Transcript 光與電磁波車吉平

光與電磁波
車吉平
學習重點
一.光的微粒說&波動說
二.光的反射
三.光的折射
四.光的干涉&繞射
五.電磁波
一.光的微粒說&波動說
1.牛頓的「光微粒說」：
光是由光微粒所組成，且其運動滿足牛頓
定律。
(1)可解釋：光的直進、反射、折射
(2)不可解釋：光的部分反射和部分折射
(3)錯誤預測：水中光速大於空氣中光速
光沒有干涉、繞射現象
一.光的微粒說&波動說
2.惠更斯的「光波動說」：
光是波動現象。
(1)可解釋：光的直進、反射、折射
光的部分反射和部分折射、
(2)正確預測：水中光速小於空氣中光速
光有干涉、繞射現象
一.光的微粒說&波動說
3.以實驗證實「光波動說」正確的科學家：
年代
1801年
1814年
1850年
科學家
楊氏
菲涅耳
菲左、傅科
實驗結果證實
光具有干涉現象
光具有繞射現象
水中光速小於空氣中光速
＊干涉、繞射為波動的證據
一.光的微粒說&波動說
4.其它的光學相關研究：
科學家
笛卡兒
司乃耳
牛頓
研究
探討彩虹形成的原理
經由實驗研究光的折射規律
用三稜鏡研究光的色散現象
二.光的反射
1.反射定律：
(1)入射線、反射線在法線的兩側，而且三
線共平面。
(2)入射角=反射角。
二.光的反射
2.鏡面反射&漫射：
反射類型
鏡面反射
漫射
界面條件
應用
光滑平整
平面鏡
粗糙不平整 投影幕
皆符合
反射定律
二.光的反射
3.應用：
面鏡種類 應用原理
平面鏡
物距=像距，物長=像長
凹面鏡
光源若在焦點，
反射光為平行光
凸面鏡
成像較實物小，
可增大視野
應用
潛望鏡、萬花筒
燈塔、手電筒、
汽車大燈
山路轉角處的
凸面鏡
三.光的折射
1.折射定律：
(1)入射線、折射線在法線的兩側，而且三
線共平面。
(2)快→慢，大→小。
慢→快，小→大。
三.光的折射
2.折射注意事項：
(1)光從一介質進入另一介質的路徑會偏折，
是因為兩介質的光速不同所造成。
(2)光垂直界面入射進另一介質時，路徑不
偏折。
(3)折射與反射可同時發生。
(部分反射，部分折射)
三.光的折射
3.視深問題：
狀 眼所在 物所在
況 介質
介質
1 光速快 光速慢
2 光速慢 光速快
視深&實深
視深＜實深
視深＞實深
三.光的折射
4.色散現象：
(1)白光入射介質時，各色光散開的現象。
(2)成因：不同色光在同一介質中的光速不
同，折射角也會不同。
(3)紅光偏折最小，
紫光偏折最大。
三.光的折射
5.光折射的應用-透鏡：
凸透鏡(會聚透鏡) 凹透鏡(發散透鏡)
中央厚，兩端薄
中央薄，兩端厚
透鏡組的應用：望遠鏡、顯微鏡、
照相機、投影機
四.光的干涉&繞射
1.光的干涉：
四.光的干涉&繞射
2.光的繞射：
中央亮帶特別寬
五.電磁波
1.電磁波的產生：
電荷加速運動時，
即可產生電磁波。
電場與磁場振動方向垂直行進方向，
故屬橫波。
五.電磁波
2.電磁波譜：
練習1.一滴水滴到了課本上，阿平觀察到課本
上的字變大了，這種現象產生的原因是
由於
(1)光的反射 (2)光的直線傳播
(3)光的繞射 (4)光的折射
練習2.若站在戶外游泳池旁，估計池水的深度
，總會覺得池水比實際深度淺。此一錯
覺主要源自於下列哪一項原因？
(1)光在水中的色散現象
(2)池底的反射光在水面的折射現象
(3)目光在水面的反射現象
(4)陽光在水面的反射現象
練習3.陽光中使人感到灼熱的光主要是
(1)紅光
(2)紅外線 (3)紫光
(4)紫外線 (5)微波
練習4.光以相同的入射角從水中射出到甲、乙
、丙、丁四種不同介質中。其折射情形
如圖，試問光在那一種介質的傳播速率
最慢？ (1)甲 (2)乙 (3)丙 (4)丁
練習5.有些診所中，以一種燈光消毒醫用器械
，那種光是
(1)紫外線 (2)紅外線
(3)綠色光 (4)黃色光
練習6.平靜的湖面上常可看到湖邊建築或樹木
的美麗倒影，但在有浪的海面上卻只能
看到海浪的起伏，而看不到岸邊物體的
倒影，其原因為下列何者？
(1)浪濤洶湧，容易造成色散
(2)海水中含有鹽分，造成折射
(3)海浪使海面不平坦，造成漫反射（漫射）
(4)海水折射率大於純水的折射率，造成全反射
(5)海面遼闊無邊，容易使岸邊物體的影像全部
透射入海中
練習7.下列各種物理現象中，哪一種是不能
夠以光的微粒說來解釋的？
(1)針孔成像
(2)海市蜃樓
(3)光碟片上的彩色現象
(4)面鏡成像
練習8.下列有關電磁波之敘述，何者為錯誤？
(A)電磁波能在真空中傳播
(B)帶電粒子在真空中加速運動時可產生電磁波
(C)電磁波行進方向與其電場及磁場均垂直
(D)電磁波經過電場或磁場會偏向