光学2013年高三复习稿之波动性粒子性.ppt

2.知识网络,光的本质,光是波,光是粒子,杨氏双缝干涉实验,衍射现象,光电效应现象,康普顿效应,光具有波粒二像性,麦克斯韦预言光是电磁波,大量光子呈现波动性,少量光子呈现粒子性,光子落在某区域的概率规律,概率波,光和其它物质相互作用体现粒子性；光的传播过程体现波动性,注意.可见光的基本规律 (1)光的频率v 紫v 靛v 蓝v 绿v 黄v 橙v红,(2)真空中波长规律:,C =0v,红 橙 黄 绿 蓝 靛 紫,(3)光在介质中的波长,=0/n,（一）.电磁波谱,左右:频率,波长,1.电磁波谱:,热作用、易衍射,荧光作用、消毒,一、光的波动说,2.产生的机理,(4).射线原子核受到激发后产生的,(1).无线电波振荡电路中自由电子周期性运动,(2).红外线、可见光、紫外线原子的外层电子受到激发后产生的,(3).伦琴射线原子内层电子受到激发后产生的,-,原子核,原子内层电子,原子外层电子,自由电子,5.在电磁波谱中，红外线、可见光和伦琴射线三个波段的波长大小关系是 A.红外线的波长大于可见光的波长 B.伦琴射线的波长大于可见的波长 C.红外线的波长小于可见光的波长 D.伦琴射线的波长小于红外线的波长,6.一束单色光从空气射入玻璃中,则其 A.频率不变,波长变长 B.频率变大,波长不变 C.频率不变,波长变短 D.频率变小,波长不变,红外线的主要作用,热辐射和红外遥感-热作用,紫外线的主要作用:化学作用和荧光效应,射线-光子:具有很高的能量,穿透本领强.,6.下列关于紫外线的几种说法中,正确的是 A.紫外线是一种紫色的可见光 B.紫外线的频率比红外线的频率低 C.紫外线可使钞票上的荧光物质发光 D.利用紫外线可以进行电视机等电器的遥控,结 论,等间距的明暗相间的条纹,规律：,x= k（k=0、1）,x= （2k+1)/2（k=0、1）,暗条纹,明条纹,光的干涉现象,1.相干光源：,频率相同、振动方向一致,2.干涉现象:,O,相邻明条纹间距：,x=L/d,中央明条纹,K=0,双缝干涉图样,2. 波长越大, 间距越大.,3.规律:,1.缝越宽,条纹间距越小,x=L/d,8.在双缝干涉实验中,以白光为光源,在屏幕上观察到了彩色干涉条纹,若在双缝中的一缝前放一红色滤光片另一缝前放一绿色滤光片,这时 A.只有红色和绿色的双缝干涉条纹,其它颜色的双缝干涉条纹消失 B.红色和绿色的双缝干涉条纹消失,其它颜色的双缝干涉条纹依然存在 C.任何颜色的双缝干涉条纹都不存在,但屏上仍有光亮 D.屏上无任何光亮,干涉条件：相干光源,10如图是双缝干涉实验装置，使用波长为600nm的橙色光照射，在光屏中心P点呈现亮条纹，在P点上方的P1点到S1、S2的路程差恰好为2，现将整个装置置入折射率为n=1.5的透明液体中，其它条件不变，则 AP和P1都出现亮条纹 BP为亮条纹，P1为暗条纹 CP为暗条纹，P1为亮条纹 DP和P1都出现暗条纹,干涉条纹的分布规律,如果将单缝向上平移,则中央亮纹将不变?上移?下移?,(2).白光的薄膜干涉图样特征:,薄膜前后两表面的反射光的叠加.,4.现象及应用,(1).薄膜干涉原因:,彩色条纹,检查工件表面平整度,应用(一),11.图中所示是用干涉法检查某块厚玻璃板的上表面是否平的装置.所用单色光是用普通光源加滤光片产生的.检查中所观察到的干涉条纹是由下列哪两个表面反射的光线叠加而成的? A. a的上表面和b的下表面 B. a的上表面和b的上表面 C. a的下表面和b的上表面 D. a的下表面和b的下表面,12、劈尖干涉是一种薄膜干涉,其装置如图1所示.将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夹入两张纸片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜.当光垂直入 射后，从上往下看到的干涉条纹如图2所示. 现若在图1装置中抽去一张纸片，则当光垂直入射到新的劈形空气薄膜后，从上往下观察到的干涉条纹 A变疏 B变密 C不变 D消失,13、照相机镜头上涂有一层增透膜,增强了绿光的透射能力,看上去呈淡紫色. 则所镀薄膜的厚度最小应为 A. 绿光在真空中波长的1/2. B. 绿光在增透膜中波长的1/2. C. 绿光在真空中波长的1/4. D. 绿光在增透膜中波长的1/4.,应用(二),增透膜,14.”冷光灯”是在灯泡后面的反光镜玻璃表面镀一层薄膜,这种膜能消除不镀膜时玻璃表面反射回来的热效应显著的红外线,以表示红外线的波长,则薄膜的最小厚度为 A./8 B. /4 C. /2 D. ,（三）.光的衍射现象,2.衍射条件:,1.光的衍射:,光绕过小孔或障碍物继续传播的现象,d,才能观察到明显的衍射现象,条纹宽度与狭缝宽度有关 狭缝越窄，条纹越宽,3.衍射图样的特征,中央条纹亮而宽, 两侧条纹暗而窄.,4.条纹宽度与什么有关?,条纹宽度与波长有关. 波长越长,衍射现象越明显.,5.几种衍射现象,(1)小孔衍射,孔比较大,直线传播现象,孔比较小,发生明显衍射现象,泊松亮斑(菲涅耳亮斑),（2）障碍物衍射,障碍物较大,障碍物小到一定程度,(2)圆孔衍射与泊松亮斑,圆孔衍射,障碍物衍射,6.比较几个图样特征,等距均匀,中央宽亮,干涉图样,(1)双缝干涉与单缝衍射图样,衍射图样,17、(07全国)如图，P是一偏振片，P的透振方向（用带箭头的实线表示）为竖直方向。下列四种入射光束中哪几种照射P时能在P的另一侧观察到透射光？ A、太阳光 B、沿竖直方向振动的光 C、沿水平方向振动的光 D、沿与竖直方向成450角振动的光,33.（07广东）关于光的性质，下列说法正确的是 A光在介质中的速度大于光在真空中的速度 B双缝干涉说明光具有波动性 C光在同种介质种沿直线传播 D光的偏振现象说明光是纵波,光的性质 光偏振现象的结论,19.（07天津）下列说法正确的是 A.用三棱镜观察太阳光谱是利用光的干涉现象 B.在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射现象 C.用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象 D.电视机遥控器是利用发出紫外线脉冲信号来变换频道的,光的粒子性,(一)、光电效应现象,1.现象:锌版受到弧光灯的照射,验电器指针张开,2.光电效应:在光的照射下物体发射电子的现象.,3.光电子:光电效应中发射出来的电子,紫外线,(二).探究光电效应规律,3. 光电子的最大初动能只与入射光的频率有关.,1. 光强越大,单位时间内发射的光电子数越多.,2. 入射光只有大于某一频率0，,才能产生光电效应.,4.光的强度:,单位时间照射到单位面积上的光子的总能量.,I=Nh,(三).光电效应规律,4.入射光照射到金属上时,光电子的发射几乎是瞬时的,一般不超过10-9 s.,1.任何一种金属都对应一个极限频率,入射光的频率只有大于极限频率,才能产生光电效应.,2.光电子的最大初动能与入射光的强度无关,只随入射光的频率的增大而增大.,3.当入射光的频率大于极限频率时,在单位时间发射的光电子数跟入射光的强度成正比.,(四).爱因斯坦光子说,4.爱因斯坦光电效应程:,1.光子说:在空间传播的光不是连续的，而是一份一份的，每一份叫一个光量子,简称光子.光子的能量跟它的频率成正比.,2.光子能量: E=h,3.逸出功:电子逸出金属表面克服阻力做功的最小值.,（普朗克恒量：h=6.6310-34 Js）,Ek=mv2/2 = hW0,W0,Ek为光电子的初动能,能量守恒定律的表述,20、光电效应实验的装置如图所示,则下面说法中正确的是 A.用紫外光照射锌板,验电器指针会发生偏转. B.用红色光照射锌板,验电器指针也会发生偏转. C.锌板带的是负电荷. D.使验电器指针发生偏转的是正电荷.,21、某单色光照射某金属时不能产生光电效应,则下述措施中可能使该金属产生光电效应的是 A.延长光照时间 B.增大光的强度 C.换用波长较低的光照射 D.换用频率较低的光照射,光电效应条件:0,21、用绿光照射一光电管,能产生光电效应.欲使光电子从阴极逸出时的最大初动能增大,应 A.改用红光照射 B.增大绿光的强度 C.增大光电管上的加速电压 D.改用紫光照射.,最大初动能由频率决定.,22、用某种单色光照射某种金属表面，发生光电效应.现将该单色光的光强减弱，则 A.光电子的最大初动能不变 B.光电子的最大初动能减少 C.单位时间内产生的光电子数减少 D.可能不发生光电效应,单位时间发射的光电子数跟光的强度成正比,23.（07四川）两种单色光a和b，a光照射某金属时有光电子逸出，b光照射该金属时没有光电子逸出，则 A在真空中，a光的传播速度较大 B在水中，a光的波长较小 C在真空中，b光光子能量较大 D在水中，b光的折射率较小,光电效应 光本性与折射率结合,24、一细束平行光经玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的三束光,分别照射到相同的金属板a、b、c上,如图所示,已知金属板b有光电子放出,则 A.板a一定不放出光电子 B.板a一定放出光电子 C.板c一定不放出光电子 D.板c一定放出光电子,25、电键K断开时,用光子能量为2.5eV的一束光照射阴极P,发现电流表读数不为零.合上电键,调节滑线变阻器, 当电压表读数大于或等于0.60V时,电流表读数为零.由此可知阴极材料的逸出功为 A.1.9eV B.0.6eV C.2.5eV D.3.1eV,26.已知锌的逸出功是3.34eV,铯的逸出功是1.88eV,用不同频率的光分别照射铯和锌的表面而产生光电效应,可得到光电子最大初动能Ek随入射光频率变化的Ek -图. 若将二者的图线画在同一个Ek -坐标图中,用实线表示铯、虚线表示锌,则正确反映这一过程的图是,27.（03广东）. 在右图所示的光电管的实验中，发现用一定频率的A单色光照射光电管时，电流表指针会发生偏转，而用另一频率的B单色光照射时不发生光电效应，那么 ( ),A. A光的频率大于B光的频率 B. B光的频率大于A光的频率 C.用A光照射光电管时流过电流表G的电流方向是a流向b D.用A光照射光电管时流过电流表G的电流方向是b流向a,31、(04 全国) 激光散斑测速是一种崭新的测速技术，它应用了光的干涉原理。用二次曝光照相所获得的“散斑对”相当于双缝干涉实验中的双缝，待测物体的速度v与二次曝光时间间隔t的乘积等于双缝间距。实验中可测得二次曝光时间间隔t、双缝到屏之距离l以及相邻两条亮纹间距x。若所用激光波长为，则该实验确定物体运动速度的表达式是( ),双缝干涉条纹间距x= l /D,(06全国1)利用图中装置研究双缝干涉现象时，有下面几种说法： A将屏移近双缝，干涉条纹间距变窄 B将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变宽 C将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽 D换一个两缝间距较大的双缝，干涉条纹间距变窄 E去掉滤光片后，干涉