光的本性復(fù)習(xí)

1、光的本性復(fù)習(xí) 光的干涉和衍射是波特有的現(xiàn)象。光的干涉和衍射是波特有的現(xiàn)象。 第二十一章第二十一章 光的波動性光的波動性 1、光的干涉：、光的干涉：兩列相干光相疊加， 某些區(qū)域的光被加強，某些區(qū)域的 光被減弱，且加強區(qū)與減弱區(qū)互相 間隔的現(xiàn)象叫光的干涉現(xiàn)象。 一、光的干涉一、光的干涉 相干光的條件：相干光的條件：頻率相同，振動方 向相同，振動步調(diào)相同或有恒定差 別。 相干光的產(chǎn)生：相干光的產(chǎn)生：一個光源發(fā)出的光 分成兩束。（分光法） 雙縫干涉和薄膜干涉。 2 2、雙縫干涉、雙縫干涉 （1 1）雙縫干涉條紋特點：）雙縫干涉條紋特點： 明暗相間的條紋；明暗相間的條紋； 相鄰的亮條紋等間距，相鄰的暗條

2、紋等相鄰的亮條紋等間距，相鄰的暗條紋等 間距，而且間距相等；間距，而且間距相等； 兩縫中垂線與屏幕相交的位置是亮條紋兩縫中垂線與屏幕相交的位置是亮條紋 （中央亮紋）（中央亮紋） （1 1）到兩縫的光程差）到兩縫的光程差=r r2 2- - r r1 1 = = n n 時，時， 出現(xiàn)亮條紋（出現(xiàn)亮條紋（ n n =0 =0、1 1、2 2、3 3） 位置：位置：x=l x=l k k/d /d ( (k k=1=1、2 2、3 3 ） （2 2）到兩縫的光程差）到兩縫的光程差= = r r2 2- - r r 1 1= =（2 2 n n +1 +1） /2 /2時，出現(xiàn)暗條紋（時，出現(xiàn)暗條紋

3、（ n n =0 =0、1 1、2 2、3 3） 位置：（位置：（2 2k k+1)/(2d)(+1)/(2d)(k k=1=1、2 2、3 3 ） (3)(3)相鄰兩條紋間距：相鄰兩條紋間距：x x= =L L /d /d (2)(2)雙縫干涉的規(guī)律：雙縫干涉的規(guī)律： （1 1）從薄膜兩表面反射的光波是相干光 波，相干光波疊加后形成彩色條紋，由 于重力作用，薄膜厚度不同，因而反射 光波存在光程差，在單色光照射下，看 到明暗相間的條紋，在白光照射下，呈 現(xiàn)彩色條紋。 用干涉法檢查平面用干涉法檢查平面 干涉條紋向空氣劈尖彎曲，該處凹陷； 干涉條紋向墊片彎曲，該處凸起。 3 3、薄膜干涉、薄膜干涉

4、 （2）應(yīng)用：）應(yīng)用： 利用薄膜干涉，在透鏡表面涂一層 薄膜（常用氟化鎂）當(dāng)膜厚為透射 光在膜中波長1/4時，薄膜兩表面 反射光，光程差為1/2 ，互相抵消， 減小反射光，增強透射光。 a. a.使用原因：使用原因： 增透膜 b. b.原理：原理： 增加透射光，減少反射光。 例例11用白光源做雙縫干涉的實驗， 在光屏上除中央是白光條紋外， 其兩側(cè)為彩色條紋的原因是（ ） A、由于各色光的強度不同； B、由于各單色光速度不同； C、這是白光色散的結(jié)果； D、白光是復(fù)色光，而各單色光的 波長不同。 例例22利用同一裝置，在相同條件下先后 用紅光和紫光進行雙縫干涉實驗。得到 紅光和紫光的干涉條紋，以

5、下說法正確 的是（ ） A、紅光干涉條紋間距較大，表明紅光頻 率較高； B、紫光干涉條紋間距較大，表明紫光頻 率較高； C、紅光干涉條紋間距較大，表明紅光頻 率較高； D、紫光干涉條紋間距較大，表明紫光頻 率較高； 例例3如圖所示，是用干涉法檢 查某塊厚玻璃板的上表面是 否平的裝置，所用的單色光 是用普通光源加濾光片產(chǎn)生 的，檢查中所觀察到的干涉 條紋是由下列哪兩個表面反 射光線疊加而成的（ ） 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。 a b 思考： 哪個平面為被 檢查平面？如 干涉條紋圖所 示則說明玻璃 平

6、面如何？ C 例例4關(guān)于電磁波譜下列說法正確的是 （ ） A、射線的頻率一定大于X射線的頻率； B、紫外線的波長一定小于紅外線波長； C、若某紫外線能使一金屬發(fā)生光電效應(yīng)， 則所有的X射線均可使該金屬發(fā)生光電效 應(yīng)。 D、紫外線光子的能量較大，它是原子內(nèi) 層電子受激發(fā)而產(chǎn)生的。 例例5已知綠光的頻率為v，增透膜對綠光 的折射率為n，則增透膜的厚度應(yīng) 取 。（光在真空中的速度為c） 二、光的衍射：二、光的衍射： 1 1、光通過障礙物（孔、縫、物體 邊緣）出現(xiàn)偏離直線傳播的現(xiàn)象。 發(fā)生明顯衍射的條件：發(fā)生明顯衍射的條件： 障礙物（孔、縫、障礙物）的尺寸 跟波長相差不大或者比波長小。 （1）中央條紋

7、亮而寬； （2）兩側(cè)條紋具有對稱性，亮紋寬度 變窄，亮度減?。?（3）波長一定時，單縫窄的中央亮紋 寬，條紋間距大；單縫不變時，光波 波長長的中央條紋寬，間距大。 （4）白光的單縫衍射條紋為白色亮紋， 兩側(cè)為彩色條紋，且內(nèi)側(cè)呈紅色，靠 近光源內(nèi)側(cè)為紫色。 2 2、單縫衍射條紋的特征：、單縫衍射條紋的特征： 例例6在用單色平行光照射單縫觀察衍 射現(xiàn)象的實驗 中，下列哪些說法是 正確的（ ） A、縫越窄，衍射現(xiàn)象越顯著； B、縫越寬，衍射現(xiàn)象越顯著； C、照射光的波長越長，衍射現(xiàn)象越 顯著； D、照射光的頻率越高，衍射現(xiàn)象越 顯著。 幾種常見的衍射圖樣（圓孔衍射、泊幾種常見的衍射圖樣（圓孔衍射、泊

8、 松亮斑）松亮斑） 無線電波、紅外線、可見光、紫外 線、倫琴射線、 射線等合起構(gòu)成 了電磁波譜。 三、電磁波譜：三、電磁波譜： 頻率頻率v由小到大；波長波長由大到小 （根據(jù)c= v ）；折射率折射率由小到 大；同一種介質(zhì)中的傳播速度傳播速度 （依據(jù)n n=c/ v v)由大到?。还庾幽芄庾幽?量量（根據(jù)E E=h v ) 由小到大。 1 1、電磁波譜特點：、電磁波譜特點： 振蕩電路中電子的周期性運動。 原子內(nèi)層電子受激發(fā)后產(chǎn)生的 原子外層電子受激發(fā)后產(chǎn)生的 無線電波：無線電波： 紫外線、可見光、紅外線：紫外線、可見光、紅外線： 射線：射線： 倫琴射線：倫琴射線： 原子核受激發(fā)產(chǎn)生的 產(chǎn)生機理產(chǎn)

9、生機理 2 2、 3、不同電磁波的特性：、不同電磁波的特性： 無線電波：無線電波： 易發(fā)生干涉和衍射 紅外線：紅外線：有顯著的熱作用 引起視覺作用可見光：可見光： 紫外線：紫外線：顯著的化學(xué)作用 倫琴（倫琴（X）射線：）射線：穿透作用很大 射線：射線：穿透作用更強。 電磁波的特征電磁波的特征 如圖為X射線管的結(jié)構(gòu)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直流高壓，則（ ） A、高壓電源正極 E KA PQ 特點：相干性好；平行度好；亮特點：相干性好；平行度好；亮 度高；度高； 四、光的偏振四、光的偏振 證明了光是橫波證明了光是橫波 應(yīng)用：照相機鏡頭；立體電應(yīng)用

10、：照相機鏡頭；立體電 影；防眩鏡。影；防眩鏡。 五、激光五、激光 第二十二章第二十二章 量子論初步量子論初步 （1）每種金屬都存在一個極限頻率 （極限波長）只有入射光的頻率大 于極限頻率時才發(fā)生光電效應(yīng)。 （2）光電子的最大初動能與入射光 頻率有關(guān)與強度無關(guān)。 （3）光電效應(yīng)的發(fā)生幾乎是瞬時的； （4）光電流與入射光的頻率成正比。 一、光電效應(yīng)規(guī)律： E=hv-W （1 1）個別光子的行為呈現(xiàn)為粒子性，）個別光子的行為呈現(xiàn)為粒子性， 大量光子連續(xù)行為，呈現(xiàn)為波動性；大量光子連續(xù)行為，呈現(xiàn)為波動性； （2 2）波長較短時呈現(xiàn)為粒子性，波）波長較短時呈現(xiàn)為粒子性，波 長較長時呈現(xiàn)波動性。長較長時呈現(xiàn)波動性。 光電效應(yīng)的解釋：光電效應(yīng)的解釋： 光子說（E=hv) 計算：計算： 愛因斯坦光電效應(yīng)方程：愛因斯坦光電效應(yīng)方程： 二、光的波粒二象性二、光的波粒二象性 光是概率波光是概率波 例例7用紅光照射光電管陰極發(fā)生光電效 應(yīng)時，光電子最大初動能為EK1 ，光電 流為I1 ，若改用強度相同的紫光照射同 一光