一、光的传播

1、光源：能够发光的物体可分为

（1）自然光源 如：太阳，萤火虫（2）人造光源 如：蜡烛，电灯

2、光的传播：

（1）光在同种均匀介质中是沿直线传播的

（2）直线传播现象

①影子的形成：日食、月食、无影灯 ②小孔成像：倒立、实像

3、光的传播速度"：

（1）光在真空中的传播速度是3.0×108 （2）光在水中的传播速度是真空中的3/4

（3）光在玻璃中的传播速度是真空中的2/3

二、光的反射

反射分类：遵循光的反射定律。

（1）镜面反射：入射光线平行，反射光线也平行

（2）漫反射：入射光线平行，反射光线不平行

平面镜成像：平面镜成的像是虚像，像与物体的大小相等，像到平面镜的距离与物体到平面镜的距离相等，像与物体关于平面镜对称（等大，正立，虚像）

三、光的折射

1、折射现象：光由一种介质射入另一种介质时，在介面上将发生光路改变的现象。常见现象：筷子变"弯"、池水变浅、海市蜃楼。

2、光的折射初步规律：（1）光从空气斜射入其他介质，折射角小于反射角（2）光从其他介质斜射入空气，折射角大于入射角（3）光从一种介质垂直射入另一种介质，传播方向不变（4）当入射角增大时，折射角随之增大

3、光路是可逆的

四、光的色散

1、定义：白光经过三棱镜时被分解为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光的现象叫光的色散。

2、色光三基色：红、绿、蓝。混合后为白色

3、颜料三原色：红、黄、蓝。混合后为黑色

4、颜色

（1）透明体的颜色决定于物体透过的色光。（透明物体让和它颜色的光通过，把其它光都吸收）。

（2）不透明体的颜色决定于物体反射的色光。（有色不通明物体反射与它颜色相同的光，吸收其它颜色的光，白色物体反射各种色光，黑色物体吸收所有的光）。

五、光学探究凸透镜成像

1、凸透镜：对光有会聚作用。

2、相关概念：①主光轴 ②焦点（F） ③光心（O）④焦距（f）

3、经过凸透镜的三条特殊光线：

①平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过异侧焦点；

②经过光心的光线传播方向不改变；

③经过凸透镜焦点经凸透镜折射后平行于主光轴射出。

4、凹透镜：对光有发散作用。

5、平行于主光轴的光线经凹透镜折射后折射光线反向延长线过同侧焦点。

6、凸透镜成像（1）原理：光的折射。 （2）成像规律：物近像远像变大, 二倍焦距见大小, 一倍焦距分虚实

六、眼睛与视力的矫正

1、眼睛

（1）晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜，视网膜相当于光屏。

（2）成像原理：当物距大于两倍焦距时，凸透镜成倒立、缩小的实像。

2、视力的矫正

（1）近视眼

①、特点：看不清远处物体。②、矫正：利用凹透镜来矫正。

（2）远视眼（老花眼）

①、特点：看不清近处物体。②、矫正：利用凸透镜来矫正

（3）眼镜的度数= 100/f （f以米作为单位）

七、神奇的"眼睛"

1、放大镜的成像原理：物体在焦距以内，凸透镜成正立、放大的虚像。

2、显微镜

①结构：目镜、物镜。

②成像原理：物镜成倒立、放大的实像，目镜相当于普通放大镜，把实像再次放大成虚像。

3、望远镜

①结构：目镜、物镜。

②成像原理：物镜成倒立、缩小的实像，目镜相当于普通放大镜，把实像再次放大成虚像。

4、照相机

①结构：镜头、光圈、快门、胶片。

②成像原理：当物距大于两倍焦距时，凸透镜成倒立、缩小的实像。

5、投影仪

①结构：凸透镜、平面镜、屏幕。

②成像原理：当物距在焦距与两倍焦距之间时，凸透镜成倒立、放大的实像。

初中物理光学典型例题讲解

1.用照相机照相时，在拍摄进景和远景时，有什么区别?

答:物距均大于二倍焦距(因为照相机常常要得到缩小的实像)，像距均在一倍焦距和二倍焦距之间。由于凸透镜成实像时,物距越远则像距越近,物距越近则像距越小,所以拍摄近景时，物距小，像距较大，成的像也较大，照相机的镜头要往前伸;拍摄远景时，物距大，像距较小，成的像也较小,照相机的镜头要往后缩.

2。凸透镜及其成像规律

凸透镜（convex lens）

凸透镜是根据光的折射原理制成的。凸透镜是中央部分较厚的透镜。凸透镜分为双凸、平凸和凹凸（或正弯月形）等形式，薄凸透镜有会聚作用故又称聚光透镜，较厚的凸透镜则有望远、会聚等作用，这与透镜的厚度有关。

将平行光线（如阳光）平行于轴（凸透镜两个球面的球心的连线称为此透镜的主光轴）射入凸透镜，光在透镜的两面经过两次折射后，集中在轴上的一点，此点叫做凸透镜的焦点（记号为F，英文为：focus），凸透镜在镜的两侧各有一焦点，如为薄透镜时，此两焦点至透镜中心的距离大致相等。凸透镜之焦距是指焦点到透镜中心的距离，通常以f表示。凸透镜球面半径越小，焦距（符号为：f，英文为：focal length）越短。凸透镜可用于放大镜、老花眼及远视的人戴的眼镜、摄影机、电影放映机、显微镜、望远镜的透镜（lens）等。

实验研究凸透镜的成像规律是：当物距在一倍焦距以内时，得到正立、放大的虚像；在一倍焦距到二倍焦距之间时得到倒立、放大的实像；在二倍焦距以外时，得到倒立、缩小的实像。

该实验就是为了研究证实这个规律。实验中，有下面这个表：

物 距 范围 成像性质 像距范围

u>2f 倒立、缩小、实像、 异侧 f<v<2f

u=2f 倒立、等大 、实像、异侧 v=2f

f<u<2f 倒立、放大 、实像、异侧 v>2f

u=f 不成像

u<f 正立 、放大、虚像 、同侧 u＜v

这就是为了证实那个规律而设计的表格。其实，透镜成像满足透镜成像公式： 1/u+1/v=1/f

物在焦点不成像,二倍焦距倒同样.

大于二焦倒立小,焦外二内幻灯放.

物体放在焦点内,对侧看见大虚像.

像若能够呈屏上,一定倒立是实像.

(1)u＞f时成实像，u＜f成虚像，焦点是实像和虚像的分界点。

(2)U＞2f时成缩小实像，u＜2f时成放大实像，二倍焦距点是成放大实像与缩小虚像的分界点。

(3)成实像时，当物距减小，像距变大，像变大；物距增大时，像距变小，像变小。

(4)成实像时，像与物在凸透镜异侧，成虚像时，像与物在凸透镜同侧。

(5)实像是实际光线会聚而成的，可显示在光屏上，虚像是折射光线的反向延长线的交点，不显示在光屏上。

应用

依据凸透镜成像的规律，应注意区别望远镜、显微镜透镜应用的以下特点：

(1)望远镜、显微镜的目镜是依据u<f成正立、同侧、放大、虚像。

(2)望远镜的物镜是依据凸透镜在u>2f时成异侧、倒立、缩小、实像制成的。（原因是为了扩大视角）

(3)显微镜的物镜是依据凸透镜在f<u>2f时成异侧、倒立、放大、实像制成的。 凸透镜与凹透镜的区别方法：

1()触摸法（中间薄边缘厚是凹透镜，中间厚边缘薄时凸透镜）

(2)聚焦法（射入平行光，汇聚的是凸透镜，发散的是凹透镜）

(3)用眼看（把透镜放到字下，看照后的字是放大还是缩小）

3.墙上挂着一块长30厘米的平面镜，小明站在镜子前1.5米处，这时他正好可以看到身后的一根木杆，木杆高2米，那么这根木杆离人的距离应该是（）

A．19.5米 B．7.0米 C．10.0米 D．8.5米

答:选D

因为入射光程反射光程与木杆及人到平面镜的距离符合

相似三角形原理

故20Omm/30mm=X/150mm

得X=1000mm=10m

10米再减去小明离开镜子的1.5米

木杆距人的距离是8.5米

4.镜面反射与漫反射的区别.

辨析:一束平行光射到平面镜上,由于平面镜表面非常光滑,与每条光线的入射点相对应的法线也是相互平行的,又由于入射的平行光相对于镜面的入射角是相等的,光在反射时反射角和入射角相等,就势必造成每一条反射光线都是相互平行的,反射光朝同一方向集中反射,这种反射叫做镜面反射； 若平行光入射到粗糙的表面时，由于表面的凹凸不平，就使得各入射点所对应的法线方向不一致，造成反射光线朝向不同的方向，这就是“漫反射”。大多数物体表面都有大小不一的凹凸不平，所以本来是平行的太阳光被这些表面反射后，弥漫地向不同方向反射,因此漫反射中的反射光线看起来较暗,而镜面反射中的反射光线是集中朝向同一方向的,反射光线看起来就较亮.

5.池中水的深度是2.5m,月球到水面的的距离上3.8×10^5Km,月球在水池中的像到水面的距离是_____m.

辨析:月球在水池中的像到水面的距离是3.8×10^5Km(因为水面相当于一个平面镜的镜面,而平面镜成像的规律是像与物到平面镜的距离相等),初学者常会存在这样一个疑惑::水池那么浅,怎么可以使像成在那么遥远的距离呢? 我们要注意,平面镜所成的像为虚像,而像到平面镜的距离同样是一个"虚"的,因而它完全可以突破水池的深度.我们在观察时感到这个距离并不大,但要注意的是,当我们抬头仰望明月时,我们不同样认为可以伸手可及吗?眼睛对距离的判断常常会失误,物理讲究的是科学的方法而不是凭感觉去判断.

6..如果你在一个很小的平面镜中看到了一个同学的眼睛，则这个同学一定能看到胸的眼睛，这个现象说明在反射中（光路是可逆的）；如果物体的表面光亮平滑，在一个黑暗的房间里只让一束平行光照射在它的表面，只有（ 另一边）看上去觉得有刺眼的光，在其他方向看去觉得这个物体是（ 暗的），这是因为光射到这个物体上时发生了（镜面反射）的缘故。

7.当手指尖触到平面镜上时,手指尖与它在镜中的像相距约4mm,则平面镜的玻璃厚度是 ( ) A.4mm B.8mm C.2mm D.1mm

辨析:平面镜的成像主要是依靠镜背面的不透明层(镀银层)反射光线而成，换句话说,不能以前镜面做为"镜面",而应以后镜面做为"镜面" ,因此，当我们把手指尖按在玻璃表面

的时候，指尖距离真正的“后镜面”有一定的距离,这个距离就是镜的厚度,这个厚度同时是物距 ;根据平面镜成像的规律:物距等于像距 因此手指尖和像的距离就等于二倍厚度,玻璃厚度当然为2mm了。

初中物理总复习提纲：光学

12.光在均匀介质中是沿直线传播的.光在真空(空气)的速度是3×100000000米/秒.影子、日食、月食都可以用光在均匀介质中沿直线传播来解释.

13.光的反射定律：反射光线与入射光线、法线在同一平面内,反射光线与入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角.

14.平面镜的成像规律是:(1)像与物到镜面的距离相等;(2)像与物的大小相等;(3)像与物的连线跟镜面垂直，（4）所成的像是虚像。

15.光从一种介质斜射入另一种介质,传播方向一般会发生变化,这种现象叫光的折射.

16.凸透镜也叫会聚透镜，如老花镜.凹透镜也叫发散透镜,如近视镜.

17.照相机的原理是:凸透镜到物体的距离大于2倍焦距时成倒立、缩小的实像.

18.幻灯机、投影仪的原理：物体到凸透镜的距离在2倍焦距和一倍焦距之间时成倒立、放大的实像.

25.放大镜、显微镜的原理是：物体到凸透镜的距离小于焦距时，成正立、放大的虚像.

26.天文望远镜分托普勒望远镜和伽利略望远镜。托普勒望远镜的原理是目镜焦距小，物镜焦距大，物镜呈倒立缩小的实像几乎在焦点上，从而显倒立缩小实像，目镜在此基础上呈放大的虚像，即f1+f2。伽利略望远镜目镜呈放大虚像，即f1－f2.

第二篇：物理光学复习知识点

物理光学知识点

第一章

1.可见光波长范围（380nm~760nm）。

2.折射率。

3.能流密度的坡印廷矢量s的物理意义：表示单位时间内，通过垂直于传播方向上的单位面积的能量；光强

4.已知或，求光的相关参量，参见作业1-1，1-2；

5.简谐球面波或，求光的相关参量。

6.无限长时间等幅震荡光场对应的频谱只含有一个频率成分，称为理想单色振动，持续有限长时间等幅震荡的光场对应的频谱宽度。

7.等相位面的传播速度称为相速度，平面单色波的相速度，等振幅面的传播速度称为群速度，复色波的相速度（公式来源，然后求导），复色波的群速度，结合第六章讨论在正常/反常色散中相速度和群速度哪个大？

8.理解线偏振光、圆偏振光和椭圆偏振光的概念及相互转化的条件，结合第四章波片讨论。

9.讨论光波在界面上的反射和折射，如s分量和p分量的概念，菲涅尔公式的理解，图1-21的理解与应用，熟悉公式，，，在正入射和掠入射时，布儒斯特角的计算，全反射角，半波损失产生的两种情形：光从光疏介质入射到光密介质时，在正入射和掠入射时反射光相对入射光将产生“半波损失”；图1-29薄膜上下表面的反射的四种情形的作图法；偏振度的计算（1.2-39，1.2-42，43），注意p35偏振度计算的例子和p49例题1-5，利用片堆产生线偏振光的原理（反s不反p，输出p）和作业1-10，外腔式激光器的布儒斯特窗口的原理（反s不反p，输出s），衰逝波的概念。

10.例题和作业：例题1-3的结论，例题1-5，例题1-6；作业1-1，2，10，15，16，18，19，20，21。

第二章

1.公式2.1-3的理解，例如由此公式可以得出产生干涉的三条件：频率、振动方向和相差要求。

2.由一般光源获得相干光的两类方法：分振幅法（等倾、等厚）、分波面法（杨氏）；

3.杨氏干涉的相关计算（可能用到的知识2.1-13，14，15，16）：菲涅尔双棱镜、菲涅尔双面镜、洛埃镜（注意半波损失）和相关作业。

4.分振幅法干涉光程差公式（2.1-20）（注意半波损失，一般情况下有，但某些情况下也无，例如作业2-14）和光强公式（2.1-21），等厚干涉的应用如可以解释肥皂泡和昆虫翅膀的彩色。

5.平行平板的多光束干涉的Airy公式（2.2-4，2.2-7），干涉图样的特点：互补性、等倾性，光强分布的极值条件；光强分布与反射率R的关系：R增大时，透射光暗条纹强度降低，条纹可见度提高；条纹锐度与反射率R的关系：能够产生极明锐的透射光干涉条纹是多光束干涉的最显著和最重要的特点，条纹锐度用半峰值全宽度或条纹精细度描述（2.2-16，17）；平行平板的多光束干涉的频率特性：（由得公式2.2-18），滤波带宽（当时得公式2.2-19）。

6.光学薄膜：单层膜反射率计算公式（2.3-2，2.3-4）；增透膜/增反膜条件（增透：，增反：）；两层膜反射率计算-等效折射率法（见作业）；多层高反膜结构（膜系），多层高反膜的特点：膜系两侧最外层均为高折射率层即为奇数层，为奇数层时膜层越多反射率越大，以上结果只对一种波长成立即中心波长成立。

7.FP干涉仪应用：主要用于分光，分光指标的计算—自由光谱范围、分辨本领（含分辨极限）、角色散；其他小知识点—例如两套干涉环，波长长的圆环在里面，激光谐振腔的纵模频率计算（）。

8.光源的大小对干涉条纹可见度的影响称为空间相干性，光源的复色性对干涉条纹可见度的影响称为时间相干性。

9.例题与习题：例题2-5，2-7；作业2-1，2-9，2-14，2-24，2-25，2-27，2-30，2-38.

第三章

1. 光的衍射现象与干涉现象的联系与区别——都是相干光波叠加引起的光强的重新分布，所不同之处在于，干涉现象是有限个相干光波的叠加，而衍射现象则是无限多个相干光波的叠加结果。

2. 利用惠更斯-菲涅耳原理解释衍射现象：在任意给定的时刻，任一波面上的点都起着次波波源的作用，它们各自发出球面次波，障碍物以外任意点上的光强分布，即是没有被阻挡的各个次波源发出的次波在该点相干叠加的结果。

3. 菲涅耳衍射与夫朗和费衍射的区别条件是观察屏到衍射屏的距离与衍射孔的线度之间的相对大小。简而言之，菲涅耳衍射是近场衍射；而夫朗和费衍射属于远场衍射。

菲涅耳衍射现象：随着观察平面距离的增大，光斑范围不断扩大，但光斑中圆环数逐渐减小，而且环纹中心表现出从亮到暗，又从暗到亮的变化。夫朗和费衍射现象：观察屏上将看到一个较大的中间亮，边缘暗，且在边缘外有较弱的光、暗圆环的光斑。

4. 爱里斑半径与角半径的计算公式与瑞利判据的内容，以及人眼、望远镜、照相物镜及显微镜分辨本领的计算。

   要求：掌握公式（3.2-21），（3.2-22），（3.2-24），（3.2-25）及（3.2-34）

5. 夫朗和费单缝衍射光强分布

   要求：掌握中央主极大与衍射光强极小值的位置，即公式（3.2-37）；相邻暗条纹的角宽度，公式（3.2-38）；及中央主极大条纹的角宽度，公式（3.2-40）；白光照明时，衍射条纹的色散特征。

6. 夫朗和费多缝衍射光强分布

要求：①掌握衍射光强计算公式（3.2-43）；多缝衍射主极大位置（3.2-45），多缝衍射主极小位置（3.2-47）及相邻主极小间的角距离（3.2-48）；多缝衍射的主极大角宽度（3.2-49）；缺极的条件（3.2-50）。

②光栅方程的两种形式（3.4-1），（3.4-2）；及最大光谱级次的计算公式（3.4-3）；闪耀光栅的主闪耀条件（3.4-6）；光栅光谱仪色散本领（3.4-8）分辨本领（3.4-11）自由光谱范围（3.4-12）的计算公式；

7. 菲涅耳衍射

①半波带的概念：相邻两个环带上的相应两点到观察屏中心点的光程差为半个波长，这样的环带叫非涅耳半波带。

②观察屏中心的光场振幅计算公式（3.3-12），并注意区分正负号的选取。

③掌握圆孔半径与露出波带数目之间的关系公式（3.3-14）；及菲涅耳圆屏衍射的光场振幅计算公式（3.3-17）

④菲涅耳波带片的概念及焦距计算公式（3.4-30）

8. 本章例题：3-2，3-3，3-4，3-5，3-6，3-7。

9. 本章习题：3-3，3-4，3-6，3-11，3-12，3-13，3-15，3-19，3-22，3-26，3-29，3-31，3-33。

第四章

1. 单轴晶体与双轴晶体概念及表示方法的区别；

2. 单色光在晶体中相速度与光线速度的关系，公式（4.2-17），（4.2-18）。

3. 单轴晶体中光的传播规律

   ① 两种线偏振模式的折射率计算公式：（4.2-44），（4.2-45）；

   ② 结合图4-6分析o光与e光的波法矢方向与其光线方向的关系，掌握离散角的计算公式（4.2-51）与（4.2-52）以及由公式（4.2-53）推导出的三点结论（P224页①②③）；

4. 光在晶体中传播的几何法描述

   ① 结合图4-11掌握折射率椭球的基本性质（P227页①与②）；掌握图4-12展示的作图法；

   ② 掌握折射率曲面的基本概念，结合图4-20掌握正负单轴晶体折射率曲面的关系；掌握折射率曲面的重要性质：折射率曲面在任一矢径末端处的法线方向，就是与该矢径所代表的波法线方向相应的光线方向；掌握折射率曲面与波矢曲面的关系；

   ③ 在掌握折射率曲面的基础之上，结合图4-30，4-31，4-32，4-33，4-34，4-35复习斯涅耳作图法的思路与步骤；

④ 理解菲涅耳椭球的基本概念，对比折射率椭球，了解菲涅耳椭球的基本性质；

⑤ 掌握射线曲面的基本概念，理解“射线曲面就是在晶体中完全包住一个单色点光源的波面”的涵义；比较射线曲面与折射率曲面的关系，并在此基础之上掌握射线曲面的重要性质：射线曲面上的矢径方向平行于光线方向，其矢径末端处的法线方向就是与该光线方向相应的波法线方向。

⑥ 在掌握射线曲面的基础上，结合图4-28，4-29复习惠更斯作图法的思路与步骤；

5.晶体光学元件

   ① 理解格兰-汤普森棱镜的结构特征与工作原理；理解渥拉斯顿棱镜的结构特征与工作原理，并掌握公式（4.4-1）；

   ② 掌握全波片的概念及公式（4.4-5）与（4.4-7）；掌握半波片的概念及公式（4.4-8）与（4.4-10）；掌握四分之一波片的概念及公式（4.4-11）与（4.4-14）；理解适用波片时需注意的波长问题、及主轴方向问题；

   ③ 掌握补偿器的相位差计算公式（4.4-15）；

6.晶体的偏光干涉

   ① 掌握正交偏振器与平行偏振器的概念及区别；

   ② 结合图4-50掌握偏光干涉光强的计算公式（4.5-5）；同时注意补充当晶片光轴位于起偏器与检偏器的透振轴之间时，考虑相位差的变化（参见例题4-6）；

   ③ 掌握晶片取向α及晶片相位差φ对输出光强的影响；

7.本章例题：4-2，4-5，4-6；

5.本章习题：4-6，4-7，4-9，4-12，4-13，4-17，4-19，4-20，4-23；

第五章、第六章

1、基本概念:电光效应：因外加电场使介质光学性质（折射率）发生变化的效应；

弹光效应：因外加弹性力使介质光学性质（折射率）发生变化的效应；

声光效应：因外加超声波场使介质光学性质（折射率）发生变化的效应；

旋光效应：通过介质的光束偏振面发生旋转的效应；

磁光效应：在外加磁场作用下使通过介质的光束偏振面发生旋转的效应。

2.外加磁场平行于光轴的电光效应，对-切割的KDP晶体晶片沿光轴方向外加电场前后发生了变化--外加电场后，感应折射率椭球的三个主轴方向为原折射率椭球的三个主轴绕光轴旋转45°得到；原来的单轴晶体变为双轴晶体；三个主折射率发生了改变，新的主折射率为， ，;的纵向应用的半波电压，横向应用时的半波电压；；电光调制概念—将信息电压加载到光波上的技术叫光调制技术，利用电光效应实现的调制叫电光调制。

3.对于声光效应之布拉格衍射—产生衍射的条件：超声波频率较高，声光作用区较长，光线与超声波波面有一定角度斜入射。---显著特点是衍射光强分布不对称，而且只有零级和+1级或-1级衍射光，如果选择恰当的参量，可以使入射光的能量几乎全部转移到零级或1级衍射极值方向；布拉格衍射的条件是。

4、旋光现象的解释—进入旋光介质的线偏振光可以看作是右旋圆偏振光和左旋圆偏振光的组合，在右旋晶体中，右旋圆偏振光的传播速度比左旋圆偏振光的传播速度快（折射率则相反）。

5、法拉第效应—介质在强磁场作用下产生旋光现象的效应（磁致旋光效应），其旋光方向取决于外加磁场方向，与光的传播方向无关，具有不可逆性；在光通信中可以用来作为光隔离器。

6.例题5-1，作业5-1，5-6，5-9.

7.光的色散与吸收：光的吸收朗伯定律，光的色散概念：介质的折射率随光波波长变化的现象叫光的色散，正常/反常色散的概念（正常色散—折射率随波长增加而减小的现象），两种色散之间的关系：在固有频率ω₀附近的区域即光的吸收区就是光的反常色散区。

8.光的散射：瑞利散射—散射光强度与入射光波长的四次方成反比，可以解释自然现象如天空为什么是蓝色的？旭日和夕阳是红色的？还有海上灯塔等光源大多为长波长的？

            Mie散射—大粒子是散射，可以用来解释白雾，牛奶白色等。

9.例题6-1，作业6-1，6-2.