2023年高考物理專題復習-光的本性

龍文學校教師1對1啟迪思維點撥方法開發(fā)潛能直線提分PAGE89PAGE1光的本性一:光的干涉1.現(xiàn)象：符合一定條件的相干光在相遇時出現(xiàn)了穩(wěn)定相間的加強區(qū)域和減弱區(qū)域．2.相干條件：兩束光________相同，_______一致，_______恒定(步調(diào)差恒定).3．雙縫干預(yù)：(楊氏雙縫實驗)(1)光的干預(yù)現(xiàn)象中,產(chǎn)生明條紋的條件__________________________________,產(chǎn)生暗條紋的條件____________________________________________.(2)圖象特點：中央為_____條紋(明、暗),兩邊等間距的對稱分布著明暗相間條紋.如果用白光做干預(yù)實驗,那么產(chǎn)生_________________.(3)光的干預(yù)現(xiàn)象證明了________________________________________.圖1-1(4)雙縫干預(yù)現(xiàn)象的應(yīng)用:求波長或頻率.圖1-1根據(jù)公式得波長λ=___________,其中ΔX是__________________;L是__________________;d_______________.4.薄膜干預(yù)(等厚干預(yù))⑴相干光源的由來：利用薄膜(如肥皂泡液膜)前后兩外表的________射光束相遇而形成干預(yù)現(xiàn)象．⑵圖象特點：①同一條亮(或暗)條紋上所對應(yīng)薄膜厚度_________．(“相等〞、“不相等〞)②單色光在肥皂膜上(上薄下厚)形成___________狀明暗相間條紋?！病八建暋ⅰ柏Q直〞〕③如果是白光,那么形成__________________________。5.光的干預(yù)的應(yīng)用:(1)檢查平面光潔度:如圖1-2所示，用____色光,入射光從_______層的上下兩外表反射出兩列光波,于是根據(jù)______射光的干預(yù)條紋的彎曲形狀可以判斷被測外表平整情況.圖1-2(2)增透膜:當薄膜的厚度是入射光在_____中波長的______倍時,在薄膜的兩個面上反射的光,路程差恰好等于半個波長的奇數(shù)倍,因而______________________。圖1-2二:光的衍射1.現(xiàn)象：光偏離直線傳播繞過障礙物進入陰影區(qū)域里的現(xiàn)象．2.產(chǎn)生條件：障礙物或孔的尺寸與波長可比(相差不多)．由于可見光波波長較小，所以光的衍射需在特定的條件下才能被明顯觀察到．3.單縫衍射：圖象特點：中央條紋最寬最亮，兩側(cè)為不等間隔的明暗相間的條紋(白光入射為彩色條紋)．4.單孔衍射:對單色光,產(chǎn)生的是_______________;對白光,產(chǎn)生的是______________.5.障礙物衍射:光通過障礙物后,會使影的輪廓_________,出現(xiàn)______________的條紋.6.泊松亮斑:光的衍射現(xiàn)象的特殊表現(xiàn).(1)現(xiàn)象:在不透明圓板的陰影___________,有一個亮斑.這一現(xiàn)象是_________根據(jù)理論推算出來的,他當時_______(有、沒有)用實驗觀察到這一現(xiàn)象.泊松亮斑的發(fā)現(xiàn)進一步證明了光的__________理論的正確性.例1:雙縫干預(yù)的實驗中，如果在光屏上的P是亮條紋．那么光波從縫S1、S2到P的路程差r1-r2應(yīng)是〔〕A．波長的整數(shù)倍 B．半波長的奇數(shù)倍C．只是波長的奇數(shù)倍 D．只是半波長的奇數(shù)倍例2:從點光源L發(fā)出的白光經(jīng)過透鏡后成一平行光束，垂直照射到擋光板P上，板上開兩條靠得很近的平行狹縫Sl、S2，如圖2-1所示，在屏Q上可以看到干預(yù)條紋，O點是屏上到兩狹縫等距離的一點，那么()A．干預(yù)條紋是黑白的，O點是亮點B．干預(yù)條紋是黑白的，O點是暗點C．干預(yù)條紋是彩色的，O點是亮點D．干預(yù)條紋是彩色的，O點是暗點圖2-1例3:在楊氏雙縫干預(yù)實驗中，用一束白光照射小孔，在其后的雙孔處，圖2-1用紅玻璃擋住一個孔，另用綠玻璃擋住另一個孔，那么在光屏上能看到的現(xiàn)象是()A．紅色干預(yù)條紋B．綠色干預(yù)條紋C．紅綠相間的條紋D．沒有干預(yù)條紋例4:用單色光做雙縫干預(yù)實驗,下述說法中正確的選項是〔〕A．相鄰干預(yù)條紋之間的距離相等B．中央明條紋寬度是兩邊明條紋寬度的2倍C．屏與雙縫之間距離減小,那么屏上條紋間的距離增大D．在實驗裝置不變的情況下,紅光的條紋間距小于紫光的條紋間距例5:頻率為5×1014Hz的單色光,在真空中的波長為_________,在折射率為1.5的介質(zhì)中的波長為_________,例6:(08年宣武一模)在以下自然現(xiàn)象之中，可以用光的干預(yù)理論解釋的是〔〕A.天上的彩虹B.陽光在樹林地面上形成圓形光斑C.肥皂泡上的彩色花紋D.水中十清楚亮的空氣泡例7:(海淀二模)下面是四種與光有關(guān)的事實:①用光導纖維傳播信號；②用透明的標準樣板和單色平行光檢查平面的平整度；③一束白光通過三棱鏡形成彩色光帶；④水面上的油膜呈現(xiàn)彩色。其中，與光的干預(yù)有關(guān)的是：()A．①④B．②④C．①③D．②③例8:現(xiàn)代光學裝置中的透鏡、棱鏡的外表常涂上一層薄膜(一般用氟化鎂),當薄膜的厚度是入射光在薄膜中波長的1／4時,可以大大減少入射光的反射損失,從而增強透射光的強度,這種作用是應(yīng)用了光的〔〕A．色散現(xiàn)象B．全反射現(xiàn)象C．干預(yù)現(xiàn)象D．衍射現(xiàn)象例9:(豐臺二模)雙縫干預(yù)實驗裝置如圖2-2所示，紅光通過單縫S后，投射到具有雙縫的擋板上，雙縫S1和S2與單縫S的距離相等，光通過雙縫后在與雙縫平行的屏上形成干預(yù)條紋。那么以下說法正確的選項是〔〕A．假設(shè)只減小兩條狹縫S1、S2之間的距離，條紋間距將增大圖2-2B．假設(shè)只減小兩條狹縫與屏之間的距離，條紋間距將增大圖2-2C．假設(shè)只在兩條狹縫與屏之間插入一塊與屏平行的平板玻璃磚，條紋間距將增大D．假設(shè)只把用紅光照射改為用綠光照射，條紋間距將增大例10:如圖2-3所示，一束白光從左側(cè)射入肥皂薄膜，以下說法中正確的選項是()①人從右側(cè)向左看，可看到彩色條紋②人從左側(cè)向右看，可看到彩色條紋③彩色條紋水平排列④彩色條紋豎直排列圖2-3A．②③B．①②④圖2-3C．②④D．①③例11:如圖2-4甲所示，在一塊平板玻璃上放置一平凸薄透鏡，在兩者之間形成厚度不均勻的空氣膜，讓一束單一波長的光垂直入射到該裝置上，結(jié)果在上方觀察到如圖乙所示的同心內(nèi)疏外密的圓環(huán)狀干預(yù)條紋，稱為牛頓環(huán)，那么以下說法中正確的選項是()圖2-4A．干預(yù)現(xiàn)象是由于凸透鏡下外表反射光和玻璃上外表反射光疊加形成的圖2-4B．干預(yù)現(xiàn)象是由于凸透鏡上外表反射光和玻璃上外表反射光疊加形成的C．干預(yù)條紋不等間距是因為空氣膜厚度不是均勻變化的D．干預(yù)條紋不等間距是因為空氣膜厚度是均勻變化的遮光筒例12:現(xiàn)有毛玻璃屏A、雙縫B、白光光源C、單縫D和透紅光的濾光片E等光學元件，遮光筒要把它們放在圖2-5所示的光具座上組裝成雙縫干預(yù)裝置，用以測量紅光的波長。⑴將白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光學元件，由左至右，表示各光學元件的字母排列順序應(yīng)為C、_________、A。圖2-5⑵本實驗的步驟有：圖2-5①取下遮光筒左側(cè)的元件，調(diào)節(jié)光源高度，使光束能直接沿遮光筒軸線把屏照亮；②按合理順序在光具座上放置各光學元件，并使各元件的中心位于遮光筒的軸線上；③用米尺測量雙縫到屏的距離；④用測量頭〔其讀數(shù)方法同螺旋測微器〕測量數(shù)條亮紋間的距離。⑶將測量頭的分劃板中心刻線與某條亮紋中心對齊，將該亮紋定為第1條亮紋，此時手輪上的示數(shù)如圖2-6所示。然后同方向轉(zhuǎn)動測量頭，使分劃板中心刻線與第6條亮紋中心對齊，記下此時圖2-7中手輪上的示數(shù)________mm，求得相鄰亮紋的間距Δx為__________mm。4035⑷雙縫間距d為2.0×10-4m，測得雙縫到屏的距離l為0.700m4035圖2-7圖2-63530由計算式λ=________，求得所測紅光波長為__________nm。圖2-7圖2-63530三：光的偏振1.光是橫波：是電磁波，場強E和磁感強度B的振動方向均與波傳播的方向垂直．所以光有偏振現(xiàn)象．2.自然光：在光波傳播方向垂直的平面內(nèi)光振動(指E的振動)沿各個方向振動強度都相同的光．如由太陽、電燈等普通光源發(fā)出的光．3.偏振光：在光波傳播方向垂直的平面內(nèi)，只有沿著某一個特定方向振動的光．如自然光經(jīng)一偏振片作用后的光，再如自然光射到兩介質(zhì)分界面時同時發(fā)生反射和折射(反射角和折射角和為900時)，反射光線和折射光線是光振動方向互相垂直的偏振光．四：激光特點:①單色性,同一束激光,其中所有光子的______一定相同;②相干性,一束激光通過雙縫后,能夠產(chǎn)生干預(yù)條紋;③平行度高,方向性非常好;應(yīng)用于雷達,VCD等;④亮度高,因而可用于“光刀〞切割。五:光的電磁說電磁波譜1.光的電磁說.以前光的波動理論是把光看成類似________波,19世紀60年代,英國的物理學家_________提出了光的電磁說,內(nèi)容是_____________________.1888年,________用實驗證實了其理論的正確性.2.在電磁波譜中，各種電磁波按頻率由小到大的順序依次為______，______，______，______，_______，_____。3.紅外線的最顯著的作用就是________.紅外線遙感是指利用靈敏的紅外線探測器接收物體發(fā)出的紅外線，可以探知被探物體的特征。紅外線還可以用于遙控，例如：遙控式電視機、錄象機。紫外線的最顯著的作用就是_________.此外還有_________和___________，目前主要用于__________。倫琴射線也叫__________，它的主要本領(lǐng)是__________，它可通過陰極射線射到__________上的方式產(chǎn)生，實質(zhì)是原子____層電子受激發(fā)而產(chǎn)生的。目前醫(yī)學上主要用于________________.4.在各種電磁波中,最容易產(chǎn)生干預(yù)和衍射現(xiàn)象的是________,穿透能力最強的是_____5.電磁波譜種類無線電波紅外線可見光紫外線倫琴射線γ射線頻率低→高產(chǎn)生機理振蕩電路中自由電子的運動原子外層電子受到激發(fā)原子內(nèi)層電子受到激發(fā)原子核受到激發(fā)特性波動性強熱作用強能使人類產(chǎn)生視覺化學作用、熒光作用、殺傷作用穿透作用強穿透作用最強用途通訊、播送、導航等加熱、烘干、醫(yī)療、遙測遙感照明、照相、加熱等感光技術(shù)、日光燈、殺菌消毒等工業(yè)探傷、醫(yī)學透視治療等工業(yè)探傷、醫(yī)用治療等6.光譜只有明線光譜和吸收光譜才具有特征譜線，可利用它們進行光譜分析，類別特征成因用途發(fā)射光譜連續(xù)光譜是連續(xù)分布的一切頻率的可見光組成的光譜熾熱的固體、液體和高壓氣體發(fā)光直接發(fā)生鑒別物質(zhì)和確定其化學成分線狀譜(原子光譜)只含有一些不連續(xù)的亮線的光譜稀薄的氣體發(fā)光產(chǎn)生吸收光譜在連續(xù)光譜的背景上出現(xiàn)假設(shè)干條暗線高溫物體發(fā)出的臼光通過低溫氣體，某些波長的光被吸收后產(chǎn)生例1:(朝陽二模)關(guān)于聲波和光波以下說法正確的選項是()A．聲波和光波都是橫波B．聲波和光波都能在真空中傳播C．聲波和光波從空氣到水中波速都變小D．聲波和光波都可以發(fā)生多普勒效應(yīng)例2:在可見光、無線電波、X射線、紫外線、紅外線中,熱效應(yīng)最顯著的是___________,化學效應(yīng)最顯著的是___________,衍射現(xiàn)象最明顯的是______________,穿透能力最強的是______________.例3:如圖5-1所示，讓太陽光或白熾燈光通過偏振片P和Q，以光的傳播方向為軸旋轉(zhuǎn)偏振片P或Q，可以看到透射光的強度會發(fā)生變化，這是光的偏振現(xiàn)象．這個實驗說明()A．光是電磁波B．光是一種橫波C．光是一種縱波D．光是概率波例4:關(guān)于光譜和光譜分析，以下說法中正確的選項是()圖5-1太陽光譜和白熾燈光譜都是明線光譜；圖5-1②霓虹燈和煤氣燈火焰中燃燒的鈉蒸氣產(chǎn)生的光譜都是明線光譜③進行光譜分析時,可以利用明線光譜,不能用連續(xù)光譜④我們觀察月亮射來的光譜,可以確定月亮的化學組成A．①②B．③④C．②③D．①④例5:(09年石景山區(qū)二模)日光燈中有一個裝置——“啟動器〞，其中充有氖氣。日光燈啟動時啟動器會發(fā)出紅光，這是由于氖氣原子的()A．外層電子受激發(fā)而發(fā)的光B．內(nèi)層電子受到激發(fā)面發(fā)的光C．自由電子周期性的運動而發(fā)的光D．原子核受到激發(fā)而發(fā)的光例6:(07年海淀二模)許多物理現(xiàn)象在科學技術(shù)領(lǐng)域得到了應(yīng)用，以下說法中正確的選項是〔〕A．醫(yī)院里常用X射線對病房和手術(shù)室進行消毒B．照相機鏡頭外表涂上增透膜，以增強透射光的強度，是應(yīng)用了光的全反射現(xiàn)象C．利用紅外線進行遙感、遙控主要是因為紅外線的波長大，不容易發(fā)生衍射D．明線光譜和暗線光譜都可以用來分析物質(zhì)的組成成分例7:(07年東城二模)如圖5-2所示是倫琴射線管的裝置示意圖，圖中a、b虛線代表兩種射線，關(guān)于該裝置，以下說法中正確的選項是()A．E2是直流高壓電源，且E2的右端為電源的負極B．E2是直流高壓電源，且E2的右端為電源的正極C．射線a、b均為電子流圖5-2D．射線a為X射線，b是電子流圖5-2六:光電效應(yīng)1.光電效應(yīng)物體經(jīng)光〔包括____________〕照射下物體發(fā)出________的現(xiàn)象。發(fā)射出的電子稱為_______．2.光子說德國物理學家___________提出,內(nèi)容為:光是一份一份傳播的，每一份叫做一個________，能量為E=_______,其中h叫______________,其值為_________________.3.光電效應(yīng)產(chǎn)生的條件：入射光的頻率大于________________.入射光照射到金屬上經(jīng)__________的時間便能產(chǎn)生光電子，幾乎是瞬時的。4.逸出功：當入射光的頻率足夠_______.它的能量_______金屬的逸出功時，就能產(chǎn)生光電效應(yīng)。愛因斯坦光電效應(yīng)方程__________________。光電子的最大初動能與入射光的________有關(guān),與_______無關(guān)。5.當能夠發(fā)生光電效應(yīng)時，光電流的強度與入射光的_______成正比,此時,一個光子將產(chǎn)生_____個光電子.6.光電效應(yīng)與電磁波理論的矛盾：(1)光的能量與頻率有關(guān)，而不像波動理論中應(yīng)由振幅決定．(2)電子吸收光的能量是瞬時完成的，而不像波動理論所預(yù)計的那樣可以逐漸積累．七:光的波粒二象性1.許多光學現(xiàn)象已不能單獨用光的粒子性或波動性來解釋,只能認為_______________.2.實際上，個別光子的運動主要表現(xiàn)出____________性,大量光子的運動主要表現(xiàn)出________性。光子的頻率越高________性越強,頻率越低_______越強.3.物質(zhì)波：又叫_________波.大量微觀粒子的運動也能表現(xiàn)出_____性，其實,任何一個運動著的物體,都有一種波與它對應(yīng),其波長為λ=_____,其中P為______;h為___________;德布羅意波同樣能得到干預(yù)、衍射圖樣.4.有關(guān)紅光與紫光的性質(zhì)比擬:(1)頻率:γ紅___________γ紫;(2)折射率:n紅______n紫;(3)在同種介質(zhì)中的波長:λ紅______λ紫;(4)在同種介質(zhì)中的波速:V紅_____________________V紫;(5)全反射的臨界角:C紅________________C紫;(6)同一裝置中干預(yù)或衍射條紋的寬度:d紅______________d紫;(7)光電效應(yīng)能力大小:紅_____紫.例1:光子與光電子中，帶負電的是________，速度大的是________，產(chǎn)生光電效應(yīng)時，由______產(chǎn)生_______,光電流的大小與_________的多少有關(guān).光子的能量E=________,光電子的動能E=________.例2:〔08年宣武二模〕以下光學現(xiàn)象中，不能用波動理論解釋的是()A．光電效應(yīng)現(xiàn)象B．光的衍射現(xiàn)象C．光的偏振現(xiàn)象D．光的反射現(xiàn)象例3:關(guān)于光電效應(yīng)的規(guī)律，下面說法中不正確的選項是()A．當某種色光照射金屬外表時，能產(chǎn)生光電效應(yīng)，那么入射光的頻率越高，產(chǎn)生的光電子的最大初動能越大B．當某種色光照射金屬外表時，能產(chǎn)生光電效應(yīng)，那么入射光的強度越大，產(chǎn)生的光電子數(shù)越多C．同一頻率的光照射不同金屬,如果都能產(chǎn)生光電效應(yīng),那么逸出功大的金屬產(chǎn)生的光電子的最大初動能也越大D．對某金屬，入射光波長必須小于某一極限波長，才能產(chǎn)生光電效應(yīng)例4:(08年豐臺一模)用藍光照射某種金屬外表，發(fā)生光電效應(yīng)。現(xiàn)將該藍光的強度減弱，那么〔〕A．從光照至金屬外表上到發(fā)射出光電子之間的時間間隔將明顯增加B．逸出的光電子的最大初動能將減小C．單位時間內(nèi)從金屬外表逸出的光電子數(shù)目將減少D．有可能不發(fā)生光電效應(yīng)例5:如圖7-1所示為一真空光電管的應(yīng)用電路，其陰極金屬材料的極限頻率為4.5×1014Hz，那么以下判斷正確的選項是()A．發(fā)生光電效應(yīng)時，電路中光電流的飽和值取決于入射光的頻率B．發(fā)生光電效應(yīng)時，電路中光電流的飽和值取決于入射光的強度圖7-1C．用λ=0.5μm的光照射光電管時，電路中有光電流產(chǎn)生圖7-1紫外線燈鋅板紫外線燈鋅板驗電器例6:(08年東城二模)如圖7-2所示，一驗電器與鋅板用導線相連，現(xiàn)用一紫外線燈照射鋅板，關(guān)燈之后，驗電器指針保持一定的偏角〔〕A．將一帶負電的金屬小球與鋅板接觸，那么驗電器指針偏角將增大B．將一帶負電的金屬小球與鋅板接觸，那么驗電器指針偏角將不變圖7-2C．使驗電器指針回到零，改用強度更大的紫外線燈照射鋅板，驗電器的指針偏角將增大圖7-2D．使驗電器指針回到零，改用強度更大的紅外線燈照射鋅板，驗電器的指針一定偏轉(zhuǎn)例7:〔09年昌平二模〕如圖7-3所示，一束太陽光(白光)入射到三棱鏡上，通過三棱鏡后在另一側(cè)的光屏上形成彩色光帶，在光帶上取a、b兩束單色光比擬，以下說法中正確的選項是()A.a光子的能量較大圖7-3B.在水中a光傳播的速度較小圖7-3aBCba'aBCba'b'AD.假設(shè)用a光照射某金屬沒有光電子逸出，那么用b光照射該金屬也一定沒有光電子逸出例8:〔07年朝陽一模〕a、b兩平行細光束垂直射入直角玻璃三棱鏡的AB面，對應(yīng)的折射光束a'、b'如圖7-4所示，以下說法正確的選項是()A．b光束在棱鏡中傳播速度較大B．假設(shè)b光能使某金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)，那么a光也一定能使該金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)C．在完全相同的條件下做雙縫干預(yù)實驗，b光對應(yīng)的干預(yù)條紋較寬圖7-4D．在其它條件不變的情況下，當頂角A增大時，b的折射光束b'在AC面上先消失圖7-4空氣玻璃abOc例9:(08年崇文一模)空氣玻璃abOc復合光束c,那么以下說法正確的選項是〔〕A.a光光子的能量比b光光子的能量大B.在玻璃中，a光的光速小于b光的光速C.從玻璃射向空氣時，a光的臨界角大于b光的臨界角D.經(jīng)同一雙縫干預(yù)裝置得到干預(yù)條紋，a光條紋寬度小于b光條紋寬度圖7-5太陽光ba小水珠例10:(08年海淀一模)彩虹是懸浮于空氣中的大量小水珠對陽光的色散造成的，圖7-5太陽光ba小水珠示為太陽光照射到空氣中的一個小水珠發(fā)生全反射和色散的光路示意圖，其中a、b為兩束頻率不同的單色光。對于這兩束光，以下說法中正確的選項是()A．單色光a比單色光b的頻率高B．由水射向空氣，a光發(fā)生全反射的臨界角大于b光發(fā)生全反射的臨界角C．在水中a光的傳播速度小于b光的傳播速度圖7-6D．如果b光能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，那么a光也一定能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)圖7-6例11:(07年宣武二模)在以下關(guān)于光的波粒二象性的說法中,錯誤的選項是()A.有些光具有波動性,有些光具有粒子性,復合(白)光具有波粒二象性