚像（向顶角偏移）。 全反射棱镜：横截面是等腰直角三角形的棱镜。用于改变光的传播

3、方向（90或180）。 光的色散：白光通过三棱镜分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫各单色光的现象。红光波长最大（频率最小），紫光波长最小（频率最大），在真空中它们的光速都相同，但在同一介质中，波长越大，光速越大，折射率越小。（三）、光的干与和衍射 1光的四种学说 微粒说：光是沿直线高速传播的粒子流（牛顿支持）。波动说：光是某种振动以波的形式向别传播（惠更斯提出）。电磁说：光是一种电磁波（麦克斯韦提出）。光子说：光是不持续的，是一份一份的，每一份叫做一个光子，光子的能量E=h。（爱因斯坦提出） 2光的干与 双缝干与：杨氏实验的单孔相当于点光源，双孔相当两个振动情形老是相同的波源（相干光源）。光程差

4、=波长整数倍处为明条纹，半波长奇数倍处为暗条纹。XL/d，其中X表示相邻两明条纹（或暗条纹）的间距，表示光波的波长，L表示双缝至光屏的距离，d表示双缝的间距。 薄膜干与：入射光照射到楔形膜上，经膜的前、后表面反射的两束光相遇产生。 香皂泡上和水面的油膜上常看到的彩色花纹，是光的干与现象。 增透膜的厚度=某色光在膜中波长的1/4时，可减少该色光的反射损失，增强透射强度。光学镜头呈淡紫色，是因为其中的膜的厚度=绿光在膜中波长的1/4。 光的波长和频率：光的颜色由光的频率决定，在不同介质中，光的频率不变（颜色不变）。各单色光的频率不同，但在真空中的传播速度都相同。光的传播速度不但与介质有关，而且与频

5、率有关。而波长与频率、介质都有关。1纳米=109米，1埃=1010米。 3光的衍射 发生明显衍射的条件：障碍物的尺寸能够跟光的波长相较或比光的波长小时。 现象：透过窄缝看到的彩色或明暗条纹、泊松亮斑等是光的衍射现象。 光的干与、衍射现象说明光具有波动性。 4光的偏振 偏振现象：不同的横波，尽管振动方向都与传播方向垂直，但振动方向能够不同，只沿某一特定方向的振动，叫做波的偏振。在垂直传播方向的平面上，只沿着一个特定方向振动的光，叫做偏振光 偏振光的产生：让自然光通过第一个偏振片（叫起偏器）后的光确实是偏振动光，第二个偏振片的作用是查验光是不是是偏振光（叫检偏器）。 除太阳、电灯等光源直接发出的光

6、外，绝大部份光（包括反射光、折射光）都是偏振光。 光的偏振现象说明光是横波（只有横波才会产生偏振现象）。 5激光 概念：原子受激辐射时，发出的光子频率、发射方向都与入射光相同，当这些光子在介质中传播再引发其他原子受激辐射后，就会产生愈来愈多的频率和发射方向相同的光子，使光取得增强，这确实是激光。 特点：激光是一种相干光，它的平行度、单色性好，亮度高。 应用：平行度好，使它传播很远仍能维持必然的强度，且集聚点小，能够用来精准测距和读信息；频率相同单一，可用来传递信息（光纤通信）；亮度高，使它可在很小的空间和很短的时刻内集中专门大的能量，可作“光刀”用于切割。用激光从各方向照射核聚变原料，有可能利

7、用它的高压引发并操纵核聚变。第二部份电磁波 （一）光的电磁说 1电磁振荡的产生 振荡电流和振荡电路：大小和方向都做周期性转变的电流叫振荡电流。能产生振荡电流的电路叫振荡电路。 LC回路振荡电流的产生：电容开始放电进程：电容中的电场能减小、电容极板的带电量减小、线圈中的磁场能增加，电流增大，放电进程是电场慢慢转化为磁场能的进程，放电终止时，电场能全数转化为磁场能，电流达到最大（电容器和线圈两头的电压为零）。电容反向充电进程：与上述进程物理量转变正好相反。电容再放电和充电进程：与上述放电和充电进程物理量转变相同，只是电流方向相反。 电磁振荡的周期和频率：电磁振荡：LC电路在电容放电、充电进程中，电

8、容极板上的电量、电路中电流、电容器里电场的场强、线圈磁场的磁感应强度都发生周期性转变的现象。周期和频率： f1/T 其中的L单位用H、C的单位用F，通过改变L或C的数值，可改变电磁振荡的周期和频率。 2麦克斯韦电磁场理论 转变的电场（磁场）在周围空间产生磁场（电场），均匀转变的电场（磁场）在周围空间产生磁场（电场）是不变的，周期性转变的电场（磁场）在周围空间产生周期性转变的磁场（电场）。 电磁场：转变的电场和磁场是相互联系的不可分离的统一的场，叫电磁场。 麦克斯韦从理论上预见了电磁波的存在，赫兹用实验证明电磁波的存在。电磁场是物质的一种特殊形态。3电磁波 发射电路：要有效地向外发射电磁波，电路

9、必需有两个特点：足够高的频率：频率越高，发射电磁波的本领越大。单位时刻幅射的能量，与频率的四次方成正比。开放电路：振荡电路的电场和磁场必需分散到尽可能大的空间。电磁场由发生的区域向远处的传播，就形成电磁波。它的横波：电场和磁场的振动方向相互垂直，且它们都与波的传播方向垂直。波速：任何频率的电磁波在真空中的传播速度c108m/s。波长、波速、频率关系：VTV/f，在真空中cf。电磁波由真空进入介质传播时，频率不变，传播速度变小（不同频率的电磁波在同一介质中的传播速度不同），波长将变短。 电磁波与机械波比较： 一起点：具有波动的一起性，都能产生反射、折射、衍射和干与等现象。传播进程都是振动和能量随

10、波传播。 不同点：有本质的不同，前者是电磁现象，后者是力学现象，机械波要靠介质传播，电磁波不靠别的其他介质传播，机械波是位移随时刻作周期性转变，电磁波那么是E和B随时刻作周期性转变。（二）、电磁波与信息化社会 1.电磁波的发射和接收发射：要求发射的无线电波随信号而改变（调制）。经常使用的调制方式有调幅和调频两种。其中调幅是使高频振荡的振幅随信号改变（调幅波），调频是使高频振荡的频随信号改变（调频波）。 接收：电谐振：接收电路的固有频率与接收到的无线电波的频率相同的，激起的振荡电流最强的现象。调谐：使接收电路产生电谐振的进程。一样收音机的调谐电路，是通过调剂可变电容器的电容来改变电路的频率而实现

11、调谐的。检波：从通过调制的高频振荡中“检”出调制信号的进程。检波是调制的逆进程，也叫解调。 电视和雷达：电视是由摄像管把景物反射的光转换成电信号进行发射，再由显像管把电信号变成光信号，它在1秒内要传送25幅画面。雷达是利用电磁波碰到障碍物发生反射的特性工作的，电磁波的波长越短，传播的直线性越好，反射性能也越强，因此雷达利用的是微波。2.电磁波谱按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列成谱各类电磁波的产生机理别离是：无线电波是振荡电路中自由电子的周期性运动产生的；红外线、可见光、紫外线是原子的外层电子受到激发后产生的；伦琴射线是原子的内层电子受到激发后产生的；射线是原子核受到激发后产生的。红外线

12、、紫外线、X射线特点种 类产 生主要性质应用举例红外线一切物体都能发出热效应遥感、遥控、加热紫外线一切高温物体能发出化学效应荧光、杀菌、合成VD2X射线阴极射线射到固体表面穿透能力强人体透视、金属探伤（4）电磁波传递能量电磁波是运动中的电磁场，它能够传递能量。比如微波炉工作时食物分子运动加重，其内能的增加是微波传递给它的。二、经典例题5.abc为一全反射棱镜，它的主截面是等腰直角三角形，A如下图，一束白光垂直入射到ac面上，在ab面上发生全反射假设光线入射点O的位置维持不变，改变光线妁入射方向，（不考虑自bc面反射的光线）：A.使入射光按图中所示的顺时针方向慢慢偏转，若是有色光射出ab面，那么

13、红光将第一射出B.使入射光按图中所示的顺时针方向慢慢偏转，若是有色光射出ab面，那么紫光将第一射出C.使入射光按图中所示的逆时针方向慢慢偏转，红光将第一射出ab面D.使入射光按图中所示的逆时针方向慢慢偏转，紫光将第一射出ab面【例3】右图中，内壁滑腻、水平放置的玻璃圆环内，有一直径略小于环口径的带正电的小球，正以速度v0沿逆时针方向匀速转动。假设在此空间突然加上竖直向上、磁感应强度B随时刻成正比例增加的转变磁场，设小球运动进程中的电量不变，那么（）A.小球对玻璃环的压力不断增大 B.小球受到的磁场力不断增大 C.小球先沿逆时针方向做减速运动，过一段时刻后，沿顺时针方向做加速运动D.磁场力一直对

14、小球不做功分析：因为玻璃环所处有均匀转变的磁场，在周围产生稳固的涡旋电场，对带正电的小球做功，由楞次定律，判定电场方向为顺时针，在电场力的作用下，小球先沿逆时针方向做减速运动，过一段时刻后，沿顺时针方向做加速运动。小球在水平面内沿轨迹半径方向受两个力：环的弹力N和磁场的洛仑兹力f，而且两个力的矢量和始终提供向心力，考虑到小球速度大小的转变和方向的转变和磁场强弱的转变，弹力和洛仑兹力不必然始终在增大。洛仑兹力始终和运动方向垂直，因此磁场力不做功。正确为CD。三、光学、电磁波练习1.光线从介质A进入空气中的临界角是37,光线从介质B进入空气中的临界角是45,那么以下表达中正确的选项是（AD）. A.光线从介质A进入介质