高中物理光学的核心100个术语,并按照知识模块进行了分类,方便你系统性地学习和复习。每个术语都附有简洁的解释。
一、 几何光学基础
- 光源:能自行发光的物体。
- 光线:表明光传播方向的带有箭头的直线。
- 光束:必定关系的光线的集合(平行光束、会聚光束、发散光束)。
- 光速:光在真空中的传播速度,c ≈ 3.0×10⁸ m/s。
- 光的直线传播:光在同种均匀介质中沿直线传播。
- 影:光源发出的光被不透明的物体遮挡后,在屏幕(或空间)上形成的暗区。
- 本影:光源完全照射不到的区域。
- 半影:光源的一部分能照射到的区域。
- 日食:月球运行到太阳和地球之间,遮挡太阳光形成的现象。
- 月食:地球运行到太阳和月球之间,遮挡太阳光形成的现象。
二、 光的反射
- 光的反射:光射到两种介质的分界面上时,一部分光改变方向返回原介质中的现象。
- 入射点:入射光线与介质分界面的交点。
- 法线:过入射点垂直于分界面的直线。
- 入射角:入射光线与法线的夹角。
- 反射角:反射光线与法线的夹角。
- 反射定律:反射光线、入射光线和法线在同一平面内(三线共面);反射光线和入射光线分居法线两侧(法线居中);反射角等于入射角(两角相等)。
- 镜面反射:平行光入射到光滑平面后,反射光依旧平行的反射。
- 漫反射:平行光入射到粗糙表面后,反射光射向各个方向的反射。
- 平面镜:反射面为平面的镜。
- 虚像:由光线的反向延长线相交形成的像,不能被光屏承接。
- 实像:由实际光线会聚形成的像,能被光屏承接。
- 球面镜:反射面是球面一部分的镜。
- 凸面镜:用球的外表面作反射面的镜,对光线有发散作用。
- 凹面镜:用球的内表面作反射面的镜,对光线有会聚作用。
- 光心:薄透镜的中心点,光线通过时不改变方向。
- 主轴:连接透镜两个球面球心的直线。
- 焦点:平行于主轴的光线经透镜折射后会聚的点(实焦点)或折射光线的反向延长线会聚的点(虚焦点)。
- 焦距:光心到焦点的距离。
- 物距:物体到光心的距离。
- 像距:像到光心的距离。
三、 光的折射
- 光的折射:光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生改变的现象。
- 折射角:折射光线与法线的夹角。
- 折射定律:折射光线、入射光线和法线在同一平面内;折射光线和入射光线分居法线两侧;入射角的正弦与折射角的正弦之比为常数(折射率)。
- 绝对折射率:光从真空射入某种介质发生折射时,入射角正弦与折射角正弦之比,简称折射率(n = c / v)。
- 相对折射率:光从介质1射入介质2时,入射角正弦与折射角正弦之比(n₂₁ = n₂ / n₁)。
- 光密介质:折射率较大的介质。
- 光疏介质:折射率较小的介质。
- 光的可逆性:在光的反射和折射现象中,光路都是可逆的。
四、 全反射
- 全反射:当光从光密介质射入光疏介质时,入射角增大到某一角度,折射光消失,全部光都被反射回原介质的现象。
- 临界角:光从光密介质射向光疏介质时,折射角为90°时的入射角(sin C = 1/n)。
- 光导纤维:利用全反射原理传输光信号的细丝。
五、 透镜成像
- 透镜:两个折射面都是球面,或一个是球面另一个是平面的透明体。
- 凸透镜:中间厚、边缘薄的透镜,对光线有会聚作用。
- 凹透镜:中间薄、边缘厚的透镜,对光线有发散作用。
- 薄透镜:透镜厚度远小于球面半径的透镜。
- 焦平面:通过焦点且垂直于主轴的平面。
- 物距:物体到光心的距离(u)。
- 像距:像到光心的距离(v)。
- 焦距:光心到焦点的距离(f)。
- 透镜成像公式:1/u + 1/v = 1/f(高斯公式)。
- 放大率:像的高度与物的高度之比(m = |v/u|)。
- 正立/倒立:像的朝向与物体一样为正立,相反为倒立。
- 放大/缩小:像的大小相对于物体的比较。
- 实像/虚像:见第20、21条。
六、 光的波动性
- 光的干涉:两列频率一样、相位差恒定的光波相遇时,某些区域振动加强、某些区域振动减弱的现象。
- 相干光:能够产生稳定干涉图样的两束光(频率一样、振动方向一样、相位差恒定)。
- 光程:光在介质中传播的几何路径与介质折射率的乘积。
- 光程差:两束光的光程之差,是决定干涉条纹分布的关键。
- 明纹/暗纹:干涉或衍射图样中亮度最大和最小的区域。
- 杨氏双缝干涉:证明光具有波动性的著名实验。
- 条纹间距:相邻明纹或暗纹中心之间的距离。
- 薄膜干涉:光照射在透明薄膜上,从膜的前后表面反射的光相互干涉的现象(如肥皂泡、油膜彩纹)。
- 增透膜:利用薄膜干涉减少光学元件表面反射损失的薄膜。
- 增反膜:利用薄膜干涉增加光学元件表面反射率的薄膜。
- 光的衍射:光在传播过程中,遇到障碍物或小孔时,偏离直线传播路径的现象。
- 泊松亮斑:光照射到不透明的小圆板上时,在阴影中心出现的亮斑,是光的衍射的有力证据。
- 单缝衍射:光通过单缝时产生的衍射现象。
- 衍射光栅:由大量等宽等间距的平行狭缝构成的光学元件,能产生明亮、细锐的干涉条纹。
- 光的偏振:光波是横波,其振动方向相对于传播方向的不对称性。
- 自然光:在垂直于传播方向的平面内,光振动沿所有方向均匀分布的光。
- 偏振光:光振动只沿某一特定方向的光。
- 起偏器:用来产生偏振光的光学元件。
- 检偏器:用来检验光是否为偏振光的光学元件。
- 横波:波的振动方向与传播方向垂直的波,光波是横波。
七、 光的色散与颜色
- 光的色散:复色光分解为单色光的现象(如白光通过三棱镜分解成七色光)。
- 光谱:色散后形成的彩色光带。
- 单色光:不能发生色散的光(只有一种频率/波长)。
- 复色光:由多种单色光混合而成的光(如白光)。
- 频率:光在单位时间内振动的次数(ν),决定光的颜色。
- 波长:波在一个振动周期内传播的距离(λ)。
- 波速:波传播的速度(v = λν)。
- 红光:可见光中波长最长、频率最低的光。
- 紫光:可见光中波长最短、频率最高的光。
- 物体的颜色:由物体反射或透射的光的频率决定。
八、 光的粒子性
- 光电效应:照射到金属表面的光,能使金属中的电子逸出的现象。
- 光子:光能量的最小单位,具有能量E = hν。
- 光电子:在光电效应中,从金属表面逸出的电子。
- 截止频率:能够产生光电效应的入射光的最小频率。
- 逸出功:电子克服金属原子核的束缚,从金属表面逸出所需做的功。
- 最大初动能:光电子从金属表面逸出时可能具有的最大动能。
- 爱因斯坦光电效应方程:hν = W₀ + Ekₘₐₓ。
- 光强:单位时间内垂直通过单位面积的光能。
九、 视觉与仪器
- 明视距离:正常眼睛观察近处物体最清晰而又不疲劳的距离,约25厘米。
- 近点/远点:眼睛通过调节能看清物体的最近/最远距离。
- 近视眼:将像成在视网膜前,需用凹透镜矫正。
- 远视眼:将像成在视网膜后,需用凸透镜矫正。
- 显微镜:利用凸透镜组合增大微小物体对眼睛张角的仪器。
- 望远镜:利用凸透镜组合增大远处物体对眼睛张角的仪器。
- 照相机:利用凸透镜成像原理记录影像的设备。
- 分辨率:光学系统能够分辨图像细节的能力。
总结提议:
掌握这100个术语,意味着你基本掌握了高中物理光学的核心概念体系。学习时,不要仅仅死记硬背定义,更要理解术语之间的逻辑联系(如折射率与光速、临界角的关系;干涉与衍射的区别与联系;粒子性与波动性的统一等),并能够用它们解释和分析具体的光学现象。祝你学习进步!







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