光化学定律
❶ 光学的三大定律及其应用
八年物理上知识归纳总结
第一章 声现象
一、声音的产生与传播
声的产生:声是由物体振动产生的;一切发声的物体都在振动,振动停止,声音停止。
声音的传播:声音的传播需要介质(传播声音的物质叫介质),真空不能传声。固体、液体、气体都可传声。
声波:发声体振动会使传声的空气的疏密发生变化而产生声波。
声速:声音的传播快慢。
决定声速快慢的因素:1、介质种类。2、介质温度。
记住:15℃速度340m/s。
二、我们怎样听到声音
人耳的构造:外耳、中耳、内耳。
感知声音的过程:声源的振动产生声音→空气等介质的传播→鼓膜的振动。(外界传来的声音引起鼓膜的振动,这种振动经过听小骨及其他组织传给听觉神经,听觉神经把信号传给大脑,这样人就听到了声音)。
骨传导:声音通过头骨、颌骨也能传到听觉神经,引起听觉,声音的这种传导方式叫骨传导。
○双耳效应:声源到两只耳朵的距离一般不同,声音传到两只耳朵的时刻、强弱及其他特征也不同,这些差异就是判断声源方向的重要基础,这就是双耳效应。
三、声音的特性
音调:声音的高低,跟物体振动的快慢有关,物体振动的快,发出的音调就高;振动的慢,音调就低;频率决定音调。
频率:物体振动的快慢,物体1S振动的次数叫频率。
人耳听觉范围:20Hz-20000Hz。
超声波:高于20000Hz的声音。(蝙蝠、海豚可发出)
次声波:低于20Hz的声音。(地震、海啸、台风、火山喷发)
响度:声音的强弱叫响度。响度跟振幅有关,振幅越大,响度越大。
音色:声音的特色。音色和发声体的材料、结构有关。
○三种乐器:打击乐器、弦乐器、管乐器。
乐器(发声体)的音调:长短(长的音调低)、粗细(粗的音调低)、松紧(松的音调低)决定了音调的高低。
四、噪声的危害和控制
噪声:物体做无规则振动发出的声音(物理学角度)。从环保角度看,凡是妨碍人们正常休息、学习、和工作的声音,以及对人要听到的声音产生干扰的声音,都属于噪声。
噪声强弱的等级和危害:分贝(dB)为单位来表示声音的强弱,0dB是人耳能听到的最微弱的声音;30-40dB是较理想的安静环境。为了保护听力声音不得超过90dB;为了保证工作和学习,声音不得超过70dB;为了保证休息和睡眠,声音不得超过50dB。
控制噪声:防止噪声的产生;阻断噪声的传播;防止噪声进入人耳。即:1、在声源处减弱噪声;2、在传播途中减弱噪声;3、在人耳处减弱噪声。
五、 声的利用
声与信息:声能传递信息。(雷声、B超、敲击铁轨等)
回声定位:声波发出遇障碍反射,根据回声到来的方位和时间,确定目标的位置和距离(蝙蝠)
声呐:根据回声定位。
声与能量:声能传递能量。(超声波清洗精密仪器、碎石)
第二章光现象
一、光的传播
光源:能发光的物体叫光源。
自然光源:太阳、星星、萤火虫、灯笼鱼等。
人造光源:火把、电灯、蜡烛等。
光的传播:在均匀介质中沿直线传播。(影子、日食、小孔成像等)
光线:为了表示光的传播方向,我们用一根带箭头的直线表示光的径迹和方向,这样的直线叫光线。
光的传播速度:真空中的光速是宇宙中最快的速度,C=2.99792×108 m/s,计算中取C=3×108 m/s。(水中是真空的3/4,玻璃中是真空的2/3)
光年:(距离单位)光在1年内传播的距离。1光年=9.4608×1012 km/s。
二、 光的反射
光的反射:光射到介质的表面,被反射回原介质的现象。任何物体的表面都辉发生反射。
光的反射定律:在光的反射现象中,反射光线、入射光线和法线在同一个平面内;反射光线、入射光线分居在法线的两侧;反射角等于入射角。
在光的反射现象中,光路是可逆的。
两种反射:1、镜面反射:入射光线平行,反射光线也平行,其他方向没有反射光。(如:平静的水面、抛光的金属面、平面镜)2、漫反射:由于物体的表面凸凹不平,凸凹不平的表面会把光线向四面八方反射。(我们能从不同角度看到本身不发光的物体,是因为光在物体的表面发生漫反射)
注意:无论是镜面反射,还是漫反射都遵循光的反射定律。
三 、平面镜成像
平面镜对光线的作用:(1)成像 (2)改变光的传播方向。(对光线既不会聚也不发散,只改变光线的传播方向)
平面镜成像的特点:(1)成的像是正立的虚像 (2)像和物的大小相等 (3)像和物的连线与镜面垂直,像和物到镜面的距离相等 。
理解:平面镜所成的像与物是以镜面为轴的对称图形
实像与虚像的区别(包括透镜)
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,都是倒立的。虚像不是由实际光线会聚成的,而是实际光线的反射光线或折射光线的反向延长线相交而成的,只能用眼看到,不能用屏接收,都是正立的
平面镜的应用:
(1)水中的倒影 (2)平面镜成像 (3)潜望镜
○球面镜:1、凸面镜:对光线起发散作用。(应用:机动车后视镜、街头拐弯处的反光镜)2、凹面镜:对光线起会聚作用,平行光射向凹面镜会会聚于焦点;焦点发出的光平行射出。(应用:太阳灶、手电筒反射面、天文望远镜)
四、 光的折射
光的折射:光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生偏折,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
光的折射规律: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。光从空气斜射入水或其他介质中时,折射角小于入射角(折射光线向法线偏折);光从水或其他介质斜射入空气时,折射角大于入射角;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。
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
在光的折射中光路是可逆的
现象:折射使池水“变浅”、筷子“弯折”、水中人看岸上树“变高”。
五、光的色散
色散:牛顿用三棱镜把太阳光分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的现象。(雨后彩虹是光的色散现象)
色光的三原色:红、绿、蓝。(三种色光按不同比例混合可以产生各种颜色的光)
物体的颜色:1、透明物体的颜色是由通过的色光决定,通过什么色光,呈现什么颜色。2、不透明的物体的颜色是由它反射的色光决定的,反射什么颜色的光,呈现什么颜色。
六、看不见的光
光谱:把光按红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的顺序排列起来,就是光谱。
红外线:在光谱上红光以外的部分,也有能量辐射,不过人眼看不到,这样的辐射叫红外线。
红外线的应用:加热、拍红外线照片诊病、夜视仪、遥控。
紫外线:在光谱的紫端以外,也有看不见的光,叫紫外线。
紫外线的特点及应用:促进钙质吸收、杀死微生物(紫外线灯杀菌)、荧光物质发荧光。
○雾灯用黄光的理由:不易被空气散射、人眼对黄光敏感。
第三章 透镜及其应用
一 、透镜
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,对光起折射作用的光学元件。
分类:1、凸透镜:边缘薄,中央厚。2、凹透镜:边缘厚,中央薄。
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。
透镜对光的作用:
凸透镜:对光起会聚作用。
凹透镜:对光起发散作用。
二、 生活中的透镜
照相机:镜头相当于凸透镜,来自物体的光经过照相机镜头后会聚在胶片上,成倒立、缩小的实像。
投影仪:镜头相当于凸透镜,来自投影片的光通过凸透镜后成像,再经过平面镜改变光的传播方向,使屏幕上成倒立、放大的实像。
放大镜:成正立、放大的虚像。
三、 探究凸透镜成像规律
实验:从左向右依次放置蜡烛、凸透镜、光屏。1、调整它们的位置,使三者在同一直线(光具座不用);2、调整它们,使烛焰的中心、凸透镜的中心、光屏的中心在同一高度。
凸透镜成像规律:
物 距(u) 像的性质 像 距( v ) 应 用
u > 2f 倒立缩小实像 f< v<2f 照相机
u = 2f 倒立等大实像 v = 2f(实像大小转折)
f< u<2f 倒立放大实像 v > 2f 幻灯机
u = f 不 成 像 (像的虚实转折点)
u < f 正立放大虚像 v > u 放大镜
凸透镜成像规律口决记忆法
口决一:“一焦(点)分虚实,二焦(距)分大小;虚像同侧正;实像异侧倒,物远像变小”。
口决二:
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。
注1:为了使幕上的像“正立”(朝上),幻灯片要倒着插。
注2: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。
四、 眼睛和眼镜
眼睛:眼睛中晶状体和角膜的共同作用相当于凸透镜,它把来自物体的光会聚在视网膜上,形成物体的像。视网膜上的视神经细胞受到光的刺激,把信号传输给大脑。看远处物体时,睫状肌放松,晶状体比较薄(焦距长,偏折弱)。看近处物体时,睫状肌收缩,晶状体比较厚(焦距短,偏折强)。
近视的表现:能看清近处的物体,看不清远处的物体。
近视的原因:晶状体太厚,折光能力太强,或眼球前后方向太长,致使远处物体的像成在视网膜前。
近视的矫治:佩戴凹透镜。
远视的表现:能看清远处的物体,看不清近处的物体。
远视的原因:晶状体太薄,折光能力太弱,或眼球前后方向太短,致使远处物体的像成在视网膜后。
远视的矫治:佩戴凸透镜。
○(眼镜的度数):100×焦距的倒数。
五、显微镜和望远镜
显微镜:物镜焦距较短,物体通过它成倒立、放大的实像(像投影仪的镜头);目镜焦距较长,物镜成的像经过它成放大的虚像(像放大镜)。
望远镜:(开普勒望远镜)物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成实像,目镜的作用相当于一个放大镜,用来把这个像放大。
○注:伽利略望远镜目镜为凹透镜,天文望远镜常用凹面镜作物镜。
视角:物体的边缘跟眼睛所夹的角。视角越大,成的像越大。
第四章 物态变化
一、 温度计
温度:物体的冷热程度叫温度
摄氏温度:把冰水混合物的温度规定为0度,把1标准大气压下沸水的温度规定为100度。
温度计
(1) 原理:液体的热胀冷缩的性质制成的
(2) 构造:玻璃壳、毛细管、玻璃泡、刻度及液体
(3) 使用:使用温度计以前,要注意观察量程和认清分度值
使用温度计做到以下三点:
① 温度计与待测物体充分接触;
② 待示数稳定后再读数;
③ 读数时,视线要与液面上表面相平,温度计仍与待测物体紧密接触。
体温计,实验温度计,寒暑表的主要区别:
构 造 量程 分度值 用 法
体温计玻璃泡 35—42℃ 0.1℃ ① 离人读数
上方有细管 ② 用前需甩
实验温度计 —20—110℃ 1℃ 不能离开被测
物读数,不能
甩 。
寒暑表 —30 —50℃ 1℃ 同上
二、 熔化和凝固
熔化:物质从固态变成液态叫熔化,熔化要吸热。
凝固:物质从液态变成固态叫凝固,凝固要放热。
固体的分类:晶体和非晶体。
熔点:晶体都有一定的熔化温度,叫熔点。
凝固点:晶体者有一定的凝固温度,叫凝固点。
同一种物质的凝固点跟它的迷熔点相同
晶体熔化凝固图像 非晶体熔化图像
图中AD是晶体熔化曲线图,晶体在AB段处于固态,在BC段是熔化过程,吸热,但温度不变,处于固液共存状态,CD段处于液态;而DG是晶体凝固曲线图,DE段于液态,EF段落是凝固过程,放热,温度不变,处于固液共存状态,FG处于固态。
三、 汽化和液化
汽化:物质从液态变为气态叫汽化;汽化有两种不同的方式:蒸发和沸腾,这两种方式都要吸热。
蒸发:(1) 定义:蒸发是液体在任何温度下都能发生的,并且只在液体表面发生的较缓慢的汽化现象。
(2) 影响蒸发快慢的因素:液体温度高低,液体表面积大小,液体表面空气流动的快慢。
(3)液体蒸发吸热,有致冷作用。
沸腾:(1) 定义:沸腾是在一定温度下,在液体内部和表面同时进行的剧烈的汽化现象。(2) 液体沸腾的条件:①温度达到沸点②继续吸收热量。
沸点:液体沸腾时的温度。
水沸腾时现象:剧烈的汽化现象,大量的气泡上升、变大,到水面破裂,里面的水蒸气散发到空气中。虽继续加热,它的温度不变。
液化:物质从气态变成液态的现象。液化放热。
液化的方法:1、降低温度(都可液化)。2、压缩体积。
液化的好处:体积缩小,便于储存和运输。
四、 升华和凝华
升华:物质从固态直接变成气态叫升华。
例子:冬天冰冻的衣服干了,灯丝变细,卫生球变小。
凝华;物质由气态直接变成固态的现象。
例子:霜,树挂、窗花
升华吸热,凝华放热。
第五章 电流和电路
一、 电荷
电荷:物体有了吸引轻小物体的性质,我们说物体带了电,或带了电荷。
摩擦起电:摩擦过的物体具有吸引轻小物体的现象。
○摩擦起电的原因:在摩擦过程中,电子会从一个物体转移到另一物体,得到电子的物体因有多余的电子带上负电荷,失去电子的物体因缺少电子而带上等量的正电荷。
两种电荷:1、正电荷:被丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷叫正电荷。2、负电荷:被毛皮摩擦过的橡胶棒上带的电荷叫负正电荷。
电荷作用规律:同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引。
验电器:结构:金属球、金属杆、金属箔。
作用:检验物体是否带电。
原理:同种电荷互相排斥。
检验物体是否带电的方法:1、是看它能否吸引轻小物体,如能则带电;2、是利用验电器,用物体接触验电器的金属球,如果金属箔张开则带电。
电荷量:电荷的多少叫做电荷量;单位:库仑,符号:C。
元电荷:电子(汤姆生发现)是带有负电最小电荷的粒子,人们把最小电荷叫元元电荷。e=1.6×10-19 C。
导体;善于导电的物体。如:金属、人体、大地、酸碱盐的水溶液、石墨等。
导体导电原因:导体中有能够自由移动的电荷。(金属中导电的是自由电子)
绝缘体:不善于导电的物体〉如:橡胶、陶瓷、塑料、干燥的空气、油等。
绝缘体绝缘的原因:电荷几乎都被束缚在原子范围内,不能自由移动。
二、 电流和电路
电流:电荷的定向移动形成电流。(金属导体中发生定向移动的是自由电子)
电流方向:正电荷(定向)移动的方向为电流方向。(金属导体中电流方向跟自由电子定向移动的方向相反)
电路中电流:电路闭合时,在电源外部,电流方向是从电源正极经过用电器流向负极。
电路构成:
1、电源:提供电能的装置,把其他形式的能转化为电能。如:发电机、电池。
2、用电器:消耗电能的装置,把电能转化为其他形式的能。
3、开关:控制电路的通断。
4、导线:连接电路输送电能。
电路图:用符号表示电路连接情况的图。
二极管具有单向导电性(发光二极管还可发光)。
三、 串联和并联
串联:1、连接特点:逐个顺次,首尾相接。
2、电流路径:只有一个。
3、开关作用:能同时控制所有的用电器,开关位置变了控制作用不变。
4、用电器工作:互相影响。
并联: 1、连接特点:并列连接,首首尾尾。
2、电流路径:至少2个。
3、开关作用:干路:总开关,控制整个电路。支路:只控制本支路。
4、用电器工作:互不影响。
四、 电流的强弱
电流表示电流的强弱。
单位:安培(A)、毫安(mA)、微安(μA);
1A=1000mA,1mA=1000μA。
电流表:1、测量电流。2、两个量程:0---0.6A(大格0.2A,小格0.02A)0---3A(大格1A,小格0.1A)。
使用:1、电流表要串联在被测电路中;2、接线柱的接法要正确,电流从“+”接线柱流入,从“—”接线柱流出。3、被测电流不要超过电流表的量程;不确定时用大量程试触。4、绝对不允许不经过用电器把电流表直接接到电源两极上。
五、 探究串、并联电路的电流规律
串联电路中各处的电流相等。
并联电路中,干路中的电流等于各支路的电流之和。
❷ "光化当量"定律是怎样的
光化学第二定律
爱因斯坦在1905年提出,在初级光化学反应过程中,被活化的分子数(或原子数)等于吸收光的量子数,或者说分子对光的吸收是单光子过程(电子激发态分子寿命很短,吸收第二个分子的几率很小),即光化学反应的初级过程是由分析吸收光子开始的,此定律又称为Einstein光化当量定律。
E=hv= hc/λ
λ——光量子波长 h ——普朗克常数 c——光速
E=N0hv= N0hc/λ
N0——阿伏加德罗常数
Λ=400nm,E=299.1kJ/mol
Λ=700nm,E=170.9kJ/mol
由于通常化学键的键能大于167.4kJ/mol,所以波长大于700nm的光就不能引起光化学离解。
❸ 光化学反应的基本定律
光化学第一定律
只有被体系内分子吸收的光,才能有效地引起该体系的分子发生光化学反应,此定律虽然是定性的,但却是近代光化学的重要基础。该定律在1818年由Grotthus和Draper提出,故又称为Grotthus-Draper定律.
光化学第二定律
在初级过程中,一个被吸收的光子只活化一个分子.该定律在1908~1912年由Einstein和Stark提出,故又称为 Einstein-Stark定律.
Beer-Lambert定律
平行的单色光通过浓度为c,长度为d的均匀介质时,未被吸收的透射光强度It与入射光强度I0之间的关系为(e为摩尔消光系数)
❹ 光化学第一第二定律是什么
"只有被反应体系吸收的辐射,才能引发反应。"这是 1 9世纪由格罗塞斯(Grotthus)(1817)和德雷珀(DraPer)(1843)总结出的第一个光化学定律。
1908年~1912年由 Stark 和 Einstein 分别提出光化学第二定律:"每一由光活化的原子或分子,只吸收一个引起它活化的光量子"
❺ 光化学反应
光化学反应是自然科学的一种反应名称。光化学反应又称光化学反应或光化作用。物质一般在可见光或紫外线的照射下而产生的化学反应,是由物质的分子吸收光子后所引发的反应。
原理
光化学反应在环境中主要是受阳光的照射,污染物吸收光子而使该物质分子处于某个电子激发态,而引起与其它物质发生的化学反应。如光化学烟雾形成的起始反应是二氧化氮(NO2)在阳光照射下,吸收紫外线(波长2900~4300A)而分解为一氧化氮(NO)和原子态氧(O,三重态)的光化学反应,由此开始了链反应,导致了臭氧及与其它有机烃化合物的一系列反应而最终生成了光化学烟雾的有毒产物,如过氧乙酰硝酸酯(PAN)等。
大气污染的化学原理比较复杂,它除了与一般的化学反应规律有关外,更多的由于大气中物质吸收了来自太阳的辐射能量(光子)发生了光化学反应,使污染物成为毒性更大的物质(叫做二次污染物)。光化学反应是由物质的分子吸收光子后所引发的反应。分子吸收光子后,内部的电子发生能级跃迁,形成不稳定的激发态,然后进一步发生离解或其它反应。一般的光化学过程如下:
(1)引发反应产生激发态分子(A*)
A(分子)+hv→A*
(2)A*离解产生新物质(C1,C2…)
A*→C1+C2+…
(3)A*与其它分子(B)反应产生新物质(D1,D2…)
A*+B→D1+D2+…
(4)A*失去能量回到基态而发光(荧光或磷光)
A*→A+hv
(5)A* 与其它化学惰性分子(M)碰撞而失去活性
A*+M→A+M′
反应(1)是引发反应,是分子或原子吸收光子形成激发态A*的反应。引发反应(1)所吸收的光子能量需与分子或原子的电子能级差的能量相适应。物质分子的电子能级差值较大,只有远紫外光、紫外光和可见光中高能部分才能使价电子激发到高能态。即波长小于700 nm才有可能引发光化学反应。产生的激发态分子活性大,可能产生上述(2)~(4)一系列复杂反应。反应(2)和(3)是激发态分子引起的两种化学反应形式,其中反应(2)于大气中光化学反应中最重要的一种,激发分子离解为两个以上的分子、原子或自由基,使大气中的污染物发生了转化或迁移。反应(4)和(5)是激发态分子失去能量的两种形式,结果是回到原来的状态。
大气中的N2,O2和O3能选择性吸收太阳辐射中的高能量光子(短波辐射)而引起分子离解:
N2+hv→N+N λ<120 nm
O2+hv→O+O λ<240 nm
O3+hv→O2+O λ=220~290 nm
显然,太阳辐射高能量部分波长小于 290 nm的光子因被O2,O3,N2的吸收而不能到达地面。大于800 nm长波辐射(红外线部分)几乎完全被大气中的水蒸气和CO2所吸收。因此只有波长 300~800 nm的可见光波不被吸收,透过大气到达地面。
大气的低层污染物NO2、SO2、烷基亚硝酸(RONO)、醛、酮和烷基过氧化物(ROOR′)等也可发生光化学反应:
NO2+bv→NO·+O
HNO2(HONO)+hv→NO+HO·
RONO+hv→NO·+RO·
CH2O+hv→H·+HCO
ROOR′+hv→RO·+R′O·
上述光化学反应光吸收一般在 300~400 nm。这些反应与反应物光吸收特性,吸收光的波长等因素有关。应该指出,光化学反应大多比较复杂,往往包含着一系列过程。
3作用
光化学反应可引起化合、分解、电离、氧化还原等过程。主要可分为两类:一类是光合作用,如绿色植物使二氧化碳和水在日光照射下,借植物叶绿素的帮助,吸收光能,合成碳水化合物。另一类是光分解作用[1] ,如高层大气中分子氧吸收紫外线分解为原子氧;染料在空气中的褪色,胶片的感光作用等。
4基本定律
光化学第一定律
只有被体系内分子吸收的光,才能有效地引起该体系的分子发生光化学反应,此定律虽然是定性的,但却是近代光化学的重要基础。该定律在1818年由Grotthus和Draper提出,故又称为Grotthus-Draper定律.
光化学第二定律
在初级过程中,一个被吸收的光子只活化一个分子.该定律在1908~1912年由Einstein和Stark提出,故又称为 Einstein-Stark定律.
Beer-Lambert定律
平行的单色光通过浓度为c,长度为d的均匀介质时,未被吸收的透射光强度It与入射光强度I0之间的关系为(e为摩尔消光系数)
❻ 光的三大定律
几何光学理论的四大基本定律:
1.光的直线传播定律:在各向同性的均匀介质中,光是沿直线传播的.
2.光的独立传播定律;不同光源发出的光线从不同方向通过某点时,彼此不影响,各光线的传播不受其它光线影响.
3.光的反射定律:当一束光投射到某一介质光滑表面时,保存一部分光反射回原来的介质,这一光线称为反射光线,反射光线、入射光线和法线位由于同一平面内,入射线同法线组成的角称为入射角,反射光线同法线组成的角称为反射角,反射角等于入射角.
4.光的折射定律:当一束光投射到某一介质光滑表面时除了有一部分光发生反射外,还有一部分光通过介质分界面入射进第二传输介质中,这一部分光线称为折射光线,折射光线和入射光线分别位于法线的两侧,且与法线在同一平面.折射光线位于入射光线和法线所决定的平面内.折射光线同法线组成的角称为折射角,入射角的正弦值同折射角正弦值的比值为一恒定值.
❼ 紫外线的光化学效应包括哪几种类型
1、同位素分离。从天然的同位素混合物中分离出某种纯同位素来,或者把其中某一种同位素的浓度提高。同一种元素的同位素,其物理化学性质很相似,这就造成了分离同位素的困难。
2、处理公害。发霉的花生、大豆、玉米及其加工制品含有大量的致癌物质——黄曲霉菌,对人体有害。而紫外线对黄曲霉素破坏力很强,尤其是波长为365纳米的紫外线使黄曲霉素产生光化学反应,最后变成无致癌性。
3、印刷制版和晒版。当重氮基团受到紫外线照射后,感光剂迅速分解并放出氮气。分子的其他部分进行结构重排而生成易溶于碱水的羧酸衍生物。根据曝光后版面溶解性的不同,就很容易地把紫外线照射的非图像部分经过显影而除掉。
希望采纳!!!
❽ 几何光学的三大定律
抛开光的波动性质,仅以光的直线传播性质为基础,研究光在透明介质中的传播问题的光学称为几何光学。几何光学的三大定律为:①光的直线传播定律;②光的反射定律;③光的折射定律。它们是各种光学仪器设计的理论基础,也是研究晶体光学重要的理论基础。
一、光的直线传播定律
光在同一介质中是直线传播的,称为光的直线传播定律。例如:阳光照进屋里,夜间手电筒的亮光,其传播路线都是直的。这些现象说明,光在空气里是直线传播的(像空气这样能够传播光的物质称光的介质),实验表明,光在水、玻璃介质中也是直线传播的。
光在真空中(或空气中)光速为3.0×108 m/s,光在水中的速度约为真空中的3/4,而光在玻璃中的速度比在水中小,这表明光在不同介质中的传播速度是不同的。
光在其中传播速度比较快的介质称为光疏介质,传播速度比较慢的介质称为光密介质。光疏、光密是相对的,例如,水相对空气来说为光密介质,而水相对玻璃或晶体则为光疏介质。一般空气为低密度、低折射率、高光速的,而矿物则为高密度、高折射率、低光速的。
二、光的反射及反射定律
1.反射(Reflection)的概念
光从一种介质射入另一种介质时,在光滑界面上,如果部分光仍回到原介质中,这种现象称为光的反射。其光路是可逆的。
2.反射定律
光的反射遵循反射定律(图1-8A),即①反射光线位于入射光线和界面的法线所决定的平面内;②反射线和入射线分别在法线的两侧;③反射角θ等于入射角i。
三、光的折射及折射定律
1.折射(Refraction)的概念
光线从一种介质进入到另一种介质,在界面处传播的方向会发生改变,即入射光线和折射光线不在一条直线上,这种现象称为光的折射。例如:筷子放在盛水的杯子中,看起来筷子不是直的,而是折断的。
光学上将两种介质分界面的垂线称法线,入射光线与法线的夹角称入射角,以i表示;折射光线与法线的夹角称折射角,以r表示。当光发生折射时,入射角i与折射角r不相等(图1-8B、C、D)。
图1-8 光的反射、全反射及折射现象
2.折射定律
光的折射遵循折射定律,即①折射线在入射线与法线所决定的平面内;②折射线和入射线分别在法线的两侧;③两介质一定时,入射角i的正弦与折射角r的正弦之比为一常数N,N称为折射介质2对入射介质1的相对折射率,即。
四、折射率
1.折射率(Refractive index)的概念
光在两种不同介质中速度的比值叫做相对折射率。
光波在真空中的传播速度(c)和光波在折射介质中的传播速度(Vr)的比值称绝对折射率,简称折射率。一般用N表示。
折射率也可以用入射角和折射角的正弦之比来确定,设光线从空气射向介质(矿物晶体)的入射角为i,在介质内的折射角为r,则介质的折射率。
光在真空中的传播速度最大,c=3×108 m/s,即每秒30万千米,真空折射率为1。由于光在空气中的传播速度与光在真空中传播速度几乎相等,故通常可将空气的折射率视为1(严格地说,空气的折射率应为1.00029)。而光在其他各种液体和固体介质中的传播速度总小于真空中的传播速度,故晶体的折射率总大于1。
实验证明,折射率反映了光在介质中的传播速度,传播速度越大(越快),折射率越小;反之,传播速度越小(越慢),折射率越大。例如,宝石的折射率就是光在空气中的传播速度与在宝石中的传播速度的比值。已知光在空气中的传播速度为3.0×105 km/s;而在钻石中的传播速度为123967 km/s,在水晶中的传播速度为193548 km/s,在尖晶石中的传播速度为174419 km/s,那么,钻石、水晶、尖晶石的折射率分别为:
晶体光学与造岩矿物
对于某一宝石矿物来说,其折射率是一个固定的常数,而不同的宝石矿物的折射率不同,根据实验测定的几种物质的折射率列于表1-1。由于宝石矿物折射率的大小反映了它的化学成分与晶体结构,所以折射率对宝石矿物的鉴定具有重要的意义。
表1-1 实验测定几种物质的折射率
造岩矿物、宝石矿物折射率的大小与其化学成分、晶体结构密切相关,如硅酸盐矿物的折射率随化学成分Ca、Ti、Cr、Fe、Mn含量的增多而增大;而随晶体结构的紧密程度降低、光的传播速度增大而减小。由岛状的橄榄石→单链辉石→双链的角闪石→层状的云母→架状的长石,其折射率是逐渐降低的。所以折射率对造岩矿物、宝石矿物的鉴定是具有重大意义的。同种矿物由于不同方向的内部结构差异,其各方向的光学性质也不一样。
大多数透明矿物的折射率介于1.3~2.4之间,在岩石薄片中,矿物折射率相对大小,可以通过糙面、突起、贝克线及洛多奇尼夫色散效应等现象的观察进行判断。另外均质体与非均质体、一轴晶与二轴晶、光性正负、双折射率、光轴角等光学常数的测定都与折射率值有关。均质矿物只有一个折射率N,非均质矿物的折射率随方向变化而不同,一轴晶矿物有两个主折射率Ne和No。二轴晶矿物有三个主折射率Ng、Nm和Np。一般所说的折射率是指对黄光波长的折射率,也可近似看作相当于白光平均波长的折射率。从以上可知折射率大小与化学成分、晶体结构、传播速度及波长等四个因素都密切相关。
2.折射率与临界角的关系
临界角:当光从光密介质射入光疏介质时,折射角等于90°时对应的入射角称为临界角。
全反射:必须具备两个条件:①当光从光密介质射入光疏介质时,②当入射角大于临界角时,就会发生全反射,即入射光全部返回光密介质(图1-8D)。
从折射率的定义可知,光在介质中的传播速度越大(越快),折射率越小,临界角越大;反之,传播速度越小(越慢),折射率越大,临界角越小(图1-9)。
图1-9 宝石折射率(N)与临界角(φ)的关系图解
3.临界角的计算方法
根据折射定律(N1sini=N2sinr),当入射角为临界角(φ),其折射角必为90°,而sin90 °=1,因此N1sinφ=N2sin90 °,故。只要知道某矿物的折射率便可求出临界角。例如:钻石sinφ=1/2.42=0.41,则φ=24 °20′;水晶sinφ=1/1.55=0.65,则φ=40 °50′。如宝石鉴定用的折射仪就是建立在全内反射原理的基础上的。
钻石折射率大,临界角小,全反射范围宽,光容易产生全反射,反射量大,所以钻石打磨后可显示出极强的金刚光泽;而水晶折射率小,临界角较大,全反射范围窄,打磨后它的火彩与光泽就不如钻石。由于折射率对宝石来说是一个常数,因而临界角也是一个常数,它是无法改变的,唯一能改变的是光线从宝石内进入空气前的入射角。
如果我们已经知道了宝石的临界角,按照一定角度切割成小面型的宝石,这一特定角度能使从宝石顶部入射的光线经底部小面的一系列反射,再从顶部穿透出。因为小面型宝石的切磨角度是按照临界角的要求设计的,所以,大部分光线在宝石内部作全反射后又从顶部射出(图1-10),这样就增加了宝石的明亮程度,这种效应叫做亮度。一粒切磨得好的钻石之所以具有很强的亮度,就是采用了合适的切磨角度,使进入宝石的大部分光线经全内反射后射到观察者的眼里。如果小面的角度切磨得不对,则进入宝石内部的光线因入射角小于临界角而不能发生全内反射,这样,光线将从底部穿透出去,这种现象叫做漏光。图1-11表示了漏光现象的两种情况,即切磨角度太大或太小、下部太深或太浅都会出现漏光。
图1-10 光在宝石中的全内反射
图1-11 切磨角度的大小对全反射的影响
牛顿(Isaac Newton,1642~1727)是阐明白光由7种不同颜色组成的第一位科学家。这7种颜色大致相应的波长范围(据Bloss,1961)如下(它可作分光镜鉴定宝石的波长范围):
晶体光学与造岩矿物
牛顿将一束白光通过三棱镜后,白光便会分解成它的组成波长的7种色光,从而出现光谱色(彩虹就是太阳光经过雨滴色散后形成的色谱),他也反证了这种效应,把7种光谱色按等量涂在圆盘上,当快速转动这个圆盘时,这7种颜色重新汇合成白光。
图1-12 白光经过一个棱柱体发生色散
图1-13 宝石色散
白光分解成七色光称色散,也称火彩(图1-12,图1-13)。波长较长的红光的折射率较小,波长较短的紫光的折射率较大。色散率是根据特定波长的紫光(430.8nm)与特定波长的红光(686.7 nm)的折射率差值来表示的。宝石的色散常称为宝石的“火”,例如:钻石的色散就是利用上述方法计算出来的,D=N钻石紫-N钻石红=2.451-2.407=0.044。钻石的色散率比所有天然无色宝石都高,在光的照射下,发出七色虹彩的闪光,使色散产生的色光增加了其内在的美,使之显得华贵而高雅。
另外,临界角对宝石设计师与宝石工匠是很重要的,他们常利用临界角的知识决定采用何种比例和角度来加工一粒小面型宝石,才能使之产生理想的效果。当光线正好以临界角离开宝石时,它的色散最强,这样佩戴在手上的宝石,当手在晃动时,入射光的方向也随之改变,便能显示出珠光宝气、光彩夺目。又如亮度,从顶部入射光线,在宝石内部作全内反射从顶部射出,这样增加了宝石的明亮程度。
一些常见宝石矿物的临界角列于表1-2。
表1-2 宝石的折射率及临界角
❾ 什么是光学中的四大基本定律
光学中的四大基本定律
几何光学理论的四大基本定律:
1.光的直线传播定律:在各向同性的均匀介质中,光是沿直线传播的.
2.光的独立传播定律;不同光源发出的光线从不同方向通过某点时,彼此不影响,各光线的传播不受其它光线影响.
3.光的反射定律:当一束光投射到某一介质光滑表面时,保存一部分光反射回原来的介质,这一光线称为反射光线,反射光线、入射光线和法线位由于同一平面内,入射线同法线组成的角称为入射角,反射光线同法线组成的角称为反射角,反射角等于入射角.
4.光的折射定律:当一束光投射到某一介质光滑表面时除了有一部分光发生反射外,还有一部分光通过介质分界面入射进第二传输介质中,这一部分光线称为折射光线,折射光线和入射光线分别位于法线的两侧,且与法线在同一平面.折射光线位于入射光线和法线所决定的平面内.折射光线同法线组成的角称为折射角,入射角的正弦值同折射角正弦值的比值为一恒定值.