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高中物理公式大全全集十八物理光学

一、光的传播

1.光在真空中的速率

公式：

\[

c=3\times10^8\,\text{m/s}

\]

这是光在真空中的传播速度，也是自然界中最快的速度。

2.光速与波长和频率的关系

公式：

\[

c=\lambda\nu

\]

其中，\(\lambda\)是光的波长，\(\nu\)是光的频率。

二、光的折射

1.折射定律

公式：

\[

n=\frac{\sini}{\sinr}

\]

其中，\(n\)是介质的折射率，\(i\)是入射角，\(r\)是折射角。

2.光在介质中的速率

公式：

\[

v=\frac{c}{n}

\]

其中，\(v\)是光在介质中的速率。

3.临界角公式

公式：

\[

\sinC=\frac{1}{n}

\]

其中，\(C\)是临界角，当光从光密介质射向光疏介质时，折射角为90°时的入射角。

三、双缝干涉实验

1.亮条纹条件

公式：

\[

g=n\lambda\quad(n=0,1,2,\ldots)

\]

其中，\(g\)是光程差，\(\lambda\)是光的波长。

2.暗条纹条件

公式：

\[

g=(2n+1)\frac{\lambda}{2}\quad(n=0,1,2,\ldots)

\]

3.明暗条纹间距

公式：

\[

\Deltax=\frac{L\lambda}{d}

\]

其中，\(\Deltax\)是条纹间距，\(L\)是双缝到屏幕的距离，\(d\)是双缝间距，\(\lambda\)是光的波长。

四、透镜成像

1.透镜成像公式

公式：

\[

\frac{1}{f}=\frac{1}{u}+\frac{1}{v}

\]

其中，\(f\)是透镜的焦距，\(u\)是物距，\(v\)是像距（虚像取负值）。

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五、光的反射

1.反射定律

内容：反射光线、入射光线和法线在同一平面内，且反射角等于入射角。

应用：用于理解镜面反射和漫反射现象。

2.反射定律的数学表达

公式：

[

i=r

]

其中，(i)是入射角，(r)是反射角。

六、全反射

1.全反射条件

条件：当光从光密介质射向光疏介质时，若入射角大于临界角，将发生全反射。

应用：光纤通信的原理。

2.全反射的应用

示例：光纤中，光信号通过全反射在纤芯内传播，避免了信号损失。

七、光的衍射

1.衍射现象

内容：光绕过障碍物或通过狭缝后，发生偏离直线传播的现象。

应用：光栅衍射实验中，用于测量光的波长。

2.光栅衍射公式

公式：

[

dsinthetamlambda

]

其中，(d)是光栅常数，(theta)是衍射角，(m)是衍射级次，(lambda)是光的波长。

八、光的偏振

1.偏振光的概念

内容：光的振动方向限定在某一平面内的光称为偏振光。

应用：偏振滤光片用于摄影和3D眼镜。

2.偏振光的产生

方法：通过反射、折射或通过偏振片获得偏振光。

九、光的吸收与散射

1.吸收现象

内容：光通过介质时，部分光能被介质吸收。

应用：理解颜色的形成（如物体的颜色是由其吸收和反射的光决定的）。

2.散射现象

内容：光通过介质时，部分光能被散射到各个方向。

应用：理解天空为什么是蓝色（瑞利散射）和日出日落时天空为什么是红色。

十、光的干涉与衍射的对比

|比较维度|干涉|衍射|

||||

|现象描述|两束或多束光波叠加产生的明暗条纹|光绕过障碍物或通过狭缝后偏离直线传播|

|条件|相干光源