光学思维导图

## 《光学思维导图》 ### 中心主题：光学 #### 一、光的本质 * **波粒二象性** * **波动性：** * 干涉：杨氏双缝干涉、薄膜干涉、光程差、相干条件 * 衍射：单缝衍射、圆孔衍射、衍射光栅、衍射极限 * 偏振：横波性质、偏振片、布儒斯特角、光学活性物质 * 多普勒效应：红移、蓝移、应用（测速） * **粒子性：** * 光电效应：爱因斯坦光电效应方程、截止频率、光子能量、金属逸出功 * 康普顿效应：光子与电子碰撞、波长变化 * 黑体辐射：普朗克量子化假设、维恩位移定律、斯特藩-玻尔兹曼定律 * 光子：能量、动量 #### 二、几何光学 * **光的直线传播** * 影子：本影、半影 * 小孔成像 * 日食、月食 * **光的反射** * 反射定律：入射角等于反射角、入射光线、反射光线、法线共面 * 平面镜成像：虚像、正立、等大、像距等于物距 * 球面镜： * 凹面镜：会聚作用、实像（倒立、放大/缩小）、虚像（正立、放大） * 凸面镜：发散作用、虚像（正立、缩小） * 成像公式：1/u + 1/v = 1/f (符号约定) * 放大率：β = v/u * **光的折射** * 折射定律：斯涅尔定律 (n1sinθ1 = n2sinθ2)、折射率 * 全反射：发生条件、临界角 * 透镜： * 凸透镜：会聚作用、实像（倒立、放大/缩小）、虚像（正立、放大） * 凹透镜：发散作用、虚像（正立、缩小） * 成像公式：1/u + 1/v = 1/f (符号约定) * 放大率：β = v/u * 透镜组：等效焦距、等效光心 * 棱镜：分光作用、色散、折射率与波长关系 * **成像** * 实像：光线实际会聚形成，可投影 * 虚像：光线反向延长线会聚形成，不可投影 * 放大、缩小、等大 * 正立、倒立 #### 三、物理光学 * **光的干涉** * 相干光源：频率相同、相位差恒定 * 杨氏双缝干涉：条纹间距公式、明暗条纹条件 * 薄膜干涉：增透膜、肥皂泡颜色、光程差计算 * 迈克尔逊干涉仪：应用（精密测量） * **光的衍射** * 单缝衍射：明暗相间条纹、中央明纹最宽最亮 * 圆孔衍射：艾里斑 * 衍射光栅：多缝干涉、衍射公式 * 衍射极限：分辨率、显微镜/望远镜 * **光的偏振** * 横波的特征：偏振现象 * 偏振片：检偏器、起偏器 * 线偏振光、自然光 * 应用：液晶显示、消除眩光 #### 四、电磁波谱 * **无线电波：** * 长波、中波、短波、超短波 * 应用：通信、广播、电视 * **微波：** * 波长较短的电磁波 * 应用：雷达、微波炉、卫星通信 * **红外线：** * 热效应 * 应用：遥控、热成像、夜视仪 * **可见光：** * 不同波长对应不同颜色 * 红、橙、黄、绿、青、蓝、紫 * **紫外线：** * 化学效应、杀菌作用 * 应用：消毒、医疗、荧光分析 * **X射线：** * 穿透性强 * 应用：医疗透视、材料检测 * **γ射线：** * 能量极高 * 应用：肿瘤治疗、核物理研究 #### 五、光学仪器 * **眼睛：** * 结构：角膜、晶状体、视网膜 * 近视、远视、老花眼：成因、矫正 * 视觉原理 * **照相机：** * 镜头、光圈、快门 * 成像原理：倒立、缩小、实像 * **望远镜：** * 折射望远镜、反射望远镜 * 放大倍数、分辨率 * **显微镜：** * 物镜、目镜 * 放大倍数、分辨率 * **投影仪：** * 成像原理：倒立、放大、实像 #### 六、颜色 * **颜色的产生：**光的选择性吸收和反射 * **三原色：**红、绿、蓝 * **颜料的三原色：**红、黄、蓝 * **颜色的混合：** * 加色法：光的混合 * 减色法：颜料的混合 * **互补色：**两种色光混合成白色

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