高中物理光学实验知识点研究方法

高中物理光学实验知识点研究方法

　　光学包括两大部分内容：几何光学和物理光学.几何光学(又称光线光学)是以光的直线传播性质为基础，研究光在煤质中的传播规律及其应用的学科;物理光学是研究光的本性、光和物质的相互作用规律的学科.小编在这里整理了相关资料，希望能帮助到您。

　　高中物理光学实验知识点研究方法

　　一、重要概念和规律

　　(一)、几何光学基本概念和规律

　　1、基本规律

　　光源发光的物体.分两大类：点光源和扩展光源.点光源是一种理想模型，扩展光源可看成无数点光源的集合.光线——表示光传播方向的几何线.光束通过一定面积的一束光线.它是温过一定截面光线的集合.光速——光传播的速度。光在真空中速度最大。恒为C=3×108m/s。丹麦天文学家罗默第一次利用天体间的大距离测出了光速。法国人裴索第一次在地面上用旋转齿轮法测出了光这。实像——光源发出的光线经光学器件后，由实际光线形成的.虚像——光源发出的光线经光学器件后，由发实际光线的延长线形成的。本影——光直线传播时，物体后完全照射不到光的暗区.半影——光直线传播时，物体后有部分光可以照射到的半明半暗区域.

　　2.基本规律

　　(1)光路可逆原理光线逆着反射线或折射线方向入射，将沿着原来的入射线方向反射或折射.(2)光的独立传播规律光在传播时虽屡屡相交，但互不扰乱，保持各自的规律继续传播。(3)光的直线传播规律先在同一种均匀介质中沿直线传播。小孔成像、影的形成、日食、月食等都是光沿直线传播的例证。

　　(4)光的反射定律反射线、人射线、法线共面;反射线与人射线分布于法线两侧;反射角等于入射角。

　　(5)光的折射定律折射线、人射线、法织共面，折射线和入射线分居法线两侧;对确定的两种介质，入射

　　角(i)的正弦和折射角(r)的正弦之比是一个常数.介质的折射串n=sini/sinr=c/v。

　　全反射条件

　　①光从光密介质射向光疏介质;

　　②入射角大于临界角A，sinA=1/n。

　　3.常用光学器件及其光学特性

　　(1)棱镜光密煤质的棱镜放在光疏煤质的环境中，入射到棱镜侧面的光经棱镜后向底面偏折。隔着棱镜看到物体的像向项角偏移。棱镜的色散作用复色光通过三棱镜被分解成单色光的现象。

　　(2)平面镜点光源发出的同心发散光束，经平面镜反射后，得到的也是同心发散光束.能在镜后形成等大的、正立的虚出，像与物对镜面对称。

　　(3)球面镜凹面镜有会聚光的作用，凸面镜有发散光的作用.

　　(4)平行透明板光线经平行透明板时发生平行移动(侧移).侧移的大小与入射角、透明板厚度、折射率有关。

　　(5)透镜在光疏介质的环境中放置有光密介质的透镜时，凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用.透镜成像作图利用三条特殊光线。成像规律1/u+1/v=1/f。线放大率m=像长/物长=|v|/u。

　　说明

　　①成像公式的符号法则——凸透镜焦距f取正，凹透镜焦距f取负;实像像距v取正，虚像像距v取负。

　　②线放大率与焦距和物距有关.

　　4.简单光学仪器的成像原理和眼睛

　　(1)幻灯机是凸透镜成像在f

　　(2)放大镜是凸透镜成像在。u

　　(3)眼睛等效于一变焦距照相机，正常人明视距约25厘米。明视距离小子25厘米的近视眼患者需配戴凹透镜做镜片的眼镜;明视距离大于25厘米的远视25者需配戴凸透镜做镜片的眼镜。

　　(4)显微镜由短焦距的凸透镜作物镜，长焦距的透镜作目镜所组成。物体位于物镜焦点外很靠近焦点处，经物镜成实像于目镜焦点内很靠近焦点处。再经物镜在同侧形成一放大虚像(通常位于明视距离处)。

　　(5)照相机是凸透镜成像在u>2f时的应用.得到的是倒立缩小施实像。(6)望远镜由长焦距的凸透镜作物镜，辕焦距的〕透镜作目镜所组成。极远处至物镜的光可看成平行光，经物镜成中间像(倒立、缩小、实像)于物镜焦点外很靠近焦点处，恰位于目镜焦点内，再经目镜成虚像于极远处(或明视距离处)。

　　(二)物理光学——人类对光本性的认识发展过程

　　(1)微粒说(牛顿)基本观点认为光像一群弹性小球的微粒。实验基础光的直线传播、光的反射现象。困难问题无法解释两种媒质界面同时发生的反射、折射现象以及光的独立传播规律等。

　　(2)波动说(惠更斯)基本观点认为光是某种振动激起的波(机械波)。实验基础光的干涉和衍射现象。

　　1.光的衍射现象——单缝衍射(或圆孔衍射)

　　条件缝宽(或孔径)可与波长相比拟。装置(略)。现象出现中央最亮最宽的明条，两边不等距发表的明暗条纹(或明暗乡间的圆环)。困难问题难以解释光的直进、寻找不到传播介质。

　　2.个的干涉现象——杨氏双缝干涉实验

　　条件两束光频率相同、相差恒定。装置(略)。现象出现中央明条，两边等距分布的明暗相间条纹。解释屏上某处到双孔(双缝)的路程差是波长的整数倍(半个波长的偶数倍)时，两波同相叠加，振动加强，产生明条;两波反相叠加，振动相消，产生暗条。应用检查平面、测量厚度、增强光学镜头透射光强度(增透膜).

　　(3)光子说(爱因斯坦)基本观点认为光由一份一份不连续的光子组成每份光子的能量E=hν。实验基础光电效应现象。装置(略)。

　　现象

　　①入射光照到光电子发射几乎是瞬时的;

　　②入射光频率必须大于光阴极金属的极限频率ν。;

　　(4)电磁说(麦克斯韦)基本观点认为光是一种电磁波。实验基础赫兹实验(证明电磁波具有跟光同样的性质和波速)。各种电磁波的产生机理无线电波自由电子的运动;红外线、可见光、紫外线原子外层电子受激发;x射线原子内层电子受激发;γ射线原子核受激发。可见光的光谱发射光谱——连续光谱、明线光谱;吸收光谱(特征光谱。困难问题无法解释光电效应现象。

　　③当ν>v。时，光电流强度与入射光强度成正比;

　　④光电子的最大初动能与入射光强无关，只随着人射光灯中的增大而增大。

　　解释

　　①光子能量可以被电子全部吸收.不需能量积累过程;

　　②表面电子克服金属原子核引力逸出至少需做功(逸出功)hν。

　　③入射光强。单位时间内入射光子多，产生光电子多;

　　④入射光子能量只与其频率有关，入射至金属表，除用于逸出功外。其余转化为光电子初动能。困难问题无法解释光的波动性。

　　(5)光的波粒二象性基本观点认为光是一种具有电磁本性的物质，既有波动性。又有粒子性。大量光子的运动规律显示波动性，个别光子的行为显示粒子性。实验基础微弱光线的干涉，X射线衍射.

　　二、重要研究方法

　　1.光路可逆法在几何光学中，一所有的光路都是可逆的，利用光路可逆原理在作图和计算上往在都会带来方便。

　　2.光路追踪法用作图法研究光的传播和成像问题时，抓住物点上发出的某条光线为研究对象。不断追踪下去的方法.尤其适合于研究组合光具成多重保的情况。

　　3.作图锋几何光学离不开光路图。利用作图法可以直观地反映光线的传播，方便地确定像的位置、大小、倒正、虚实以及成像区域或观察范围等.把它与公式法结合起来，可以互相补充、互相验证。

　　如何增强物理学习记忆能力?

　　一、物理记忆的特点

　　1.物理记忆以表象为载体

　　表象是人们过去已经感知的事物在头脑中留下的痕迹，人们在活动时，痕迹的再现或恢复就成为表象。如，我们要理解G=mg这个公式，就可以借苹果落地的图像痕迹为载体加以理解：苹果有质量，在地球上有重力，苹果才始终落地。

　　2.物理记忆以理解为基础

　　由于物理知识抽象、简洁，单从字面上记忆是无效的。实践证明：只有理解了物理知识，才能有效记忆。不理解的知识是不可能长期储存在记忆库中的。如有的学生把v=s/t误写成v=t/s，只要我们对照速度的定义便知道哪一个公式有误。

　　3.物理记忆以对知识的系统化为捷径

　　物理记忆应该突出重点，关键点;应该记住具体知识的前提下，把分散的物理知识系统化，形成合理的物理知识结构。结构化的物理知识具有简化信息，增强知识的操作性和产生新的命题的功能。这种对物理知识的加工和组织，是对记忆的简化和升华。

　　二、物理记忆应遵循的规律

　　1.及时复习，经常运用

　　根据德国心理学家艾宾浩斯的“遗忘速度曲线”，遗忘进程是先快后慢，先多后少。实验证明：对刚掌握知识，如果不及时复习一天后可能遗忘20%，一周后遗忘30%，一月后只能保留50%左右，时间越长保留的知识就越少。

　　因此，对课堂上需要记忆的重点内容应采取这样一些措施：一是在下课前认真小结，及时复习巩固。二是必须抓好新课前的复习提问，促使学生在课下复习。三是学完每章做好分段复习。总之，多次强化复习是巩固记忆、克服遗忘最有效的方法和手段。

　　2.激发兴趣，明确目的

　　强烈的学习兴趣往往能获得意想不到的记忆效果，因此，激发学生学习物理兴趣特别重要。教学中要求学生记住某些知识，就要让学生明白记住这些知识的意义，只有当知识有用才有记忆的知识的动力。

　　3.排除干扰，适应环境

　　外界环境干扰和自身情绪干扰都会影响物理记忆的效率，因此，记忆时最好找一个安静的环境，选择恰当的记忆时间，如清晨和夜深人静之时。而情绪的干扰往往产生于情绪低落，或紧急关头。

　　由于情绪低落时做任何事都无所谓;由于情绪紧张时原来记忆的知识一刹那间回忆不起来;遇到这种情况不妨待情绪稳定之后再回过头来做。要靠自己的意志去排除干扰，积极调整心态，努力适应新的环境，这样做对增强记忆，克服临时性遗忘非常有效。

　　4.记忆适量，劳逸结合

　　由于超负荷记忆遗忘率高，物理知识的记忆不能探多求全。切忌集中一段时间连续重复某一内容，使大脑长时间处于紧张疲倦状态。不仅浪费时间和精力，还会引起学生的反抗情绪。合理安排时间，要劳逸结合，适时调整学习内容和形式。

　　三、增强物理记忆的常见方法

　　1、理象记忆法：如当车起步和刹车时，人向后、前倾倒的现象，来记忆惯性概念。

　　2、浓缩记忆法：如光的反射定律可浓缩成“三线共面、两角相等，平面镜成像规律可浓缩为“物象对称、左右相反。”

　　3、口诀记忆法：如“物体有惯性，惯性物属性，大小看质量，不论动与静。”

　　4、比较记忆法：如惯性与惯性定律、像与影、蒸发与沸腾、压力与压强、串联与并联等，比较区别与联系，找出异同。

　　5、推导记忆法：如推导液体内部压强的计算公式。即p=F/S=G/S=mg/s=pvg/s=pshg/=pgh。

　　6、归类记忆法：如单位时间通过的路程叫速度，单位时间里做功的多少叫功率，单位体积的某种物质的质量叫密度，单位面积的压力叫压强等，都可以归纳为“单位……的……叫……”类。

　　7、顾名思义法：如根据“浮力”、“拉力”、“支持力”等名称，易记住这些力的方向。

　　8、因果(条件记忆法：如判定使用左、右手定则的条件时，可根据由于在磁场中有电流，而产生力，就用左手定则;若是电力在磁场中运动，而产生电流，就用右手定则。

　　9、图表记忆法：可采用小卡片、转动纸板、列表格等方式，将知识内容分类归纳小结编成图表记忆。

　　10、实践记忆法：如制作测力计，可以帮助同学们记在弹簧的伸长与外力成正比的知识。

　　记忆的方法，千法万法都应当在理解的基础上运用，要活记活用，不可死记硬背。

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