光学汇总(物理光学)

1.物理光学基础知识

五、光的反射 1、光源：能够发光的物体叫光源 2、光在均匀介质中是沿直线传播的 大气层是不均匀的，当光从大气层外射到地面时，光线发了了弯折 3、光速 光在不同物质中传播的速度一般不同，真空中最快， 光在真空中的传播速度：C = 3*108 m/s，在空气中的速度接近于这个速度，水中的速度为3/4C，玻璃中为2/3C 4、光直线传播的应用 可解释许多光学现象：激光准直，影子的形成，月食、日食的形成、小孔成像等 5、光线 光线：表示光传播方向的直线，即沿光的传播路线画一直线，并在直线上画上箭头表示光的传播方向（光线是假想的，实际并不存在） 6、光的反射 光从一种介质射向另一种介质的交界面时，一部分光返回原来介质中，使光的传播方向发生了改变，这种现象称为光的反射 7、光的反射定律 反射光线与入射光线、法线在同一平面上；反射光线和入射光线分居在法线的两侧；反射角等于入射角 可归纳为：“三线一面，两线分居，两角相等” 理解： （1） 由入射光线决定反射光线，叙述时要“反”字当头 （2） 发生反射的条件：两种介质的交界处；发生处：入射点；结果：返回原介质中 （3） 反射角随入射角的增大而增大，减小而减小，当入射角为零时，反射角也变为零度 8、两种反射现象 （1） 镜面反射：平行光线经界面反射后沿某一方向平行射出，只能在某一方向接收到反射光线 （2） 漫反射：平行光经界面反射后向各个不同的方向反射出去，即在各个不同的方向都能接收到反射光线 注意：无论是镜面反射，还是漫反射都遵循光的反射定律 9、在光的反射中光路可逆 10、平面镜对光的作用 （1）成像 （2）改变光的传播方向 11、平面镜成像的特点 （1）成的像是正立的虚像 （2）像和物的大小 （3）像和物的连线与镜面垂直，像和物到镜的距离相等 理解：平面镜所成的像与物是以镜面为轴的对称图形 12、实像与虚像的区别 实像是实际光线会聚而成的，可以用屏接到，当然也能用眼看到。

虚像不是由实际光线会聚成的，而是实际光线反向延长线相交而成的，只能用眼看到，不能用屏接收。 13、平面镜的应用 （1）水中的倒影 （2）平面镜成像 （3）潜望镜 六、光的折射 1、光的折射 光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向一般会发生变化，这种现象叫光的折射 理解：光的折射与光的反射一样都是发生在两种介质的交界处，只是反射光返回原介质中，而折射光则进入到另一种介质中，由于光在在两种不同的物质里传播速度不同，故在两种介质的交界处传播方向发生变化，这就是光的折射。

注意：在两种介质的交界处，既发生折射，同时也发生反射 2、光的折射规律 光从空气斜射入水或其他介抽中时，折射光线与入射光线、法线在同一平面上，折射光线和入射光线分居法线两侧；折射角小于入射角；入射角增大时，折射角也随着增大；当光线垂直射向介质表面时，传播方向不变，在折射中光路可逆。 理解：折射规律分三点：（1）三线一面 （2）两线分居（3）两角关系分三种情况：①入射光线垂直界面入射时，折射角等于入射角等于0°；②光从空气斜射入水等介质中时，折射角小于入射角；③光从水等介质斜射入空气中时，折射角大于入射角 3、在光的折射中光路是可逆的 4、透镜及分类 透镜：透明物质制成（一般是玻璃），至少有一个表面是球面的一部分，且透镜厚度远比其球面半径小的多。

分类：凸透镜：边缘薄，中央厚 凹透镜：边缘厚，中央薄 5、主光轴，光心、焦点、焦距 主光轴：通过两个球心的直线 光心：主光轴上有个特殊的点，通过它的光线传播方向不变。（透镜中心可认为是光心） 焦点：凸透镜能使跟主轴平行的光线会聚在主光轴上的一点，这点叫透镜的焦点，用“F”表示 虚焦点：跟主光轴平行的光线经凹透镜后变得发散，发散光线的反向延长线相交在主光轴上一点，这一点不是实际光线的会聚点，所以叫虚焦点。

焦距：焦点到光心的距离叫焦距，用“f”表示。 每个透镜都有两个焦点、焦距和一个光心。

如图 6、透镜对光的作用 凸透镜：对光起会聚作用（如图） 凹透镜：对光起发散作用（如图） 7、凸透镜成像规律 物 距 （u） 成像 大小 像的 虚实 像物位置 像 距 （ v ） 应 用 u > 2f 缩小 实像 透镜两侧 f < v <2f 照相机 u = 2f 等大 实像 透镜两侧 v = 2f f < u 2f 幻灯机 u = f 不 成 像 u u 放大镜 凸透镜成像规律口决记忆法 口决一： “一焦分虚实，二焦分大小；虚像同侧正；实像异侧倒，物运像变小” 口决二： 三物距、三界限，成像随着物距变； 物远实像小而近，物近实像大而远。 如果物放焦点内，正立放大虚像现； 幻灯放像像好大，物处一焦二焦间； 相机缩你小不点，物处二倍焦距远。

口决三： 凸透镜，本领大，照相、幻灯和放大； 二倍焦外倒实小，二倍焦内倒实大； 若是物放焦点内，像物同侧虚像大； 一条规律记在心，物近像远像变大。 8、为了使幕上的像“正立”（朝上），幻灯片要倒着插。

9、照相机的镜头相当于一个凸透镜，暗箱中的胶片相当于光屏，我们调节调焦环，并非调焦距，而是调镜头到胶片的距离，物离镜头越远，胶片就应靠近镜头。

2.初二物理光学归纳

光学包括两大部分内容：几何光学和物理光学.几何光学（又称光线光学）是以光的直线传播性质为基础，研究光在煤质中的传播规律及其应用的学科；物理光学是研究光的本性、光和物质的相互作用规律的学科. 一、重要概念和规律（一）、几何光学基本概念和规律1、基本规律光源发光的物体.分两大类：点光源和扩展光源.点光源是一种理想模型，扩展光源可看成无数点光源的集合.光线——表示光传播方向的几何线.光束通过一定面积的一束光线.它是温过一定截面光线的集合.光速——光传播的速度。

光在真空中速度最大。恒为C=3*108m/s。

丹麦天文学家罗默第一次利用天体间的大距离测出了光速。法国人裴索第一次在地面上用旋转齿轮法测出了光这。

实像——光源发出的光线经光学器件后，由实际光线形成的.虚像——光源发出的光线经光学器件后，由发实际光线的延长线形成的。本影——光直线传播时，物体后完全照射不到光的暗区.半影——光直线传播时，物体后有部分光可以照射到的半明半暗区域. 2.基本规律（1）光的直线传播规律 先在同一种均匀介质中沿直线传播。

小孔成像、影的形成、日食、月食等都是光沿直线传播的例证。（2）光的独立传播规律 光在传播时虽屡屡相交，但互不扰乱，保持各自的规律继续传播。

（3）光的反射定律 反射线、人射线、法线共面；反射线与人射线分布于法线两侧；反射角等于入射角。（4）光的折射定律 折射线、人射线、法织共面，折射线和入射线分居法线两侧；对确定的两种介质，入射角（i）的正弦和折射角（r）的正弦之比是一个常数. 介质的折射串 n=sini/sinr=c/v。

全反射条件①光从光密介质射向光疏介质；②入射角大于临界角A,sinA=1/n。(5)光路可逆原理 光线逆着反射线或折射线方向入射，将沿着原来的入射线方向反射或折射.3.常用光学器件及其光学特性（1）平面镜点光源发出的同心发散光束，经平面镜反射后，得到的也是同心发散光束.能在镜后形成等大的、正立的虚出，像与物对镜面对称。

（2）球面镜 凹面镜有会聚光的作用，凸面镜有发散光的作用.（3）棱镜光密煤质的棱镜放在光疏煤质的环境中，入射到棱镜侧面的光经棱镜后向底面偏折。隔着棱镜看到物体的像向项角偏移。

棱镜的色散作用复色光通过三棱镜被分解成单色光的现象。（4）透镜在光疏介质的环境中放置有光密介质的透镜时，凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用.透镜成像作图利用三条特殊光线。

成像规律1/u+1/v=1/f。线放大率m=像长/物长=|v|/u。

说明①成像公式的符号法则——凸透镜焦距f取正，凹透镜焦距f取负；实像像距v取正，虚像像距v取负。②线放大率与焦距和物距有关.（5）平行透明板光线经平行透明板时发生平行移动（侧移）.侧移的大小与入射角、透明板厚度、折射率有关。

4.简单光学仪器的成像原理和眼睛（1）放大镜 是凸透镜成像在。u(2)照相机 是凸透镜成像在u>2f时的应用.得到的是倒立缩小施实像。

（3）幻灯机 是凸透镜成像在 f(4)显微镜由短焦距的凸透镜作物镜，长焦距的透镜作目镜所组成。物体位于物镜焦点外很靠近焦点处，经物镜成实像于目镜焦点内很靠近焦点处。

再经物镜在同侧形成一放大虚像（通常位于明视距离处）。 （5）望远镜由长焦距的凸透镜作物镜，辕焦距的〕透镜作目镜所组成。

极远处至物镜的光可看成平行光，经物镜成中间像（倒立、缩小、实像）于物镜焦点外很靠近焦点处，恰位于目镜焦点内，再经目镜成虚像于极远处（或明视距离处）。（6）眼睛等效于一变焦距照相机，正常人明视距约25厘米。

明视距离小子25厘米的近视眼患者需配戴凹透镜做镜片的眼镜；明视距离大于25厘米的远视25者需配戴凸透镜做镜片的眼镜。 （二）物理光学——人类对光本性的认识发展过程（1）微粒说（牛顿） 基本观点 认为光像一群弹性小球的微粒。

实验基础光的直线传播、光的反射现象。困难问题无法解释两种媒质界面同时发生的反射、折射现象以及光的独立传播规律等。

（2）波动说（惠更斯） 基本观点 认为光是某种振动激起的波（机械波）。实验基础 光的干涉和衍射现象。

①个的干涉现象——杨氏双缝干涉实验条件 两束光频率相同、相差恒定。装置 （略）。

现象出现中央明条，两边等距分布的明暗相间条纹。解释屏上某处到双孔（双缝）的路程差是波长的整数倍（半个波长的偶数倍）时，两波同相叠加，振动加强，产生明条；两波反相叠加，振动相消，产生暗条。

应用检查平面、测量厚度、增强光学镜头透射光强度（增透膜）.②光的衍射现象——单缝衍射（或圆孔衍射）条件 缝宽（或孔径）可与波长相比拟。装置 （略）。

现象 出现中央最亮最宽的明条，两边不等距发表的明暗条纹（或明暗乡间的圆环）。困难问题 难以解释光的直进、寻找不到传播介质。

（3）电磁说（麦克斯韦） 基本观点 认为光是一种电磁波。 实验基础赫兹实验（证明电磁波具有跟光同样的性质和波速）。

各种电磁波的产生机理无线电波 自由电子的运动；红外线、可见光、紫外线原子外层电子受激发；x射线 原子内层电子受激发；γ射线原子核受激发。可见光的光谱发射光谱——连续光谱、明线光谱；吸收光谱（特征光谱。

困难问题 无法解释光电。

3.光的知识点总结

（一）光的传播 1.光在同种均匀介质中沿直线传播. 2.真空中光速：c=3.00*108米/秒. 3.表现： （1）小孔成像： （2）影的产生（本影、伪本影、半影），如图6-1所示. （3）同种介质中，两眼可确定光源位置. 光的传播规律是物体成像作图的基础，也是整个几何光学的理论基础. （二）光的反射现象 1.反射定律：反射光线跟入射光线和法线在同一平面上，反射光线和入射光线分别位于法线两则，反射角等于入射角. 2.反射现象中光路可逆. 3.应用： （1）平面镜成像. 1）成像光路图，如图6-2所示； 2）成像特点：像和物与镜面对称，成等大、正立、虚像. （为作图准确，可先根据对称性确定像的位置，再画反射光线） 注意 （i）平面镜不改变光束性质. （ii）入射光线不变，当镜面转过α角，则反射光线转过2α角. （2）球面镜对光线的作用及成像. 1）凸面镜成缩小、正立虚像； 2）凹面镜成像规律（不做要求）. 特点 凸面镜使光束发散，四面镜使光束会聚. （三）光的折射 1.折射定律 折射光线跟入射光线和法线在同一平面内，折射光线和入射光线分居法线两侧，入射角的正弦跟折射角的正弦值成正比，即 i是入射角，r是折射角. 2.折射率 i为真空（或空气）中光线的入射角，r为介质中光线的折射角，n为该介质的折射率. （1）其物理意义为反射光线在两介质界面上发生偏折程度的物理量（n越大、折射线偏离原来方向越厉害）. （2）两种介质比较：n大，光密介质；n小，光疏介质. （3）折射率（n）和光的频率（f）有关（在介质中f大则n大）. 注意，光线在界面上同时发生反射、折射时，反射光线能量随入射角增大而增大，折射光线能量随入射角增大而减小. 3.全反射 （1）条件： 1）光从光密介质射向光疏介质； （2）发生全反射时，光线遵守反射定律. 4.应用 （1）平行玻璃板. 光线在两个界面上发生两次折射，出射光线发生了侧移，光束性质不变. （2）棱镜. 作用： 1）色散，即一束白光通过三棱镜后，形成彩色光带的现象（色散后，红光偏折小、紫光偏折大）. 2）偏折：光线通过三棱镜后发生偏折. （3）全反射棱镜：用临界角小于45°的介质制成直角三棱镜，可使光线发生全反射，可以控制光路. （四）透镜成像 透镜是利用光的折射现象控制光路和成像的光学器件，透镜有凸透镜、凹透镜两种.凸透镜对光线起会聚作用，凹透镜使光线发散，且透镜光路可逆. 1.透镜成像作图 三条典型光线是透镜成像作图的基础： （1）凸透镜成像光路图（图6-5）; (2)凹透镜成像光路图（图6-6）. 注意 1）入射、反射、折射光线用带箭头实线表示，反向延长线用虚线. 2）实像用实线，虚像用虚线，箭头表示像的倒正. （3）成像规律和特点如下： （4）成像作图类型. 1）已知物、透镜，确定像； 2）已知像、透镜，确定物； 3）已知物、像，确定透镜. （5）透镜的遮挡与拆合. 1）遮挡：凸透镜部分被遮挡，仍然成完整像，但像变暗； 2）拆开：凸透镜切成两部分，相当于两个透镜分别成像. 2.透镜成像公式. （1）公式 （2）符号： 注意，当凸透镜成实像时： 2)v≥2f，物距和像距之和随v增大而增大，即物越靠近焦点，物和像的距离越大. （3）放大率： l为物长，l'为像长.。

4.急需 关于初二物理（人教版）光学的详细知识点 谢谢

一、光源：能发光的物体叫做光源。

光源可分为1、冷光源（水母、节能灯），热光源（火把、太阳）；2、天然光源（水母、太阳），人造光源（灯泡、火把）；3、生物光源（水母、斧头鱼），非生物光源（太阳、灯泡） 二、光的传播1、光在同种均匀介质中沿直线传播；2、光的直线传播的应用：（1）小孔成像：像的形状与小孔的形状无关，像是倒立的实像（树阴下的光斑是太阳的像） （2）取直线：激光准直（挖隧道定向）；整队集合；射击瞄准；（3）限制视线：坐井观天（要求会作有水、无水时青蛙视野的光路图）；一叶障目；（4）影的形成：影子；日食、月食（要求知道日食时月球在中间；月食时地球在中间）3、光线：常用一条带有箭头的直线表示光的径迹和方向；三、光速1、真空中光速是宇宙中最快的速度；2、在计算中，真空或空气中光速c=3*108m/s;3、光在水中的速度约为 c，光在玻璃中的速度约为 c;4、光年：是光在一年中传播的距离，光年是长度单位；1光年≈9.46*1015m；注：声音在固体中传播得最快，液体中次之，气体中最慢，真空中不传播；光在真空中传播的最快，空气中次之，透明液体、固体中最慢（二者刚好相反）。光速远远大于声速，（如先看见闪电再听见雷声，在100m赛跑时声音传播的时间不能忽略不计，但光传播的时间可忽略不计）。

四、光的反射：1、当光射到物体表面时，有一部份光会被物体反射回来，这种现象叫做光的反射。2、我们看见不发光的物体是因为物体反射的光进入了我们的眼睛。

3、反射定律：在反射现象中，反射光线、入射光线、法线都在同一个平面内；反射光线、入射光线分居法线两侧；反射角等于入射角。（1）、法线：过光的入射点所作的与反射面垂直的直线；（2）入射角：入射光线与法线的夹角；反射角：法射光线与法线间的夹角。

（入射光线与镜面成θ角，入射角为90°-θ，反射角为90°-θ） （3）入射角与反射角之间存在因果关系，反射角总是随入射角的变化而变化而变化，因而只能说反射角等于入射角，不能说成入射角等于反射角。（镜面旋转θ，反射光旋转2θ） （4）垂直入射时，入射角、反射角等于多少？答：垂直入射时，入射角为0度，反射角亦等于0度。

4、反射现象中，光路是可逆的（互看双眼）5、利用光的反射定律画一般的光路图（要求会作）：（1）、确定入（反）射点：入射光线和反射面或反射光线和反射面或入射光线和反射光线的交点即为入射（反射）点 （2）、根据法线和反射面垂直，作出法线。（3）、根据反射角等于入射角，画出入射光线或反射光线5、两种反射：镜面反射和漫反射。

（1）镜面反射：平行光射到光滑的反射面上时，反射光仍然被平行的反射出去；（2）漫反射：平行光射到粗糙的反射面上，反射光将沿各个方向反射出去；（3）镜面反射和漫反射的相同点：都是反射现象，都遵守反射定律；不同点是：反射面不同（一光滑，一粗糙），一个方向的入射光，镜面反射的反射光只射向一个方向（刺眼）；而漫反射射向四面八方；（下雨天向光走走暗处，背光走要走亮处，因为积水发生镜面反射，地面发生漫反射，电影屏幕粗糙、黑板要粗糙是利用漫反射把光射向四处，黑板上“反光”是发生了镜面反射） 五、平面镜成像1、平面镜成像的特点：像是虚像，像和物关于镜面对称（像和物的大小相等，像和物对应点的连线和镜面垂直，到镜面的距离相等；像和物上下相同，左右相反（镜中人的左手是人的右手，看镜子中的钟的时间要看纸张的反面，物体远离、靠近镜面像的大小不变，但亦要随着远离、靠近镜面相同的距离，对人是2倍距离）。2、水中倒影的形成的原因：平静的水面就好像一个平面镜，它可以成像（水中月、镜中花）；对实物的每一点来说，它在水中所成的像点都与物点“等距”，树木和房屋上各点与水面的距离不同，越接近水面的点，所成像亦距水面越近，无数个点组成的像在水面上看就是倒影了。

（物离水面多高，像离水面就是多远，与水的深度无关）。3、平面镜成虚像的原因：物体射到平面镜上的光经平面镜反射后的反射光线没有会聚二是发散的，这些光线的反向延长线（画时用虚线）相交成的像，不能呈现在光屏上，只能通过人眼观察到，故称为虚像（不是由实际光线会聚而成） 注意：进入眼睛的光并非来自像点，是反射光。

要求能用平面镜成像的规律（像、物关于镜面对称）和平面镜成像的原理（同一物点发出的光线经反射后，反射光的反向延长线交于像点）作光路图（作出物、像、反射光线和入射光线）；六、凸面镜和凹面镜1、以球的外表面为反射面叫凸面镜，以球的内表面为反射面的叫凹面镜；2、凸面镜对光有发散作用，可增大视野（汽车上的观后镜）；凹面镜对光有会聚作用（太阳灶，利用光路可逆制作电筒） 七、光的折射1、光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折。2、光在同种介质中传播，当介质不均匀时，光的传播方向亦会发生变化。

3、折射角：折射光线和法线间的夹角。八、光的折射定律1、在光的折射中，三线共面，法线居中。

2、光从空气斜射入水或其他介质时，折射光线向法线方向偏折；光从水或。

5.初中光学知识整理

我是初三学生，我就把我学光学那会常错的说下~

1.多次反射的问题，记得那时候后有道题，是讲玻璃的，人用手指去测玻璃厚度，具体做法就是用手指贴在玻璃上面，测出距离，完了以后要除二，因为有两层玻璃.

2.照相机的问题，这个我到是没错过，不过我们老师总是要重点强调它，反正就是很重要的意思.关键是要把照相机原理搞清楚，然后把简化图画出来，对应自己做实验事画的图，就不容易搞错了.

3.填镜子的问题，人家把光线画好，让你填出是凸透镜还是凹透镜，普通的一个的就不用说了，如果是多个那就要注意了（我以前栽过），一定要牢牢把握住镜子的特点，还有要注意光线，有些光线上标的箭头个数不同，那种经常是陷阱所在.

4.反射角等于入射角.这句定义看似简单，但是去年期末考试把我坑苦了，最简单也是最容易出问题的地方，我们班还有一些同学和我一样都写成了入射角等于反射角，然后分就这样无情地溜走了，那个悲啊~

5.转平面镜的问题.就是 把平面镜转了几度，然后角度改变了多少，反着的也有，对于这种问题，把握好一点：反射光线转过的角度是平面镜所转角度的两倍.

6.介质转换问题.碰到这类题，若是画图那没什么问题，一般是选择填空之类，问你在岸上看水中的鱼啊~在水里看天花板啊~看日出啊夕阳啊什么的，这种问题嘛就是要画图，抓住基本的转换规律就没问题了，不过这样比较费时间.一般而言，看到的水中的鱼像要比实际的像位置高.

另外的看书就行了，科学考的多的还是基本的知识点.记记背背也是需要的.

明天要考数学和科学了~看在我这么辛苦打出来的的份上~一定要看完哦~

6.光学包括哪些知识

物理光学包括光的传播和光的本性 在了解光学分辨率之前应首先明确扫描仪的分辨率分为光学分辨率和最大分辨率，由于最大分辨率相当于插值分辨率，并不代表扫描仪的真实分辨率，所以我们在选购扫描仪时应以光学分辨率为准。

光学分辨率是指扫描仪物理器件所具有的真实分辨率。而且，扫描仪的光学分辨率是用两个数字相乘，如600*1200dpi，其中前一个数字代表扫描仪的横向分辨率，例如一个具有5000个感光单元的CCD器件，用于A4幅面扫描仪，由于A4幅面的纸张宽度是8.3英寸，所以，该扫描仪的光学分辨率就是5000/8.3=600dpi，换句话说，该扫描仪的光学分辨率是600dpi。

后面一数字则代表扫描仪的纵向分辨率或是机械分辨率，是扫描仪所用步进电机的分辨率，扫描仪的步进电机的精度与扫描仪的横向分辨率相同，但由于各种机械因素的影响，扫描仪的实际精度（步进电机的精度）将远远达不到横向分辨率的水平，一般来说。扫描仪的纵向分辨率是横向分辨率的两倍，有时甚至是四倍。

如：600*1200dpi。但有一点要注意：有的厂家为了显示自已的扫描仪精度高，将600*1200dpi写成1200*600dpi，因此在判断扫描仪光学分辨率时，应以最小的一个为准。

激光器的基本原理 2.1 自发辐射与受激辐射 物质的原子从外界获得能量后进入激发态，随后又很快（约10-7s）返回基态或者较低的能态，并伴随着发出光辐射.原子没有受到外来感应场的作用而跃迁回低能态，并同时发出光辐射的过程称为自发辐射跃迁，产生的光辐射称为自发辐射；能量相应于两个能级差的光子会把原子从低能态激发到高能态，这个过程称为受激吸收跃迁.1916年，著名科学家爱因斯坦在研究光辐射与原子相互作用时发现，在受激吸收跃迁和自发辐射跃迁这两种过程之间，还应存在第三种过程——受激辐射跃迁，即在能量相应于两个能级能量差的光子作用下，会使在高能态的原子向低能态跃迁，并同时发射出相同能量的光子.爱因斯坦还研究了原子与辐射场之间的动量交换，得出了受激发射跃迁产生的光子有这样一些特性：它的频率、传播方向及偏振方向，都与诱导产生这种跃迁的光子相同.这意味着，受激辐射有很好的相干性，并且是沿一个方向传播. 原子作自发辐射跃迁的速率与在原子系统中存在的辐射场强度没有关系，而受激辐射跃迁的速率则与辐射场强度有关.假定原子从能级E2往能级E1(E2>E1)自发辐射跃迁到某个模的速率为A21，作受激辐射跃迁到这个模的速率为B21，那么这两个速率的比值为 B21/A21=ne (2) 式中的ne是在这个模式中的光子数目（也称光子简并度）.这表示，对于假定的模，受激发射跃迁速率是自发辐射跃迁速率的ne倍.当ne≥1时，受激辐射跃迁占优势.普通光源的辐射频率分布和辐射强度基本上是由光源的温度T来决定，在某个模的光子数ne由下式给出： 式中k在是玻尔兹曼常量（k=1.38*10-23J·K-1）,h是普朗克常量（h=6.63*10-34J·s）.从式（3）可以看到，由于比值 hv/kT是大于零的数，所以 exp(bv/kT)大于 1，即 ne 2.2 负温度 负温度是对光源中处于高能态的原子数目比处于低能态的原子数目多的一种状态的表述.假定光源中处在高能态E2的原子数目为N2，在低能态E1的原子数目为N1，那么，根据描述在热力学平衡状态下原子按能级分布的玻尔兹曼分布定律，这光源的温度T是 因为E2-E1>0，所以，如果N2>N1，那么，由式（3.4）看到，光源的温度T是“负值”.事实上，温度是不能为负值的，这里说的“负温度”只是表示原子按能级分布的一种状态，不是处于热力学平衡状态，而是处于非热力学平衡状态.1951年，美国珀塞尔（E.M.Purcell）试图使用所谓“突然倒转场”的方法精确测定核磁矩，即设想研究场极性改变比核自旋的响应时间更快.他用这个方法在氟化锂（LiF）晶体中获得了核自旋体反转分布，并观察到辐射频率50 kHz的受激发射，第一次提出了所谓“负温度”概念，提出粒子数反转分布只能与玻尔兹曼分布定律中的负温度相对应. 可以利用许多方法让物质中的原子（分子）实现负温度状态.从原则上说，只要对原子泵浦到高能态的速率，比它离开这个能态的速率高，最终可以造成负温度状态.现在使用的主要方法有（1）光泵浦；（2）气体放电泵浦；（3）注入电流泵浦；（4）化学泵浦等.具体内容参见3.2.4.需要注意的是，在可见光波段或红外波段获得并保持负温度状态比在微波波段困难得多，因为自由原子的自发辐射速率和光频率的三次方成正比. 2.3 激光的增益 这是表征光辐射在激光器的工作物质内传播过程中其强度增长的因子.假定激光工作物质中处在高能态E2的原子数密度为N2（原子/cm3），处在低能态E1的原子数密度为N1.频率v=(E2-E1)/h的光辐射沿工作物质传播，在单位时间内，单位体积工作物质内由受激辐射跃迁产生的辐射功率，超出由受激吸收而失掉的辐射功率的数量W为 上式中的g1、g2分别为能态E1、E2的能级简并度，λ是光辐射波长，τf是能态E2的自发辐射寿命，n是工作物质的折射率，f(v)是从能态E2向能态E1跃迁时产生的光辐射频率分布因子（也称谱线形状函数），Iv是频率v的光辐射强度.公式（3.5）中没有。

7.光学包括哪些知识

光学是研究光（电磁波）的行2113为和性质，以及光和物质相互作用的物理学科。传统的光学只研究5261可见光，现代光学已扩展到对全波段电磁波的研究。光4102是一种电磁波，在物理学中，电磁波由电动力学中的麦克斯韦方程组描述；同1653时，光具有波粒二象性，需要用量子力学表达。

了解激光器的知识可以专看看经典教材：《激光原理》 - 周炳琨；

如果你是入门者，可以先从几何光学入手：看看北理工安毓英编写的《属应用光学》

8.谁能告诉我初三光学的全部重点知识点

常错的说下~ 1.多次反射的问题，记得那时候后有道题，是讲玻璃的，人用手指去测玻璃厚度，具体做法就是用手指贴在玻璃上面，测出距离，完了以后要除二，因为有两层玻璃. 2.照相机的问题，这个我到是没错过，不过我们老师总是要重点强调它，反正就是很重要的意思.关键是要把照相机原理搞清楚，然后把简化图画出来，对应自己做实验事画的图，就不容易搞错了. 3.填镜子的问题，人家把光线画好，让你填出是凸透镜还是凹透镜，普通的一个的就不用说了，如果是多个那就要注意了（我以前栽过），一定要牢牢把握住镜子的特点，还有要注意光线，有些光线上标的箭头个数不同，那种经常是陷阱所在. 4.反射角等于入射角.这句定义看似简单，但是去年期末考试把我坑苦了，最简单也是最容易出问题的地方，我们班还有一些同学和我一样都写成了入射角等于反射角，然后分就这样无情地溜走了，那个悲啊~ 5.转平面镜的问题.就是 把平面镜转了几度，然后角度改变了多少，反着的也有，对于这种问题，把握好一点：反射光线转过的角度是平面镜所转角度的两倍. 6.介质转换问题.碰到这类题，若是画图那没什么问题，一般是选择填空之类，问你在岸上看水中的鱼啊~在水里看天花板啊~看日出啊夕阳啊什么的，这种问题嘛就是要画图，抓住基本的转换规律就没问题了，不过这样比较费时间.一般而言，看到的水中的鱼像要比实际的像位置高. 另外的看书就行了，科学考的多的还是基本的知识点.记记背背也是需要的. 光的反射 1、光源：能够自行发光的物体叫光源 2、光在均匀介质中是沿直线传播的 大气层是不均匀的，当光从大气层外射到地面时，光线发了了弯折（海市蜃楼、早晨看到太阳时，太阳还在地平线以下、星星的闪烁等） 3、光速 光在不同物质中传播的速度一般不同，真空中最快 光在真空中的传播速度：V = 3*108 m/s，在空气中的速度接近于这个速度，水中的速度为3/4V，玻璃中为2/3V 4、光直线传播的应用 可解释许多光学现象：激光准直，影子的形成，月食、日食的形成、小孔成像等 5、光线 光线：表示光传播方向的直线，即沿光的传播路线画一直线，并在直线上画上箭头表示光的传播方向（光线是假想的，实际并不存在） 6、光的反射 光从一种介质射向另一种介质的交界面时，一部分光返回原来介质中，使光的传播方向发生了改变，这种现象称为光的反射 7、光的反射定律 反射光线与入射光线、法线在同一平面上；反射光线和入射光线分居在法线的两侧；反射角等于入射角 可归纳为：“三线共面，两线分居，两角相等” 理解： 由入射光线决定反射光线，叙述时要“反”字当头 发生反射的条件：两种介质的交界处；发生处：入射点；结果：返回原介质中 反射角随入射角的增大而增大，减小而减小，当入射角为零时，反射角也变为零度 8、两种反射现象 镜面反射：平行光线经界面反射后沿某一方向平行射出，只能在某一方向接收到反射光线（反射面是光滑平面） 漫反射：平行光经界面反射后向各个不同的方向反射出去，即在各个不同的方向都能接收到反射光线（反射面是粗糙平面或曲面） 注意：无论是镜面反射，还是漫反射都遵循光的反射定律 9、在光的反射中光路可逆 10、平面镜对光的作用 （1）成像 （2）改变光的传播方向 11、平面镜成像的特点 （1）成的是正立等大的虚像 （2）像和物的连线与镜面垂直，像和物到镜的距离相等 理解：平面镜所成的像与物是以镜面为轴的对称图形，即平面镜是物像连线的中垂线。

12、实像与虚像的区别 实像是实际光线会聚而成的，可以用屏接到，当然也能用眼看到 虚像不是由实际光线会聚成的，而是实际光线反向延长线相交而成的，只能用眼看到，不能用屏接收。 13、平面镜的应用 （1）水中的倒影（2）平面镜成像 （3）潜望镜 1、光的折射 光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向一般会发生变化，这种现象叫光的折射 理解：光的折射与光的反射一样都是发生在两种介质的交界处，只是反射光返回原介质中，而折射光则进入到另一种介质中，由于光在在两种不同的物质里传播速度不同，故在两种介质的交界处传播方向发生变化，这就是光的折射。

注意：在两种介质的交界处，发生折射的同时必发生反射， 折射中光速必定改变，而反射中光速不变 2、光的折射规律 光从空气斜射入水或其他介质中时，折射光线与入射光线、法线在同一平面上，折射光线和入射光线分居法线两侧；折射角小于入射角；入射角增大时，折射角也随着增大；当光线垂直射向介质表面时，传播方向不变，在折射中光路可逆。 理解：折射规律分三点：（1）三线共面 （2）两线分居（3）两角关系分三种情况：①入射光线垂直界面入射时，折射角等于入射角等于0°；②光从空气斜射入水等介质中时，折射角小于入射角；③光从水等介质斜射入空气中时，折射角大于入射角 3、在光的折射中光路也是可逆的 4、透镜及分类 透镜：透明物质制成（一般是玻璃），至少有一个表面是球面的一部分，且透镜厚度远比其球面半径小的多。

分类：凸透镜：边缘薄，中央厚 凹透镜：边缘厚，中央薄 5、主光轴，光心、焦点、焦距 主光轴。

9.高中的全部有关光学的知识点

光的反射和折射

1.光由光疏介质斜射入光密介质，光向法线靠拢。

2.光过玻璃砖，向与界面夹锐角的一侧平移；光过棱镜，向底面偏折。

3.光到球面、柱面，半径是法线。

光的本性

1.双缝干涉条纹宽度：Δχ=Lλ/d。

2.用标准样板检查工件表面情况：条纹向窄处弯是凹，向宽处弯是凸。

3.增透膜的厚度为光在膜中波长的四分之一。

4.电磁波进入介质时，频率（和光的颜色）不变。光入介质：v=c/n，λ=λ0/n

原子物理

1.在磁场中的衰变：外切圆是α衰变，内切圆是β衰变，半径与电荷量成反比。

2.X变成Y经过几次α、β衰变？先用质量数求α衰变次数，在由电荷数求β衰变的次数。

3.平衡核反应方程：质量数和电荷数守恒。

4.1μ=931.5Mev

5.核反应总质量增大时吸能，总质量减小时放能。仅在人工转变中有吸能的核反应。

6.氢原子任一能级：E=Ep+Ek,E=-Ek,Ep=-2Ek量子数n增大，E增大，Ep增大，Ek减小，V减小，T增大。