高中物理光學(xué)實(shí)驗(yàn)知識(shí)點(diǎn)研究方法
高中物理光學(xué)實(shí)驗(yàn)知識(shí)點(diǎn)研究方法
光學(xué)包括兩大部分內(nèi)容：幾何光學(xué)和物理光學(xué).幾何光學(xué)(又稱光線光學(xué))是以光的直線傳播性質(zhì)為基礎(chǔ)，研究光在煤質(zhì)中的傳播規(guī)律及其應(yīng)用的學(xué)科;物理光學(xué)是研究光的本性、光和物質(zhì)的相互作用規(guī)律的學(xué)科.小編在這里整理了相關(guān)資料，希望能幫助到您。
高中物理光學(xué)實(shí)驗(yàn)知識(shí)點(diǎn)研究方法
一、重要概念和規(guī)律
(一)、幾何光學(xué)基本概念和規(guī)律
1、基本規(guī)律
光源發(fā)光的物體.分兩大類：點(diǎn)光源和擴(kuò)展光源.點(diǎn)光源是一種理想模型，擴(kuò)展光源可看成無(wú)數(shù)點(diǎn)光源的集合.光線——表示光傳播方向的幾何線.光束通過一定面積的一束光線.它是溫過一定截面光線的集合.光速——光傳播的速度。光在真空中速度最大。恒為C=3×108m/s。丹麥天文學(xué)家羅默第一次利用天體間的大距離測(cè)出了光速。法國(guó)人裴索第一次在地面上用旋轉(zhuǎn)齒輪法測(cè)出了光這。實(shí)像——光源發(fā)出的光線經(jīng)光學(xué)器件后，由實(shí)際光線形成的.虛像——光源發(fā)出的光線經(jīng)光學(xué)器件后，由發(fā)實(shí)際光線的延長(zhǎng)線形成的。本影——光直線傳播時(shí)，物體后完全照射不到光的暗區(qū).半影——光直線傳播時(shí)，物體后有部分光可以照射到的半明半暗區(qū)域.
2.基本規(guī)律
(1)光路可逆原理光線逆著反射線或折射線方向入射，將沿著原來(lái)的入射線方向反射或折射.(2)光的獨(dú)立傳播規(guī)律光在傳播時(shí)雖屢屢相交，但互不擾亂，保持各自的規(guī)律繼續(xù)傳播。(3)光的直線傳播規(guī)律先在同一種均勻介質(zhì)中沿直線傳播。小孔成像、影的形成、日食、月食等都是光沿直線傳播的例證。
(4)光的反射定律反射線、人射線、法線共面;反射線與人射線分布于法線兩側(cè);反射角等于入射角。
(5)光的折射定律折射線、人射線、法織共面，折射線和入射線分居法線兩側(cè);對(duì)確定的兩種介質(zhì)，入射
角(i)的正弦和折射角(r)的正弦之比是一個(gè)常數(shù).介質(zhì)的折射串n=sini/sinr=c/v。
全反射條件
?、俟鈴墓饷芙橘|(zhì)射向光疏介質(zhì);
②入射角大于臨界角A，sinA=1/n。
3.常用光學(xué)器件及其光學(xué)特性
(1)棱鏡光密煤質(zhì)的棱鏡放在光疏煤質(zhì)的環(huán)境中，入射到棱鏡側(cè)面的光經(jīng)棱鏡后向底面偏折。隔著棱鏡看到物體的像向項(xiàng)角偏移。棱鏡的色散作用復(fù)色光通過三棱鏡被分解成單色光的現(xiàn)象。
(2)平面鏡點(diǎn)光源發(fā)出的同心發(fā)散光束，經(jīng)平面鏡反射后，得到的也是同心發(fā)散光束.能在鏡后形成等大的、正立的虛出，像與物對(duì)鏡面對(duì)稱。
(3)球面鏡凹面鏡有會(huì)聚光的作用，凸面鏡有發(fā)散光的作用.
(4)平行透明板光線經(jīng)平行透明板時(shí)發(fā)生平行移動(dòng)(側(cè)移).側(cè)移的大小與入射角、透明板厚度、折射率有關(guān)。
(5)透鏡在光疏介質(zhì)的環(huán)境中放置有光密介質(zhì)的透鏡時(shí)，凸透鏡對(duì)光線有會(huì)聚作用，凹透鏡對(duì)光線有發(fā)散作用.透鏡成像作圖利用三條特殊光線。成像規(guī)律1/u+1/v=1/f。線放大率m=像長(zhǎng)/物長(zhǎng)=|v|/u。
說明
?、俪上窆降姆?hào)法則——凸透鏡焦距f取正，凹透鏡焦距f取負(fù);實(shí)像像距v取正，虛像像距v取負(fù)。
?、诰€放大率與焦距和物距有關(guān).
4.簡(jiǎn)單光學(xué)儀器的成像原理和眼睛
(1)幻燈機(jī)是凸透鏡成像在f
(2)放大鏡是凸透鏡成像在。u
(3)眼睛等效于一變焦距照相機(jī)，正常人明視距約25厘米。明視距離小子25厘米的近視眼患者需配戴凹透鏡做鏡片的眼鏡;明視距離大于25厘米的遠(yuǎn)視25者需配戴凸透鏡做鏡片的眼鏡。
(4)顯微鏡由短焦距的凸透鏡作物鏡，長(zhǎng)焦距的透鏡作目鏡所組成。物體位于物鏡焦點(diǎn)外很靠近焦點(diǎn)處，經(jīng)物鏡成實(shí)像于目鏡焦點(diǎn)內(nèi)很靠近焦點(diǎn)處。再經(jīng)物鏡在同側(cè)形成一放大虛像(通常位于明視距離處)。
(5)照相機(jī)是凸透鏡成像在u>2f時(shí)的應(yīng)用.得到的是倒立縮小施實(shí)像。(6)望遠(yuǎn)鏡由長(zhǎng)焦距的凸透鏡作物鏡，轅焦距的〕透鏡作目鏡所組成。極遠(yuǎn)處至物鏡的光可看成平行光，經(jīng)物鏡成中間像(倒立、縮小、實(shí)像)于物鏡焦點(diǎn)外很靠近焦點(diǎn)處，恰位于目鏡焦點(diǎn)內(nèi)，再經(jīng)目鏡成虛像于極遠(yuǎn)處(或明視距離處)。
(二)物理光學(xué)——人類對(duì)光本性的認(rèn)識(shí)發(fā)展過程
(1)微粒說(牛頓)基本觀點(diǎn)認(rèn)為光像一群彈性小球的微粒。實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)光的直線傳播、光的反射現(xiàn)象。困難問題無(wú)法解釋兩種媒質(zhì)界面同時(shí)發(fā)生的反射、折射現(xiàn)象以及光的獨(dú)立傳播規(guī)律等。
(2)波動(dòng)說(惠更斯)基本觀點(diǎn)認(rèn)為光是某種振動(dòng)激起的波(機(jī)械波)。實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)光的干涉和衍射現(xiàn)象。
1.光的衍射現(xiàn)象——單縫衍射(或圓孔衍射)
條件縫寬(或孔徑)可與波長(zhǎng)相比擬。裝置(略)?，F(xiàn)象出現(xiàn)中央最亮最寬的明條，兩邊不等距發(fā)表的明暗條紋(或明暗鄉(xiāng)間的圓環(huán))。困難問題難以解釋光的直進(jìn)、尋找不到傳播介質(zhì)。
2.個(gè)的干涉現(xiàn)象——楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)
條件兩束光頻率相同、相差恒定。裝置(略)。現(xiàn)象出現(xiàn)中央明條，兩邊等距分布的明暗相間條紋。解釋屏上某處到雙孔(雙縫)的路程差是波長(zhǎng)的整數(shù)倍(半個(gè)波長(zhǎng)的偶數(shù)倍)時(shí)，兩波同相疊加，振動(dòng)加強(qiáng)，產(chǎn)生明條;兩波反相疊加，振動(dòng)相消，產(chǎn)生暗條。應(yīng)用檢查平面、測(cè)量厚度、增強(qiáng)光學(xué)鏡頭透射光強(qiáng)度(增透膜).
(3)光子說(愛因斯坦)基本觀點(diǎn)認(rèn)為光由一份一份不連續(xù)的光子組成每份光子的能量E=hν。實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)光電效應(yīng)現(xiàn)象。裝置(略)。
現(xiàn)象
?、偃肷涔庹盏焦怆娮影l(fā)射幾乎是瞬時(shí)的;
②入射光頻率必須大于光陰極金屬的極限頻率ν。;
(4)電磁說(麥克斯韋)基本觀點(diǎn)認(rèn)為光是一種電磁波。實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)赫茲實(shí)驗(yàn)(證明電磁波具有跟光同樣的性質(zhì)和波速)。各種電磁波的產(chǎn)生機(jī)理無(wú)線電波自由電子的運(yùn)動(dòng);紅外線、可見光、紫外線原子外層電子受激發(fā);x射線原子內(nèi)層電子受激發(fā);γ射線原子核受激發(fā)?？梢姽獾墓庾V發(fā)射光譜——連續(xù)光譜、明線光譜;吸收光譜(特征光譜。困難問題無(wú)法解釋光電效應(yīng)現(xiàn)象。
③當(dāng)ν>v。時(shí)，光電流強(qiáng)度與入射光強(qiáng)度成正比;
?、芄怆娮拥淖畲蟪鮿?dòng)能與入射光強(qiáng)無(wú)關(guān)，只隨著人射光燈中的增大而增大。
解釋
?、俟庾幽芰靠梢员浑娮尤课?不需能量積累過程;
②表面電子克服金屬原子核引力逸出至少需做功(逸出功)hν。
③入射光強(qiáng)。單位時(shí)間內(nèi)入射光子多，產(chǎn)生光電子多;
④入射光子能量只與其頻率有關(guān)，入射至金屬表，除用于逸出功外。其余轉(zhuǎn)化為光電子初動(dòng)能。困難問題無(wú)法解釋光的波動(dòng)性。
(5)光的波粒二象性基本觀點(diǎn)認(rèn)為光是一種具有電磁本性的物質(zhì)，既有波動(dòng)性。又有粒子性。大量光子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律顯示波動(dòng)性，個(gè)別光子的行為顯示粒子性。實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)微弱光線的干涉，X射線衍射.
二、重要研究方法
1.光路可逆法在幾何光學(xué)中，一所有的光路都是可逆的，利用光路可逆原理在作圖和計(jì)算上往在都會(huì)帶來(lái)方便。
2.光路追蹤法用作圖法研究光的傳播和成像問題時(shí)，抓住物點(diǎn)上發(fā)出的某條光線為研究對(duì)象。不斷追蹤下去的方法.尤其適合于研究組合光具成多重保的情況。
3.作圖鋒幾何光學(xué)離不開光路圖。利用作圖法可以直觀地反映光線的傳播，方便地確定像的位置、大小、倒正、虛實(shí)以及成像區(qū)域或觀察范圍等.把它與公式法結(jié)合起來(lái)，可以互相補(bǔ)充、互相驗(yàn)證。
如何增強(qiáng)物理學(xué)習(xí)記憶能力?
一、物理記憶的特點(diǎn)
1.物理記憶以表象為載體
表象是人們過去已經(jīng)感知的事物在頭腦中留下的痕跡，人們?cè)诨顒?dòng)時(shí)，痕跡的再現(xiàn)或恢復(fù)就成為表象。如，我們要理解G=mg這個(gè)公式，就可以借蘋果落地的圖像痕跡為載體加以理解：蘋果有質(zhì)量，在地球上有重力，蘋果才始終落地。
2.物理記憶以理解為基礎(chǔ)
由于物理知識(shí)抽象、簡(jiǎn)潔，單從字面上記憶是無(wú)效的。實(shí)踐證明：只有理解了物理知識(shí)，才能有效記憶。不理解的知識(shí)是不可能長(zhǎng)期儲(chǔ)存在記憶庫(kù)中的。如有的學(xué)生把v=s/t誤寫成v=t/s，只要我們對(duì)照速度的定義便知道哪一個(gè)公式有誤。
3.物理記憶以對(duì)知識(shí)的系統(tǒng)化為捷徑
物理記憶應(yīng)該突出重點(diǎn)，關(guān)鍵點(diǎn);應(yīng)該記住具體知識(shí)的前提下，把分散的物理知識(shí)系統(tǒng)化，形成合理的物理知識(shí)結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)化的物理知識(shí)具有簡(jiǎn)化信息，增強(qiáng)知識(shí)的操作性和產(chǎn)生新的命題的功能。這種對(duì)物理知識(shí)的加工和組織，是對(duì)記憶的簡(jiǎn)化和升華。
二、物理記憶應(yīng)遵循的規(guī)律
1.及時(shí)復(fù)習(xí)，經(jīng)常運(yùn)用
根據(jù)德國(guó)心理學(xué)家艾賓浩斯的“遺忘速度曲線”，遺忘進(jìn)程是先快后慢，先多后少。實(shí)驗(yàn)證明：對(duì)剛掌握知識(shí)，如果不及時(shí)復(fù)習(xí)一天后可能遺忘20%，一周后遺忘30%，一月后只能保留50%左右，時(shí)間越長(zhǎng)保留的知識(shí)就越少。
因此，對(duì)課堂上需要記憶的重點(diǎn)內(nèi)容應(yīng)采取這樣一些措施：一是在下課前認(rèn)真小結(jié)，及時(shí)復(fù)習(xí)鞏固。二是必須抓好新課前的復(fù)習(xí)提問，促使學(xué)生在課下復(fù)習(xí)。三是學(xué)完每章做好分段復(fù)習(xí)?？傊啻螐?qiáng)化復(fù)習(xí)是鞏固記憶、克服遺忘最有效的方法和手段。
2.激發(fā)興趣，明確目的
強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)興趣往往能獲得意想不到的記憶效果，因此，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理興趣特別重要。教學(xué)中要求學(xué)生記住某些知識(shí)，就要讓學(xué)生明白記住這些知識(shí)的意義，只有當(dāng)知識(shí)有用才有記憶的知識(shí)的動(dòng)力。
3.排除干擾，適應(yīng)環(huán)境
外界環(huán)境干擾和自身情緒干擾都會(huì)影響物理記憶的效率，因此，記憶時(shí)最好找一個(gè)安靜的環(huán)境，選擇恰當(dāng)?shù)挠洃洉r(shí)間，如清晨和夜深人靜之時(shí)。而情緒的干擾往往產(chǎn)生于情緒低落，或緊急關(guān)頭。
由于情緒低落時(shí)做任何事都無(wú)所謂;由于情緒緊張時(shí)原來(lái)記憶的知識(shí)一剎那間回憶不起來(lái);遇到這種情況不妨待情緒穩(wěn)定之后再回過頭來(lái)做。要靠自己的意志去排除干擾，積極調(diào)整心態(tài)，努力適應(yīng)新的環(huán)境，這樣做對(duì)增強(qiáng)記憶，克服臨時(shí)性遺忘非常有效。
4.記憶適量，勞逸結(jié)合
由于超負(fù)荷記憶遺忘率高，物理知識(shí)的記憶不能探多求全。切忌集中一段時(shí)間連續(xù)重復(fù)某一內(nèi)容，使大腦長(zhǎng)時(shí)間處于緊張疲倦狀態(tài)。不僅浪費(fèi)時(shí)間和精力，還會(huì)引起學(xué)生的反抗情緒。合理安排時(shí)間，要?jiǎng)谝萁Y(jié)合，適時(shí)調(diào)整學(xué)習(xí)內(nèi)容和形式。
三、增強(qiáng)物理記憶的常見方法
1、理象記憶法：如當(dāng)車起步和剎車時(shí)，人向后、前傾倒的現(xiàn)象，來(lái)記憶慣性概念。
2、濃縮記憶法：如光的反射定律可濃縮成“三線共面、兩角相等，平面鏡成像規(guī)律可濃縮為“物象對(duì)稱、左右相反。”
3、口訣記憶法：如“物體有慣性，慣性物屬性，大小看質(zhì)量，不論動(dòng)與靜?！?/p>
4、比較記憶法：如慣性與慣性定律、像與影、蒸發(fā)與沸騰、壓力與壓強(qiáng)、串聯(lián)與并聯(lián)等，比較區(qū)別與聯(lián)系，找出異同。
5、推導(dǎo)記憶法：如推導(dǎo)液體內(nèi)部壓強(qiáng)的計(jì)算公式。即p=F/S=G/S=mg/s=pvg/s=pshg/=pgh。
6、歸類記憶法：如單位時(shí)間通過的路程叫速度，單位時(shí)間里做功的多少叫功率，單位體積的某種物質(zhì)的質(zhì)量叫密度，單位面積的壓力叫壓強(qiáng)等，都可以歸納為“單位……的……叫……”類。
7、顧名思義法：如根據(jù)“浮力”、“拉力”、“支持力”等名稱，易記住這些力的方向。
8、因果(條件記憶法：如判定使用左、右手定則的條件時(shí)，可根據(jù)由于在磁場(chǎng)中有電流，而產(chǎn)生力，就用左手定則;若是電力在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，而產(chǎn)生電流，就用右手定則。
9、圖表記憶法：可采用小卡片、轉(zhuǎn)動(dòng)紙板、列表格等方式，將知識(shí)內(nèi)容分類歸納小結(jié)編成圖表記憶。
10、實(shí)踐記憶法：如制作測(cè)力計(jì)，可以幫助同學(xué)們記在彈簧的伸長(zhǎng)與外力成正比的知識(shí)。
記憶的方法，千法萬(wàn)法都應(yīng)當(dāng)在理解的基礎(chǔ)上運(yùn)用，要活記活用，不可死記硬背。
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