高中物理光學(復習材料)教學提綱

第三課時3.物理光學(1)光的電磁說的條紋,假設是白光,則會消滅彩色條紋,這種現(xiàn)象稱為光的干預.條件：頻率一樣、相差恒定、振動方向足足同始終線上.的條紋,假設是白光,則會消滅彩色條紋,這種現(xiàn)象稱為光的干預.條件：頻率一樣、相差恒定、振動方向足足同始終線上.規(guī)律：假設兩光源同相振動的光程差為δ＝kλδ＝(2k－1)λ/2(k=1,2.……)——亮條紋——暗條紋特例:薄膜干預留意：關于薄膜干預要弄清的幾個問題Ⅰ是哪兩列光波發(fā)生干預Ⅱ應當從哪個方向去觀看干預圖樣Ⅲ條紋會向哪個方向側(cè)移用雙縫干預測光的波長的原理：λ＝特例:薄膜干預留意：關于薄膜干預要弄清的幾個問題Ⅰ是哪兩列光波發(fā)生干預Ⅱ應當從哪個方向去觀看干預圖樣Ⅲ條紋會向哪個方向側(cè)移②光的衍射現(xiàn)象:光通過很小的孔、縫或障礙物時,會在屏上消滅明暗相間的條紋,且中心條紋很亮,越向邊緣越暗;假設是復色光發(fā)生衍射,則消滅彩色條紋.明顯發(fā)生衍射的條件:障礙物(或孔、縫)的尺寸可與波長相比較,且障礙物尺寸比波長越小,衍射越明顯。留意：Ⅰ干預、衍射現(xiàn)象證明光具有波動性Ⅱ干預、衍射條紋在寬度、亮度上的區(qū)分③光的偏振波的偏振：橫波只沿著某一特定的方向振動，稱為波的偏振，光的偏振現(xiàn)象說明光是橫波。偏振光：通過偏振片的光波，在垂直于傳播方向的平面上，只沿著一個特定的方向振動，稱為偏振光。是橫波。偏振光：通過偏振片的光波，在垂直于傳播方向的平面上，只沿著一個特定的方向振動，稱為偏振光。P的偏振光再通過偏振片Q〔檢偏器〕時，假設兩個偏振片的透振方向平行，則通過P的偏振光的振動方向跟偏振片Q強度最大；假設兩個偏振片的透振方向垂直，則通過P的偏振光的振動方向跟偏振片Q能通過Q，透射光的強度為零。如下圖。本質(zhì)：光波的感光作用和生理作用主要是由電場強度E引起的，因此常將E的振動稱為光振動。在與光傳播方向垂各個方向均勻分布的光就是自然光。光振動沿著特定的方向的光就是偏振光。④光的電磁說、電磁波譜光是電磁波〔麥克斯韋的預言，赫茲試驗種類 產(chǎn)生氣制 主要性質(zhì)無線電波 LC振蕩電路(電荷發(fā)生振動) 接收和放射電磁波紅外線可見光紫外線倫琴射線γ射線

原子外層電子激發(fā)躍遷原子外層電子激發(fā)躍遷原子外層電子激發(fā)躍遷原子內(nèi)層電子激發(fā)躍遷原子核內(nèi)激發(fā)產(chǎn)生

熱效應〔激發(fā)固體分子共振〕視覺效應化學作用、生物作用穿透力強貫穿本領大、能量大〖例9〗在雙縫干預試驗中，以白光為光源，在屏幕上觀看到了彩色干預條紋，假設在雙縫中〔只能透過紅光，另一縫前放一綠色濾光片〔只能透過綠光，這時〔〕只有紅色和綠色的雙縫干預條紋，其它顏色的雙縫干預條紋消逝B．紅色和綠色的雙縫干預條紋消逝，其它顏色的雙縫干預條紋照舊存在C．任何顏色的雙縫干預條紋都不存在，但屏上仍有光亮D．屏上無任何光亮〖例1〗市場上有種燈具俗稱“冷光燈面放置的反光鏡玻璃外表上鍍一層薄膜〔例如氟化鎂，這種膜能消退不鍍膜時玻璃外表反射回來的熱效應最顯著的紅外線。以λ表示此紅外線的波長，則所鍍薄膜的厚度最小應為〔〕111A．8λB．4λC．2λD．λ12X射線管的構(gòu)造示意圖，E12X射線管的構(gòu)造示意圖，E為燈絲電源。要使射線管發(fā)出X射線，須在K、A兩電極間加上幾萬伏的直流高壓，則〔〕A．高壓電源正極應接在P點，X射線從K極發(fā)出高壓電源正極應接在P點，X射線從A極發(fā)出C．高壓電源正極應接在Q點，X射線從K極發(fā)出D．高壓電源正極應接在Q點，X射線從A極發(fā)出〖例13〗太陽的連續(xù)光譜中有很多暗線，它們對應著某些元素的特征譜線。產(chǎn)生這些暗線是由于〔〕AB．太陽內(nèi)部缺少相應的元素；C．太陽外表大氣層中存在著相應的元素；D．太陽內(nèi)部存在著相應的元素?！紡娀柧殹健季?7〗用綠光照耀一光電管，能產(chǎn)生光電效應。欲使光電子從陰極逸出時的最大初動能增大，則應〔 〕A．改用紅光照耀B．增大綠光的強度C．增大光電管上的加速電壓D．改用紫光照耀〖練18〗用紅光做雙縫干預試驗，在屏上觀看到干預條紋，在其它條件不變的狀況下，改用紫光做試驗，則干預條紋間距將變。假設改用白光做試驗，在屏上將消滅條紋。上開有兩條靠得很近的平行狹縫SS如圖所1 2Q上開有兩條靠得很近的平行狹縫SS如圖所1 2QO點是屏Q上與兩狹縫等距離的一點，則〔 〕A．干預條紋是黑白的，O是亮點B．干預條紋是黑白的，O是暗點C．干預條紋是彩色的，O是亮點D．干預條紋是彩色的，O是暗點干預現(xiàn)象，看以下陳述，其中哪一些是正確的〔〕⑴干預條紋產(chǎn)生是由于光線在薄膜前后兩外表反射，形成的兩列光波的疊加⑵干預條紋的暗線是由于上述兩列反射波的波谷與波谷疊加造成的⑶用綠光照耀薄膜產(chǎn)生的干預條紋間距比黃色光照耀時小干預現(xiàn)象，看以下陳述，其中哪一些是正確的〔〕⑴干預條紋產(chǎn)生是由于光線在薄膜前后兩外表反射，形成的兩列光波的疊加⑵干預條紋的暗線是由于上述兩列反射波的波谷與波谷疊加造成的⑶用綠光照耀薄膜產(chǎn)生的干預條紋間距比黃色光照耀時?、缺∧ど系母深A條紋根本上是豎直的A．只有⑴和⑵ B．只有⑶和⑷ C．只有⑴和⑶ D．只有⑵和⑷〖練22〗如下圖是用干預法檢查某塊厚玻璃板的上外表是否平整的裝置，所用單色光是用一般光源加濾光片產(chǎn)生的。檢查中所〔〕A．〖練22〗如下圖是用干預法檢查某塊厚玻璃板的上外表是否平整的裝置，所用單色光是用一般光源加濾光片產(chǎn)生的。檢查中所〔〕A．a(chǎn)的上外表、b的下外表B．a(chǎn)的上外表、b的上外表C．a(chǎn)的下外表、b的上外表D．a(chǎn)的下外表、b的下外表〖練2〗現(xiàn)代光學裝置中的透鏡，棱鏡的外表常涂上一層薄膜〔一般用氟化鎂厚度是入射光在薄膜中波長的1/4強度，這種作用是應用了光的〔〕色散現(xiàn)象B．全反射現(xiàn)象C．干預現(xiàn)象D．衍射現(xiàn)象解深刻，能夠用所學學問解釋物理現(xiàn)象第四課時光子說叫光電子規(guī)律：Ⅰ.光電效應的瞬時性(10叫光電子規(guī)律：Ⅰ.光電效應的瞬時性(10-9秒).Ⅱ.每種金屬都有一個極限頻率,當入射光的頻率大于極限頻率時,才能發(fā)生光電效應.②光子說:光源發(fā)出的是不連續(xù)的,而是一份一份的,每一份光叫做一個光子,光子的能量跟光的頻率成正比,即E=h光子論對光電效應的解釋：③愛因斯坦光電效應方程：Eh－Wk光電效應：〔右圖裝置中，用弧光燈照耀鋅〕⑵光電效應的規(guī)律：①各種金屬都存在極限ν，只有≥ν才能發(fā)生光電效應；②瞬時性〔10-s0 0的光子說。光是不連續(xù)的，是一份一份的，每一份叫做一個光子，光子的能量E跟光的頻率ν成正比：E=hνW〔Ek〕30Ehν-W，A.只要是用同種頻率的光照耀同一種金PVPVAK屬，那么從金屬中逸出的全部光電子都會具有同樣的初動能EK

式中的W中飛出過程中抑制金屬中正電荷引力所做的功C.逸出功WνW=hν0D.光電子的最大初動能和入射光的頻率成正比031K2.5eVP，覺察電流表讀數(shù)不為0.60V0.60VA.1.9eVB.0.6eVC.2.5eVD.3.1eV的數(shù)值，這種現(xiàn)象稱為軌道量子化。在這些狀態(tài)中，盡管電子做變速運動,卻不向外輻射能量,因此這些狀態(tài)是穩(wěn)的數(shù)值，這種現(xiàn)象稱為軌道量子化。在這些狀態(tài)中，盡管電子做變速運動,卻不向外輻射能量,因此這些狀態(tài)是穩(wěn)定的。能量量子化：原子可能的狀態(tài)是不連續(xù)的，因此各狀態(tài)對應的能量也是不連續(xù)的。這些能量值叫做能級。氫原子能級如下圖。基態(tài)與激發(fā)態(tài)En)躍遷到另一k種定態(tài)(E)時,它輻射或吸取肯定頻率的光子,光子的能量由這兩種定態(tài)的能級差打算:h＝km n的亮線，而且不同氣體光譜的亮線位置不同，這種分立的線狀光譜叫做原子光譜。(3)光的波粒二象性物質(zhì)波光的波粒二象性；干預、衍射和偏振以無可辯駁的事實說明光是一種波；光電效應和康普頓效應又用無可辯駁的事實說明光是一種粒子；因此現(xiàn)代物理學認為：光具有波粒二象性。正確理解波粒二象性：波粒二象性中所說的波是一種概率波，對大量光子才有意義。波粒二象性中所說的粒子，是指其不連續(xù)性，是一份能量。⑴個別光子的作用效果往往表現(xiàn)為粒子性；大量光子的作用效果往往表現(xiàn)為波動性。⑵ν高的光子簡潔表現(xiàn)出粒子性；ν低的光子簡潔表現(xiàn)出波動性。⑶光在傳播過程中往往表現(xiàn)出波動性；在與物質(zhì)發(fā)生作用時往往表現(xiàn)為粒子性。⑷由光子的能量E=hν，光子的動量p=h/λ表示式也可以看出，光的波動性和粒子性并不沖突：表示粒子性的粒子能量和動量的計算式中都含有表示波的特征的物理量——頻cE=p。P=0.15kW=2.7×10kg/m3是多大？〔=3，=10m/s2〕①光的波粒二象性:光既具有波動性,又具有微粒性,這種性質(zhì)叫波粒二象性.光子能量:E=h光子動量:P=h/λm=E/c2=hλ/c②物質(zhì)波:任何一個運動著的物體，小到電子、質(zhì)子，大到行星、太陽，都有一種波與它對應，波長λ是 λ＝h/p型〕——現(xiàn)代模型〔電子云模型〕2、玻爾假設：，但并不向外輻射能量．、原于從一種能量狀態(tài)(E1)躍遷到另一種能量狀態(tài)(E2)時，它輻射(或吸取)肯定頻率的光子，光子的能量(E=hν)hν=E1=E2．、原子的不同能量狀態(tài)跟電子沿不同的圓形軌道繞核運動相對應．原子的能量狀態(tài)是不連續(xù)的，因此電子的可能軌道的分布也是不連續(xù)的．3、玻爾原子理論對氫原子解釋r=n2r1，E=1/n2〔n=1,2,3〕4、原子光譜可以用原子的發(fā)光機制解釋，原于從一種能量狀態(tài)(E1)躍遷到另一種能量狀態(tài))時，它輻射(或吸取)肯定頻率的光子，光子的能量(E=hν)由這兩種能量狀態(tài)的能量差打算，hν=E1=E2．5、玻爾理論的局限性在于沒有完全引入量子理論．34E1r1me．氫原子中電子在n=3的定態(tài)軌道上運動時的速率為v3，氫原子從n=3的定態(tài)躍遷到n=1的基態(tài)過程中輻射光子的波長為λ，則以下結(jié)果正確的選項是：A．C．電子的電勢能和動能都要減小D．電子的電勢能減小，35、氫原子基態(tài)具有能量-13.6eV有一群氫原子處于量子數(shù)n=3的激發(fā)態(tài)，請畫出能級圖，在圖上用箭頭標明這些原子可能發(fā)出的幾種頻率的光，并計算出其中最短波長。6、氫原子中的電子云：對于宏觀質(zhì)點，只要知道它在某一時刻的位置和速度以及受力狀況，就可以應用牛頓定律確定該質(zhì)點運動的軌道，算出它在以后任意時刻的位置和速度。玻爾理論中說的“電子軌道”實際上也是沒有意義的。能量狀態(tài)下，電子在各個位置消滅的概率是不同的。形象地稱之為電子云。〖例14〗某金屬在單色光的照耀下放射出光電子，這光電子的最大初動能〔 〕A．隨照耀光的強度增大而增大 B．隨照耀光的頻率增大而增大C．隨照耀光的波長增大而增大 D．與照耀光的照耀時間無關〖例15〗某單色光照耀某金屬時不能產(chǎn)生光電效應，則下述措施中可能使該金屬產(chǎn)生光電效應的是〔 〕A延長光照時間B增大光的強度C．換用波長較短的光照耀D板a肯定不放出光電子板a肯定放出光電子板c肯定不放出光電子〖例16〔1998年高考全國卷一細束平行光經(jīng)玻璃三棱鏡折射后分解為相互分別的三束光，分別照耀到一樣的金屬板abc上板a肯定不放出光電子板a肯定放出光電子板c肯定不放出光電子D．板c肯定放出光電子A．鋅板帶正電，指針帶負電B．鋅板帶正電，指針帶正電C．鋅板帶負電，指針帶正電D．鋅板帶負電，指針帶負電〖例17〗在演示光電效應的試驗中，原來不帶電的一塊鋅板與靈敏驗電器相連。用弧光燈照耀鋅板時，驗電器的指針就張開一個角度，如下圖。這時〔〕A．鋅板帶正電，指針帶負電B．鋅板帶正電，指針帶正電C．鋅板帶負電，指針帶正電D．鋅板帶負電，指針帶負電1〖例18〗氫原子的基態(tài)能量為E，以下四個能級圖，正確代表氫原子的是〔 〕1194.545×10146.000×1014赫，銀的為1.153×1015赫，鉑的為1.529×1015赫。當用波長為0.375微米的光照耀它們時，可發(fā)生光電效應的是 〔銫和鈉〕〖例20〗依據(jù)玻爾理論，氫原子的電子由高能級躍遷到較低能級后〔 〕A原子的能量增加，電子的動能削減 B原子的能量增加，電子的動能增加C原子的能量削減，電子的動能削減 D原子的能量削減，電子的動能增加〖強化訓練〗〖練24〗關于光電效應的下述說法中，正確的選項是〔 〕A．光電子的最大初動能隨著入射光強度的增大而增大B．只要入射光的強度足夠大或照耀的時間足夠長，就肯定能產(chǎn)生光電效應C．任何一種金屬都有一個極限頻率，低于這個頻率的光不能產(chǎn)生光電效應D在光電效應中，光電流的強度與入射光強度無關〖練25〗以下試驗中，能證明光具有粒子性的是〔 〕A光電效應試驗B光的雙縫干預試驗C光的圓孔衍射試驗Dα粒子散射試驗〖練26〗用同一束單色光，在同一條件下，先后照耀鋅片和銀片，都能產(chǎn)生光電效應，對于這兩個過程，以下括號所列的4個物理量中，肯定一樣的是 ，可能一樣的是，肯定不同的是 〔只須填寫各量前的編號〔⑴照耀光子的能量；⑵光電子的逸出功；⑶光電子的動能；⑷光電子的最大初速度?！季?7〗在演示光電效應的試驗中，把某種金屬板連在驗電器上，第一次，用弧光燈直接的是弧光中的〔〕A．可見光成份B．紫外光成份C．紅外光成份D．無線電波成份〖練28〗以下陳述中哪一些是正確的〔 〕⑴在一樣條件下，用紫光照耀雙縫產(chǎn)生的干預條紋間距比用紅光時大；⑵衍射現(xiàn)象的爭論說明“光沿直線傳播”只是一種近似規(guī)律；⑶產(chǎn)生光電效應的極限頻率，只與金屬的逸出功有關；⑷光電效應試驗說明，入射光波的振幅越大，所產(chǎn)生的光電子的初動能就越大。其中正確的選項是〔〕A．只有⑴和⑵B．只有⑶和⑷C．只有⑴和⑷D．只有⑵和⑶〖練29〗以下關于光的說法中正確的選項是〔 〕A．在真空中紅光波長比紫光波長短 B．紅光光子能量比紫光光子能量小C．紅光和紫光相遇時能產(chǎn)生干預現(xiàn)象