几何光学、光的本性

几何光学、光的本性高考考点73•光的折射定律、折射率全反射、临界角光导纤维光的色散电磁场、电磁波、电磁波的周期、频率、波长和波速无线电波的发射和接收79•光的干涉现象、双缝干涉、薄膜干涉80.双缝干涉现象的条纹间距与波长的关系81•光的衍射现象82.光的偏振现象83•光谱和光谱分析、红外线、紫外线、X射线、y射线以及它们的应用、光的电磁本性、电磁波谱能量量子化、光电效应、光子、爱因斯坦、光的电磁效应光的波粒子二象性、光波的概率波粒子的波粒二象性、物质波不确定性关系88激光的特性及应用（13年西城一模）用某种频率的光照射锌板，使其发射出光电子。为了增大光电子的最大初动能，下列措施可行的是增大入射光的强度 B.增加入射光的照射时间C.换用频率更高的入射光照射锌板 D.换用波长更长的入射光照射锌板（13年海淀一模）下面四种光现象，与光的干涉有关的是用光导纤维传播电磁波信号一束白光通过三棱镜形成彩色光带用透明的标准样板和单色平行光检查平面的平整度用平行光照射不透光的小圆盘，在圆盘的影的中心形成泊松亮斑（13年东城一模）下列现象中由光的干涉产生的是A.天空中出现的彩虹 B.阳光通过三棱镜形成彩色光带肥皂泡在阳光照耀下呈现彩色条纹阳光通过一条很窄的缝后在光屏上呈现彩色条纹（13年朝阳一模）在水面下同一深处的两个点光源P、Q发出不同颜色的光，在水面上P光照亮的区域大于Q光照亮的区域，下列说法正确的是P光的频率大于Q光 B.P光在水中的传播速度小于Q光若P光照射某金属能发生光电效应，则Q光照射该金属也一定能发生光电效应让P光和Q光通过同一双缝干涉装置，P光的条纹间距小于Q光

（13年石景山一模）对于同种金属，产生光电效应时，关于逸出光电子的最大初动能Ek，下列说法正k确的是Ek与照射光的强度成正比 B.Ek与照射光的波长成正比C.Ek与照射光的频率成线性关系 D.Ek与光照射的时间成线性关系（2013西城二模）关于红光和紫光，下列说法正确的是红光的频率大于紫光的频率在同一种玻璃中红光的速度小于紫光的速度用同一装置做双缝干涉实验，红光的干涉条纹间距大于紫光的干涉条纹间距当红光和紫光以相同入射角从玻璃射入空气时，若紫光刚好能发生全反射，则红光也一定能发生&（2013海淀二模）15.如图所示，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初动能增大，应该改用红光照射改用紫光照射增大光电管上的加速电压增大绿光的强度（2013丰台二模）14.如图所示，电路中所有元件完好，光照射到光电管上，灵敏电流计中没有电流通过，某同学分析可能的原因有①入射光太弱；②入射光波长太长③光照时间太短④电源正负极接反。下列选项中，均有可能的是（）①③ B.②④C.①② D.③④（2013东城二模）15.如图所示，平行厚玻璃板放在空气中，一束复色光斜射向玻璃板上表面，出射光分成a、b两束单色光。对于a、b两束光，下面说法正确的是玻璃对a光的折射率较小a光在玻璃中的传播速度较小若a、b光从同一介质斜射入真空时，a光的全反射临界角较大D.若a光照射某金属能发射出光电子，则b光照射该金属也一定能发射出光电子2014北京二模光学下列说法中正确的是光导纤维传送光信号是利用了光的全反射现象用标准平面检查光学平面的平整程度是利用了光的偏振现象门镜可以扩大视野是利用了光的干涉现象照相机镜头表面涂上增透膜，以增强透射光的强度，是利用了光的衍射现象对下列现象解释不正确的是甲.沙漠蜃景乙.彩虹丁.立体电影丙.彩色的肥皂泡甲.沙漠蜃景乙.彩虹丁.立体电影丙.彩色的肥皂泡图甲的原理和光导纤维传送光信号的原理一样图乙的原理和门镜的原理一样图丙的原理和照相机镜头表面涂上增透膜的原理一样图丁的原理和用标准平面检查光学平面的平整程度的原理一样物理学是一门以实验为基础的科学，任何理论和学说的建立都离不开实验。下面有关物理实验与物理理论或学说关系的说法中正确的是A.双缝干涉现象的发现表明光是电磁波B.光电效应实验证实了光是横波C.a粒子散射实验表明了原子具有核式结构 D.天然放射现象的发现证实了玻尔原子理论4.在实验条件完全相同的情况下，分别用红光和紫光做实验进行比较，得到四个实验结论，正确的是通过三棱镜后，红光偏折角较大在双缝干涉实验中，光屏上红光的干涉条纹间距较宽若紫光照射到某金属表面有光电子逸出，则红光照射也一定有光电子逸出A.双缝干涉现象的发现表明光是电磁波B.光电效应实验证实了光是横波C.a粒子散射实验表明了原子具有核式结构 D.天然放射现象的发现证实了玻尔原子理论4.在实验条件完全相同的情况下，分别用红光和紫光做实验进行比较，得到四个实验结论，正确的是通过三棱镜后，红光偏折角较大在双缝干涉实验中，光屏上红光的干涉条纹间距较宽若紫光照射到某金属表面有光电子逸出，则红光照射也一定有光电子逸出以相同入射角从水中射向空气，紫光能发生全反射，红光也一定能发生全反射5•水中某一深处有一点光源S,可以发出a、b两种单色光，其由水中射出水面的光路如图1所示。关于这两种单色光性质的比较，下列判断正确的是（）A.a光的频率比b光的小 B.a光的折射率比b光的大C.a光在水中的传播速度比b光的小 D.a光在水中的波长比b光的小卜列情况不可6.如图所示，将一个半圆形玻璃砖置于空气中，当能发生的是OO束单色光入射到玻璃砖的圆心O时,7•下列四种现象中与光的干涉有关的是BA.雨后空中出现彩虹B.肥皂泡的表面呈现彩色C.C.一束白光通过三棱镜后形成彩色光带2014年北京一模光学一束单色光从真空斜射向某种介质的表面，光路如图所示。下列说法中正确的是A.此介质的折射率等于1.5 B.此介质的折射率等于＜2C.入射角小于45°时可能发生全反射现象 D.入射角小于30°时可能发生全反射现象：30I关于红光和绿光，下列说法正确的是红光的频率大于绿光的频率在同一玻璃中红光的速率小于绿光的速率用同一装置做双缝干涉实验，红光的干涉条纹间距大于绿光的干涉条纹间距当红光和绿光以相同入射角从玻璃射入空气时，若绿光刚好能发生全反射，则红光也一定能发生全反射3•两束不同频率的单色光a、b以相同的入射角从空气射入水中，发生了如图所示的折射现象（a＞〃）。下列说法中正确的是光束b的频率比光束a的频率低相同条件下b光的双缝干涉条纹间距比a光的大光束b在水中的传播速度比光束a在水中的传播速度大若a光照射某金属能发生光电效应，则b光照射该金属也能发生光电效应如图所示的4种明暗相间的条纹，是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样以及黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样（黑色部分表示亮纹）。则在下面的四个图中，哪个图是蓝光形成的干涉图样IIIIIIIIA光形成的干涉图样IIIIIIIIAmuBminmuC D一束单色光由玻璃斜射向空气，下列说法正确的是A.A.波长一定变长C.传播速度一定变小频率一定变小D.—定发生全反射现象AAAA右图为双缝干涉的实验示意图，光源发出的光经滤光片成为单色光，然后通过单缝和双缝，在光屏上出现明暗相间的条纹。若要使干涉条纹的间距变大，在保证其他条件不变的情况下，可以将光屏移近双缝更换滤光片，改用波长更长的单色光增大双缝的间距将光源向双缝移动一小段距离

、光的折射1•光的折射：光由一种介质射入另一种介质时，在界面上将发生光路改变的现象叫光的折射.2•光的折射定律：折射光线在入射光线和法线所决定的平面内，折射光线和入射光线分居在法线两侧，入射角的正弦与折射角的正弦之比是一个常数：沁=n.n叫做这种介质的折射率.sinr折射率是反映介质光学性质的物理量，它的大小由介质本身决定，同时光的频率越高，折射率越大。而与入射角、折射角的大小无关.例如：n红n紫红 紫折射率与光速的关系:介质的折射率等于光在真空中的速度与在该介质中的速度之比，即n=c/v说明：（1）由n=c/v可知，任何介质的折射率都 1.（填“大于”“小于”“等于”）⑵由n=sini和n=c，当光由真空（或空气）射入某种介质时，入射角 折射角；sinr v当光由介质射入真空（或空气）时，入射角 折射角.（填“大于”“小于”“等于”）⑶两种介质相比较，折射率较大的介质叫 介质，折射率较小的介质叫 介质.二、 全反射和临界角1•全反射：当光线从 介质射到 介质的界面上时，若入射角大于临界角，则折射光线消失，只产生反射的现象叫全反射.2•临界角：折射角等于900时的入射角叫临界角•显然，临界角是一种特殊的入射角•当光线从某介质射入真空（或空气）时，其临界角的正弦值为sinC=1=v.nc产生全反射的条件是： ⑴光从光密介质射向光疏介质； ⑵入射角大于或等于临界角.注意：发生反射时，不一定发生折射，如：全反射时无折射；发生折射时，却一定存在反射。三、 棱镜、光的色散棱镜的色散：如图5-1所示,一束白光，经棱镜色散后在屏上形成彩色光带 ，其中a为色光,b色光.不同色光在同一介质中的折射率大小关系为 n n紫红 紫棱镜对光线的折射:总是向 （顶角，底边）偏转.3•色散的实质是由于各种色光在同一介质中传播的速率不同，或同一介质对不同色光的折射率不同•那么在同一介质中各色光的临界角C也不一样.在同一介质中，频率越高的光，其传播速度越小，折射率越大.用折射定律分析光的色散现象（1） 光的频率由光源决定，与介质无关；光的传播速度由介质决定。c（2） 同一介质中，频率越大的光折射率越大.再应用n二-等知识，就能准确而迅速判断有关色光在介质v中的传播速度、入射光线与折射光线偏折程度等问题.

四、光的干涉现象：符合一定条件的相干光在相遇时出现了稳定相间的加强区和减弱区域.2•相干条件：两束光 相同， 一致， 恒定（步调差恒定）.双缝干涉：（杨氏双缝实验）TOC\o"1-5"\h\z（1）光的干涉现象中，产生明条纹的条件 ，产生暗条纹的条件 .⑵图象特点：中央为 条纹（明、暗），两边等间距的对称分布着明暗相间条纹•如果用白光做干涉实验,则产生 .光的干涉现象证明了 .（3）双缝干涉现象的应用:求波长或频率.根据公式Ax= 九得波长入= ，其中△X是 ;L是 ;d .d薄膜干涉（等厚干涉）⑴相干光源的由来：利用薄膜（如肥皂泡液膜）前后两表面的射光束相遇而形成干涉现象.⑵图象特点:同一条亮（或暗）条纹上所对应薄膜厚____.（“相等”、“不相等”）单色光在肥皂膜上（上薄下厚）形成 状明暗相间条纹。（“水平”、“竖直”）如果是白光，则形成 。5•光的干涉的应用：（1）检查平面光洁度:如图1-2所示，用 色光，入射光从 层的上下两表面反射出两列光波，于是根据 射光的干涉条纹的弯曲形状可以判断被测表面平整情况.（2）增透膜:当薄膜的厚度是入射光在 中波长的 倍时,在薄膜的两个面上反射的光，路程差恰好等于半个波长的奇数倍，因而 。五、光的衍射现象：光偏离直线传播绕过障碍物进入阴影区域里的现象.产生条件：障碍物或孔的尺寸与波长可比（相差不多）.由于可见光波波长较小，所以光的衍射需在特定的条件下才能被明显观察到.3•单缝衍射：图象特点：中央条纹最宽最亮，两侧为不等间隔的明暗相间的条纹（白光入射为彩色条纹）.4.单孔衍射:对单色光，产生的是 ；对白光，产生的是 .5•障碍物衍射:光通过障碍物后,会使影的轮廓 ，出现 的条纹.6.泊松亮斑:光的衍射现象的特殊表现.现象:在不透明圆板的阴影—，有一个亮斑•泊松亮斑的发现进一步证明了光的—理论的正确性.六、光的偏振1•光是横波：是电磁波，场强E和磁感强度B的振动方向均与波传播的方向垂直.所以光有偏振现象.自然光:在光波传播方向垂直的平面内光振动（指E的振动）沿各个方向振动强度都相同的光.如由太阳、电灯等普通光源发出的光.偏振光：在光波传播方向垂直的平面内，只有沿着某一个特定方向振动的光.如自然光经一偏振片作用后的光，再如自然光射到两介质分界面时同时发生反射和折射（反射角和折射角和为900时），反射光线和折射光线是光振动方向互相垂直的偏振光.七、光的电磁说 电磁波谱1•光的电磁说.以前光的波动理论是把光看成类似 波,19世纪60年代，英国的物理学家 提出了光的电磁说,内容是 .1888年, 用实验证实了其理论的正确性.在电磁波谱中，各种电磁波按频率由小到大的顺序依次为 红外线的最显著的作用就是 .红外线遥感是指利用灵敏的红外线探测器接收物体发出的红外线，可以探知被探物体的特征。红外线还可以用于遥控，例如：遥控式电视机、录象机。紫外线的最显著的作用就是 .此外还有 和 ，目前主要用于 。伦琴射线也叫 ，它的主要本领是 ，它可通过阴极射线射到 上的方式产生，实质是原子—层电子受激发而产生的。目前医学上主要用于 .在各种电磁波中，最容易产生干涉和衍射现象的是 ,穿透能力最强的是 电磁波谱种类无线电波红外线可见光紫外线伦琴射线Y射线频率低一高产生机理振荡电路自由电子的动原子外层电子受到激发原子内层电子受到激发原子核受到激发特性波动性强热作用强能使人类产生视觉化学作用、荧光作用、杀伤作用穿透作用强穿透作用最强用途通讯、广播、导航等加热、烘干、医疗、遥测遥感照明、照相、加热等感光技术、日光灯、杀菌消毒等工业探伤、医学透视治疗等工业探伤、医用治疗等

八、 光电效应1.光电效应物体经光(包括 )照射下物体发出 的现象。发射出的电子称为 .2•光子说德国物理学家 提出，内容为：光是一份