第十三章 光学

　　一、主要内容

　　本章内容包括光的直线传播、棱镜、光的色散、光的反射、光的折射、法线、折射率、全反射、临界角、透镜(凸、凹)的焦点及焦距、光的干涉、光的衍射、光谱、红外线、紫外线、X射线、y射线、电磁波谱、光电子、光子、光电效应、等基本概念，以及反射定律、折射定律、透镜成像公式、放大率计算式，光的波粒二象性等基本规律，还有光本性学说的发展简史。

　　二、基本方法

　　本章涉及到的方法有：运用光路作图法理解平面镜、凸透镜、凹透镜等的成像原理，并能运用作图法解题;根据透镜成像规律，运用逻辑推理的方法判断物象变化情况。

　　三、错解分析

　　在本章知识应用的过程中，初学者常犯的错误主要表现在：解题操作过程不规范导致计算错误;将几何光学与物理光学综合时概念不准确;不善于用光路图对动态过程作分析。

　　例1 波长为0.65μm的红光，从空气射入水中，水相对空气的折射率为1.33。求该光在水中的波长，并判断在水中该光的颜色。

　　【错解】

　　得波长0.49μm的光是蓝色。

　　【错解原因】

　　上述求得光在水中的波长为0.49μm是正确的，但用光谱表查得光的颜色却错了。人眼对光的色觉决定于光的频率而不是波长。

　　【分析解答】

　　当光从一种媒质进入另一种媒质时，波长变化了，波速也相应变化了，但它的频率却不变。所以在水中该光仍是红色。

　　【评析】

　　物理规律的因果关系是有条件的，记忆规律时应该首先弄清规律成立的条件。凡是波，无论是机械波还是电磁波，只要振源的频率不变，波的频率就不变。

　　例2 一束白光从玻璃里射入稀薄空气中，已知玻璃的折射率为1.53，求入射角为下列两种情况时，光线的折射角各为多少?

　　(1)入射角为50”

　　(2)入射角为30°

　　【错解】

　　r=30°3′

　　r=19°4′

　　【错解原因】

　　此解法中没有先分析判断光线是从光疏媒质进入光密媒质，还是从光密媒质进入光疏媒质，会不会发生全反射。而是死套公式，引起错误。

　　【分析解答】

　　光线由玻璃里射入空气中，是由光密媒质射入光疏媒质，其临界角为

　　由已知条件知，当i=50°时，i>A，所以光线将发生全反射，不能进入空气中。当i=30°时，i

　　sinr=n·sini=1.53×sin30°=0.765

　　r= 49°54′

　　【评析】

　　解光的折射现象的题目时，首先应做出判断：光线是从光疏媒质进入光密媒质，还是光线是从光密媒质进入光疏媒质。如是前者则i>r，如是后者则i

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