第十六章光的本性

【光的本性】（十六）高考复习(牛顿)微粒说(惠更斯)波动说德布罗意的波粒二象性学说一、光的发展史:麦克斯韦电磁说爱因斯坦光子说二、光的波动性：1、光的干涉频率相同，振动情况相同的两列波。干涉条件：①双缝干涉：获得方法：把一个光源发出的光分成两列光单色光源在屏上出现明暗相间的等距干涉条纹。中央为亮条纹⊿r相邻两亮（或暗）条纹间距：复色光干涉，彩色条纹，中间是本色。白色光干涉，彩色条纹，中间是白色。例题1：(97全国)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(只能透过红光)，另一缝前放一绿色滤光片(只能透过绿光)，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c②薄膜干涉：原理：薄膜的前后表面反射回的两列波发生干涉。薄膜厚度不同，不同位置两列波光程差不同，形成明暗条纹。白光——彩色条纹应用：（1）检查工件表面平整度a、空气薄膜；b、在空气膜上下表面反射的波发生干涉c、条纹平行则表面平整；不平行则表面不平。凹凸（2）增透膜：a、增强透射光，减弱反射光

b、要求增透膜的厚度是入射光在薄膜介质中波长的四分之一c、涂有增透膜的光学镜头呈淡紫色

例题2：如图中所示是用于干涉法检查某块厚玻璃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的下表面

D.a的下表面和b的上表面D例题3：(03上海)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。干涉条纹有如下特点：⑴任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等；⑵任意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定。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

A图1（俯视图）图2光发生明显衍射的条件：障碍物或孔、缝的尺寸比光的波长小，或与波长差不多。①单缝衍射：明暗相间不等间距的条纹，中央亮纹宽而亮．缝越窄，波长越长，衍射越明显。白光衍射，彩色条纹，中央白色2、光的衍射：光能绕过障碍物传播的现象。②圆孔衍射：明暗相间、同心圆环、中间亮斑（最亮最大）③圆盘衍射：明暗相间、同心圆环、泊松亮斑3、光的偏振：说明光是一种波，而且是一种横波。例题3B：(

07全国卷Ⅱ)如图，P是偏振片，P的透振方向（用带有箭头的实线表示）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45°角振动的光P光束ABD偏振现象分析：例题4：(00上海)如图所示为单色光源发出的光经一狭缝照射到光屏上，可观察到的图像是（）A例题5：（01上海）图中A、B两幅图是由单色光分别射到圆孔而形成的图像，其中图A是光的____（填干涉或衍射）图像。由此可以判断出图A所对应的圆孔的孔径____（填大于或小于）图B所对应的圆孔的孔径。答案衍射，小于无线电波微波红外线可见光紫外线伦琴射线γ射线λ

f

产生机理特性

用途波长越长，越容易干涉和衍射。如：无线电波。逐渐减小逐渐增大LC回路中的电磁振荡原子外层电子受激发原子内层电子受激发原子核受激发波动性强热效应引起视觉化学作用荧光效应杀菌贯穿作用强贯穿本领最强广播通讯无线电技术微波炉加热探测温度遥控遥感照明摄影感光技术帮助吸收钙质消毒透视探伤化疗探伤3、光的电磁说：①不同色光(电磁波)在真空中的速度相同为C②不同色光(电磁波)对同种介质的折射率不同；频率越高折射率越大；频率越高在介质中的速度越小；电磁波的传播规律：例题6：(99全国)一束单色光，在真空中波长为6.00×10-7m,射入折射率为1.50的玻璃中，它在此玻璃中的波长为

m，频率是

Hz。(真空中的光速是3.00×108m/s)4.00×10-7m;5.00×1014Hz例题8：(04江苏)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C例题7：下列说法中正确的是()A、真空中红光的波长比紫光的小；B、玻璃对红光的折射率比对紫光的大；C、在玻璃中红光的传播速度比紫光的大；D、在真空中红光的速度比紫光的速度大；C例题9：(00全国)图5所示为X射线管的结构示意图，E为灯丝电源，要使射线管发出X射线，须在K、A两电极间加上几万伏的直流高压。下列说法中正确的是()A.高压高源正极应接在P点，X射线从K极发出

B.高压高源正极应接在P点，X射线从A极发出

C.高压高源正极应接在Q点，X射线从K极发出

D.高压高源正极应接在Q点，X射线从A极发出DX射线的产生方法：高速电子撞击固体表面；1、在光的照射下物体发射电子的现象，叫做光电效应。2、发射出来的电子叫做光电子，光电子形成的电流叫光电流。验电器弧光灯锌板三、光的粒子性：

光电效应：3、光电效应的规律：①各种金属都存在极限频率，只有当入射光的频率大于极限频率时，才能产生光电效应。②光电子的最大初动能与入射光强度无关，只随入射光频率增大而增大。③光电效应的发生几乎是瞬时的。④当入射光的频率大于极限频率时，光电流的强度与入射光的强度成正比。例题10：（97上海）如图所示，一静电计与锌板相连，在A处用一弧光灯照锌板，关灯后指针保持一定偏角。(1)现用一带负电的金属小球与锌板接触，则静电计指针偏角将____。（增“增大”“减小”或“不变”）(2)使静电计指针回到零，再用相同强度的钠灯发出的黄光照射锌板，静电计指针无偏转，那么，若改用强度更大的红外线照射锌板，可观察到静电计指针____（填“有”或“无”）偏转。

答案(1)减小，(2)无例题11：用绿光照射一光电管，能产生光电流，现欲使光电子从阴极逸出时的最大初动能增大，下列哪种措施是正确的（）

A、改用红光照射B、增大绿光的强度

C、增加光照时间D、改用紫光照射D例题12：(06上海)利用光电管产生光电流的电路如图所示，电源的正极应接在

端(填“a”或“b”)；若电流表读数为8μA，则每秒从光电管阴极发射的光电子至少是

个(已知电子的电荷量为1.6×10-19C)a，5×1013

4、光子说：（爱因斯坦）②一个光子的能量E跟光的频率成正比。①在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光子；h=6.63×10-34J·sh是普朗克常量说明：（1）每个光子的能量E只决定于光的频率；（2）(在频率不变的情况下)光强弱的不同，是由于单位时间内发射光子数的多少不同。逸出功若光子的能量恰好等于逸出功：极限频率只与金属有关发生光电效应的条件：入射光的频率大于极限频率。(用波长表述？)5、光电效应方程：光电子的最大初动能与金属有关光子能量使电子脱离某种金属所做功的最小值。

[i]B补充例题：某光电管的阴极是用金属钾制成的，它的逸出功为2.21eV，用波长为2.5×10-7m的紫外线照射阴极，已知真空中光速为3.0×108m/s，元电荷为1.6×10-19C，普朗克常量为6.63×10-34Js，求得钾的极限频率和该光电管发射的光电子的最大初动能应分别是：（）A5.3×1014HZ，2.2JB5.3×1014HZ，4.4×10-19JC3.3×1033HZ，2.2JD3.3×1033HZ，4.4×10-19JB康普顿效应总结：波动性粒子性光的干涉光的衍射光电效应其余现象为波和粒子所共有．偏振现象四、光的波粒二象性光是一种波，也是一种粒子，具有波粒二象性。光波是概率波大量光子显示波动性，个别光子显示粒子性。低频光子易显波动性，高频光子易显粒子性。物质波：(波粒二象性的另一体现)任何一个运动着的物体都有一种波与它对应，波长是：这种波叫物质波也叫德布罗意波.例题13：（05年天津）现用电子显微镜观测线度为d的某生物大分子的结构。为满足测量要求，将显微镜工作时电子的德布罗意波长设定为d/n，其中n＞1。已知普朗克常量h、电子质量m和电子电荷量e，电子的初速度不计，则电子显微镜工作时电子的加速电压应为（）D五、激光的特性及应用:相干性好：通讯；干涉光源平行度好：长距离精确测量亮度高：加工坚硬材料(2007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．光在同种介质中沿直线传播D．光的偏振现象说明光是纵波B高考题赏析(2005北京)在下列各组的两个现象中都表现出光具有波动性的是()A．光的折射现象．色散现象;B．光的反射现象．干涉现象;C．光的衍射现象．偏振现象;D．光的直线传播现象．光电效应现象;C(2007四川)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