高考物理考点总结：光学思维导图

心不动则不痛

2023-01-13

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高考物理考点总结：光学

近几年的高考物理题中都贯穿着一个信息：物理光学考查的重点是光的干涉和衍射、光电效应现象及其规律、光子说、光的电磁说、电磁波谱、光电管及其应用、光的波粒二象性。大多是同学们在生活中不太热悉的，知识点多，内容抽象，且知识定量的少，定性多，需要记忆的信息量大，但高考考卷中占分比例小，难度不大，因此会造成考生麻痹轻敌，复习时投入精力过少，为此壹壹高考网小编整理了高考物理考点总结：光学，供参考。

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思维导图大纲

高考物理考点总结：光学

几何光学以光的直线传播为基础，主要研究光在两个均匀介质分界面处的行为规律及其应用。

从知识要点可分为四方面：一是概念;二是规律;三为光学器件及其光路控制作用和成像;四是光学仪器及应用。

(一)光的反射

1.反射定律

2.平面镜：对光路控制作用;平面镜成像规律、光路图及观像视场。

(二)光的折射

1.折射定律

2.全反射、临界角。全反射棱镜(等腰直角棱镜)对光路控制作用。

3.色散。棱镜及其对光的偏折作用、现象及机理

应用注意：

1.解决平面镜成像问题时，要根据其成像的特点(物、像关于镜面对称)，作出光路图再求解。平面镜转过α角，反射光线转过2α

2.解决折射问题的关键是画好光路图，应用折射定律和几何关系求解。

3.研究像的观察范围时，要根据成像位置并应用折射或反射定律画出镜子或遮挡物边缘的光线的传播方向来确定观察范围。

4.无论光的直线传播，光的反射还是光的折射现象，光在传播过程中都遵循一个重要规律：即光路可逆。

(三)光导纤维

全反射的一个重要应用就是用于光导纤维(简称光纤)。光纤有内、外两层材料，其中内层是光密介质，外层是光疏介质。光在光纤中传播时，每次射到内、外两层材料的界面，都要求入射角大于临界角，从而发生全反射。这样使从一个端面入射的光，经过多次全反射能够没有损失地全部从另一个端面射出。

(四)光的干涉

光的干涉的条件是有两个振动情况总是相同的波源，即相干波源。(相干波源的频率必须相同)。形成相干波源的方法有两种：(1)利用激光(因为激光发出的是单色性极好的光)。(2)设法将同一束光分为两束(这样两束光都来源于同一个光源，因此频率必然相等)。

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(五)干涉区域内产生的亮、暗纹

1.亮纹：屏上某点到双缝的光程差等于波长的整数倍(相邻亮纹(暗纹)间的距离)。用此公式可以测定单色光的波长。用白光作双缝干涉实验时，由于白光内各种色光的波长不同，干涉条纹间距不同，所以屏的中央是白色亮纹，两边出现彩色条纹，各级彩色条纹都是红靠外，紫靠内。

(六)衍射

注意关于衍射的表述一定要准确。(区分能否发生衍射和能否发生明显衍射)

1.各种不同形状的障碍物都能使光发生衍射。

2.发生明显衍射的条件是：障碍物(或孔)的尺寸可以跟波长相比，甚至比波长还小。

(七)光的电磁说

1.麦克斯韦根据电磁波与光在真空中的传播速度相同，提出光在本质上是一种电磁波?D?D这就是光的电磁说，赫兹用实验证明了光的电磁说的正确性。

2.电磁波谱。波长从大到小排列顺序为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。各种电磁波中，除可见光以外，相邻两个波段间都有重叠。

各种电磁波的产生机理分别是：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;γ射线是原子核受到激发后产生的(伴随α、β衰变而产生)。

3.各种电磁波的产生、特性及应用。

(八)光的偏振

光的偏振也证明了光是一种波，而且是横波。各种电磁波中电场E的方向、磁场

(九)光电效应

1.在光的照射下物体发射电子的现象叫光电效应。(下图装置中，用弧光灯照射锌版，有电子从锌版表面飞出，使原来不带电的验电器带正电。)光效应中发射出来的电子叫光电子。

ν0，只有ν0才能发生光电效应;②光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入光的频率增大而增大;③当入射光的频率大于极限频率时，光电流的强度与入射光的强度成正比;④瞬时性(光电子的产生不超过10-9s)。

3.爱因斯坦的光子说。光是不连续的，是一份一份的，每一份叫做一个光子，光子的能量成正比：E=hν

4.爱因斯坦光电效应方程：h-W(W是逸出功，即从金属表面直接飞出的光电子克服正电荷引力所做的功。)

(十)康普顿效应

在研究电子对X射线的散射时发现：有些散射波的波长比入射波的波长略大。康普顿认为这是因为光子不仅有能量，也具有动量。实验结果证明这个设想是正确的。因此康普顿效应也证明了光具有粒子性。

(十一)光的波粒二象性

干涉、衍射和偏振以无可辩驳的事实表明光是一种波;光电效应和康普顿效应又用无可辩驳的事实表明光是一种粒子;因此现代物理学认为：光具有波粒二象性。

(十二)正确理解波粒二象性

波粒二象性中所说的波是一种概率波，对大量光子才有意义。波粒二象性中所说的粒子，是指其不连续性，是一份能量。

1.个别光子的作用效果往往表现为粒子性;大量光子的作用效果往往表现为波动性。

2.高的光子容易表现出粒子性;低的光子容易表现出波动性。

3.光在传播过程中往往表现出波动性;在与物质发生作用时往往表现为粒子性。

4.由光子的能量表示式也可以看出，光的波动性和粒子性并不矛盾：表示粒子性的粒子能量和动量的计算式中都含有表示波的特征的物理量?D?D频率和波长λ。

(十三)由光的波粒二象性的思想推广到微观粒子和任何运动着的物体上去，得出物质波(德布罗意波)的概念：任何一个运动着的物体都有一种波与它对应。

(十四)天然放射现象

原子序数大于83的所有天然存在的元素的原子核都不稳定，能自发地变为别种元素的原子核，同时放出射线。

(十五)玻尔原子模型能级

1.定态假设：原子处于一系列不连续的能量状态中，在这些能量状态中的原子是稳定的。

2.能级跃迁：原子从一状态跃迁到另一状态，要辐射(或吸收)一定频率的光子。

3.轨道能量量子化。

(十七)物质波：

德布罗意波：粒子散射实验：结果是绝大多数的粒子没有偏转穿过，少数的粒子发生大角度的偏转，极少数粒子偏转角超过，个别甚至被弹回，由此可得结论：原子的中心有一个很小的核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转。

(十九)原子的放射现象

1.天然放射现象：某些元素自发放射某些射线的现象称为天然放射现象，这些元素称为放射性元素。天然放射现象的发现，使人类认识到原子核内部具有复杂的结构。

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