高中物理光學實驗知識點研究方法
高中物理光學實驗知識點研究方法
光學包括兩大部分內(nèi)容：幾何光學和物理光學.幾何光學(又稱光線光學)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)用的學科;物理光學是研究光的本性、光和物質(zhì)的相互作用規(guī)律的學科.小編在這里整理了相關(guān)資料，希望能幫助到您。
高中物理光學實驗知識點研究方法
一、重要概念和規(guī)律
(一)、幾何光學基本概念和規(guī)律
1、基本規(guī)律
光源發(fā)光的物體.分兩大類：點光源和擴展光源.點光源是一種理想模型，擴展光源可看成無數(shù)點光源的集合.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。丹麥天文學家羅默第一次利用天體間的大距離測出了光速。法國人裴索第一次在地面上用旋轉(zhuǎn)齒輪法測出了光這。實像——光源發(fā)出的光線經(jīng)光學器件后，由實際光線形成的.虛像——光源發(fā)出的光線經(jīng)光學器件后，由發(fā)實際光線的延長線形成的。本影——光直線傳播時，物體后完全照射不到光的暗區(qū).半影——光直線傳播時，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，將沿著原來的入射線方向反射或折射.(2)光的獨立傳播規(guī)律光在傳播時雖屢屢相交，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);
?、谌肷浣谴笥谂R界角A，sinA=1/n。
3.常用光學器件及其光學特性
(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，像與物對鏡面對稱。
(3)球面鏡凹面鏡有會聚光的作用，凸面鏡有發(fā)散光的作用.
(4)平行透明板光線經(jīng)平行透明板時發(fā)生平行移動(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，凸透鏡對光線有會聚作用，凹透鏡對光線有發(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/物長=|v|/u。
說明
?、俪上窆降姆柗▌t——凸透鏡焦距f取正，凹透鏡焦距f取負;實像像距v取正，虛像像距v取負。
②線放大率與焦距和物距有關(guān).
4.簡單光學儀器的成像原理和眼睛
(1)幻燈機是凸透鏡成像在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，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，長焦距的透鏡作目鏡所組成。物體位于物鏡焦點外很靠近焦點處，經(jīng)物鏡成實像于目鏡焦點內(nèi)很靠近焦點處。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)照相機是凸透鏡成像在u>2f時的應(yīng)用.得到的是倒立縮小施實像。(6)望遠鏡由長焦距的凸透鏡作物鏡，轅焦距的〕透鏡作目鏡所組成。極遠處至物鏡的光可看成平行光，經(jīng)物鏡成中間像(倒立、縮小、實像)于物鏡焦點外很靠近焦點處，恰位于目鏡焦點內(nèi)，再經(jīng)目鏡成虛像于極遠處(或明視距離處)。
(二)物理光學——人類對光本性的認識發(fā)展過程
(1)微粒說(牛頓)基本觀點認為光像一群彈性小球的微粒。實驗基礎(chǔ)光的直線傳播、光的反射現(xiàn)象。困難問題無法解釋兩種媒質(zhì)界面同時發(fā)生的反射、折射現(xiàn)象以及光的獨立傳播規(guī)律等。
(2)波動說(惠更斯)基本觀點認為光是某種振動激起的波(機械波)。實驗基礎(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、尋找不到傳播介質(zhì)。
2.個的干涉現(xiàn)象——楊氏雙縫干涉實驗
條件兩束光頻率相同、相差恒定。裝置(略)?，F(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)的路程差是波長的整數(shù)倍(半個波長的偶數(shù)倍)時，兩波同相疊加，振動加強，產(chǎn)生明條;兩波反相疊加，振動相消，產(chǎn)生暗條。應(yīng)用檢查平面、測量厚度、增強光學鏡頭透射光強度(增透膜).
(3)光子說(愛因斯坦)基本觀點認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。實驗基礎(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)射幾乎是瞬時的;
?、谌肷涔忸l率必須大于光陰極金屬的極限頻率ν。;
(4)電磁說(麥克斯韋)基本觀點認為光是一種電磁波。實驗基礎(chǔ)赫茲實驗(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)生機理無線電波自由電子的運動;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)。可見光的光譜發(fā)射光譜——連續(xù)光譜、明線光譜;吸收光譜(特征光譜。困難問題無法解釋光電效應(yīng)現(xiàn)象。
?、郛?nu;>v。時，光電流強度與入射光強度成正比;
?、芄怆娮拥淖畲蟪鮿幽芘c入射光強無關(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。
?、廴肷涔鈴姟挝粫r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)化為光電子初動能。困難問題無法解釋光的波動性。
(5)光的波粒二象性基本觀點認為光是一種具有電磁本性的物質(zhì)，既有波動性。又有粒子性。大量光子的運動規(guī)律顯示波動性，個別光子的行為顯示粒子性。實驗基礎(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算上往在都會帶來方便。
2.光路追蹤法用作圖法研究光的傳播和成像問題時，抓住物點上發(fā)出的某條光線為研究對象。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、虛實以及成像區(qū)域或觀察范圍等.把它與公式法結(jié)合起來，可以互相補充、互相驗證。
如何增強物理學習記憶能力?
一、物理記憶的特點
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，人們在活動時，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)
由于物理知識抽象、簡潔，單從字面上記憶是無效的。實踐證明：只有理解了物理知識，才能有效記憶。不理解的知識是不可能長期儲存在記憶庫中的。如有的學生把v=s/t誤寫成v=t/s，只要我們對照速度的定義便知道哪一個公式有誤。
3.物理記憶以對知識的系統(tǒng)化為捷徑
物理記憶應(yīng)該突出重點，關(guān)鍵點;應(yīng)該記住具體知識的前提下，把分散的物理知識系統(tǒng)化，形成合理的物理知識結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)化的物理知識具有簡化信息，增強知識的操作性和產(chǎn)生新的命題的功能。這種對物理知識的加工和組織，是對記憶的簡化和升華。
二、物理記憶應(yīng)遵循的規(guī)律
1.及時復(fù)習，經(jīng)常運用
根據(jù)德國心理學家艾賓浩斯的“遺忘速度曲線”，遺忘進程是先快后慢，先多后少。實驗證明：對剛掌握知識，如果不及時復(fù)習一天后可能遺忘20%，一周后遺忘30%，一月后只能保留50%左右，時間越長保留的知識就越少。
因此，對課堂上需要記憶的重點內(nèi)容應(yīng)采取這樣一些措施：一是在下課前認真小結(jié)，及時復(fù)習鞏固。二是必須抓好新課前的復(fù)習提問，促使學生在課下復(fù)習。三是學完每章做好分段復(fù)習?？傊啻螐娀瘡?fù)習是鞏固記憶、克服遺忘最有效的方法和手段。
2.激發(fā)興趣，明確目的
強烈的學習興趣往往能獲得意想不到的記憶效果，因此，激發(fā)學生學習物理興趣特別重要。教學中要求學生記住某些知識，就要讓學生明白記住這些知識的意義，只有當知識有用才有記憶的知識的動力。
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影響物理記憶的效率，因此，記憶時最好找一個安靜的環(huán)境，選擇恰當?shù)挠洃洉r間，如清晨和夜深人靜之時。而情緒的干擾往往產(chǎn)生于情緒低落，或緊急關(guān)頭。
由于情緒低落時做任何事都無所謂;由于情緒緊張時原來記憶的知識一剎那間回憶不起來;遇到這種情況不妨待情緒穩(wěn)定之后再回過頭來做。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，這樣做對增強記憶，克服臨時性遺忘非常有效。
4.記憶適量，勞逸結(jié)合
由于超負荷記憶遺忘率高，物理知識的記憶不能探多求全。切忌集中一段時間連續(xù)重復(fù)某一內(nèi)容，使大腦長時間處于緊張疲倦狀態(tài)。不僅浪費時間和精力，還會引起學生的反抗情緒。合理安排時間，要勞逸結(jié)合，適時調(diào)整學習內(nèi)容和形式。
三、增強物理記憶的常見方法
1、理象記憶法：如當車起步和剎車時，人向后、前傾倒的現(xiàn)象，來記憶慣性概念。
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、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)部壓強的計算公式。即p=F/S=G/S=mg/s=pvg/s=pshg/=pgh。
6、歸類記憶法：如單位時間通過的路程叫速度，單位時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，可根據(jù)由于在磁場中有電流，而產(chǎn)生力，就用左手定則;若是電力在磁場中運動，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)動紙板、列表格等方式，將知識內(nèi)容分類歸納小結(jié)編成圖表記憶。
10、實踐記憶法：如制作測力計，可以幫助同學們記在彈簧的伸長與外力成正比的知識。
記憶的方法，千法萬法都應(yīng)當在理解的基礎(chǔ)上運用，要活記活用，不可死記硬背。
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