高中物理競(jìng)賽-波動(dòng)光學(xué)

1、NON r入射光線入射光線折射光線折射光線12nniirir12vvptpnpi ptpnptpnp p 12sinsinvirv 楊氏雙縫干涉楊氏雙縫干涉光程差等于波長(zhǎng)整數(shù)倍時(shí)，兩列光波疊加加強(qiáng)光程差等于波長(zhǎng)整數(shù)倍時(shí)，兩列光波疊加加強(qiáng)明條紋明條紋光程差等于半波長(zhǎng)奇數(shù)倍時(shí)，兩列光波疊加減弱光程差等于半波長(zhǎng)奇數(shù)倍時(shí)，兩列光波疊加減弱暗條紋暗條紋Lxd 分波前干涉分波前干涉 把來(lái)自單一頻率光源的同一波前設(shè)法分開(kāi)把來(lái)自單一頻率光源的同一波前設(shè)法分開(kāi)（子波）并造成光程差從而引起干涉（子波）并造成光程差從而引起干涉. E ES1S2SP 中央亮紋中央亮紋Q1第第1暗紋暗紋Q1 第第1暗紋暗紋P1第第1亮

2、紋亮紋P1第第1亮紋亮紋PS1S2Oxr1r2ldD21sinlrrd 能觀察到干涉條紋的情況下能觀察到干涉條紋的情況下總是很小，則總是很小，則 sintanxdddD ,0,1,2,DxkxddkDk 21221,1,2,32DxkkxdkdD QASS1S2ASA AEE min1iAnA min min 21db nA 21Dxb nA bDS1S2SM1M2EE 2 rCr2dr D2Dxr SS1EE M若若S與平面鏡距離為與平面鏡距離為d,與屏距離為與屏距離為D,則則2Dxd SOOff 將焦距為將焦距為f凸透鏡切分成上下兩半，沿主軸拉開(kāi)距離凸透鏡切分成上下兩半，沿主軸拉開(kāi)距離f，

3、如圖所，如圖所示，點(diǎn)光源示，點(diǎn)光源S置于透鏡主軸上離左半個(gè)透鏡置于透鏡主軸上離左半個(gè)透鏡f處，該裝置可演示兩束光的干涉現(xiàn)處，該裝置可演示兩束光的干涉現(xiàn)象畫(huà)出點(diǎn)光源象畫(huà)出點(diǎn)光源S經(jīng)上、下兩半透鏡后的光束，并用斜線畫(huà)出兩束光發(fā)生干涉經(jīng)上、下兩半透鏡后的光束，并用斜線畫(huà)出兩束光發(fā)生干涉的區(qū)域的區(qū)域 SudD/2D/2111vufuv由由由幾何關(guān)系得由幾何關(guān)系得12S SxvxDd 119x 如圖所示，一個(gè)會(huì)聚透鏡的直徑如圖所示，一個(gè)會(huì)聚透鏡的直徑D5 cm，焦距，焦距f50 cm沿其直沿其直徑分成兩半，再分開(kāi)相距徑分成兩半，再分開(kāi)相距d5 mm，點(diǎn)光源，點(diǎn)光源S到到透鏡距離透鏡距離u1 m作圖并計(jì)算

4、離透鏡多遠(yuǎn)處可以觀察到干涉條紋？作圖并計(jì)算離透鏡多遠(yuǎn)處可以觀察到干涉條紋？（透鏡兩半之間空隙被遮蓋）（透鏡兩半之間空隙被遮蓋） xS1S2S1S2ODS 如圖所示雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中如圖所示雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中 A. 若把單縫若把單縫S從雙縫從雙縫S1、S2中心軸位置稍微上移，屏上中央亮紋位置略下移中心軸位置稍微上移，屏上中央亮紋位置略下移 B. 若只減小雙縫若只減小雙縫S1、S2間的距離，條紋間距將增大間的距離，條紋間距將增大 C. 若只在兩條狹縫與屏之間插入一塊兩面平行的玻璃磚，條紋間距將減小若只在兩條狹縫與屏之間插入一塊兩面平行的玻璃磚，條紋間距將減小 D. 若只把紅光照射改用綠光照射，條紋間距將增

5、大若只把紅光照射改用綠光照射，條紋間距將增大 ABC 薄膜干涉薄膜干涉分振幅干涉分振幅干涉利用同一入射光波的振幅（光強(qiáng)）通過(guò)兩個(gè)表面利用同一入射光波的振幅（光強(qiáng)）通過(guò)兩個(gè)表面的先后反射加以分解且形成光程差而引起的干涉的先后反射加以分解且形成光程差而引起的干涉. cot2x 4 34 x 等厚干涉等厚干涉 cot2x 4 34 x C 如圖所示，用干涉法檢查工件表面的質(zhì)量，產(chǎn)生的如圖所示，用干涉法檢查工件表面的質(zhì)量，產(chǎn)生的干涉條紋是一組平行的直線若劈尖的上表面向上平移一小段距干涉條紋是一組平行的直線若劈尖的上表面向上平移一小段距離，如圖所示，則干涉條紋離，如圖所示，則干涉條紋 A. 間距變大，略

6、向左移間距變大，略向左移 B. 間距變小，略向右移間距變小，略向右移 C. 間距不變，略向左移間距不變，略向左移 D. 間距不變，略向右移間距不變，略向右移； 相鄰兩明紋間距相鄰兩明紋間距2LxD 4.295mm29x 728.880 5893 10mm4.2952229LDx 如圖所示，為了測(cè)量金屬絲的直徑，把金屬絲夾在兩塊平玻如圖所示，為了測(cè)量金屬絲的直徑，把金屬絲夾在兩塊平玻璃板之間，使空氣層形成劈尖如用單色光垂直照射，就得到等厚干涉條紋測(cè)璃板之間，使空氣層形成劈尖如用單色光垂直照射，就得到等厚干涉條紋測(cè)出干涉條紋間的距離，就可以算出金屬絲的直徑某次的測(cè)量結(jié)果為：?jiǎn)紊獠ǔ龈缮鏃l紋間的距

7、離，就可以算出金屬絲的直徑某次的測(cè)量結(jié)果為：?jiǎn)紊獠ㄩL(zhǎng)長(zhǎng)5893，金屬絲與劈尖頂點(diǎn)間的距離，金屬絲與劈尖頂點(diǎn)間的距離L28.880 mm，30條明條紋間的距離條明條紋間的距離為為4.295 mm，求金屬絲的直徑，求金屬絲的直徑D L57.5 m 如圖所示，在一塊平玻璃片如圖所示，在一塊平玻璃片B上，放一曲率半徑為上，放一曲率半徑為R的平凸透鏡的平凸透鏡A，在，在A、B之之間形成空氣薄層，當(dāng)平行光垂直射向平凸透鏡時(shí)，可以觀察到透鏡表面出現(xiàn)間形成空氣薄層，當(dāng)平行光垂直射向平凸透鏡時(shí)，可以觀察到透鏡表面出現(xiàn)以接觸點(diǎn)以接觸點(diǎn)O為中心的許多同心環(huán)，稱(chēng)為牛頓環(huán)為中心的許多同心環(huán)，稱(chēng)為牛頓環(huán)確定形成牛頓環(huán)的

8、明、暗環(huán)處空氣層厚度確定形成牛頓環(huán)的明、暗環(huán)處空氣層厚度e適合的條件，入射光波長(zhǎng)為適合的條件，入射光波長(zhǎng)為；確定明、暗環(huán)的半徑確定明、暗環(huán)的半徑r 在接觸處是明紋還是暗紋？在接觸處是明紋還是暗紋？ erRCAB、形成牛頓環(huán)的明、暗環(huán)處，空氣層厚度、形成牛頓環(huán)的明、暗環(huán)處，空氣層厚度e應(yīng)滿(mǎn)應(yīng)滿(mǎn)足的條件為：足的條件為： 2211,2,3,2ekk 明環(huán)明環(huán)暗環(huán)暗環(huán)20,1,2,ekk 、由圖所示幾何關(guān)系得：、由圖所示幾何關(guān)系得： 22eRRr 明環(huán)半徑明環(huán)半徑 212rkR 暗環(huán)半徑暗環(huán)半徑rkR 考慮半波損考慮半波損失失, ,在接觸處是在接觸處是暗斑暗斑 在白光下觀察厚度為在白光下觀察厚度為5.

9、210-5 cm的透明薄膜，白光的入射角（即與平面法線的夾的透明薄膜，白光的入射角（即與平面法線的夾角）為角）為31，薄膜的折射率為，薄膜的折射率為1.35試求在可見(jiàn)光譜（試求在可見(jiàn)光譜（380 nm780 nm）中，哪）中，哪些波長(zhǎng)的光將在反射中消失？并預(yù)測(cè)薄膜在反射光下顏色些波長(zhǎng)的光將在反射中消失？并預(yù)測(cè)薄膜在反射光下顏色 如圖，在反射中消失的光，是因?yàn)槿肷涞奖∧ど媳砻嫒鐖D，在反射中消失的光，是因?yàn)槿肷涞奖∧ど媳砻鍭點(diǎn)的光點(diǎn)的光束，一部分被反射，另一部分折射入膜內(nèi)，在下界面束，一部分被反射，另一部分折射入膜內(nèi)，在下界面B處被反射處被反射并從上界面并從上界面C點(diǎn)射出，光線點(diǎn)射出，光線DC也在

10、也在C處反射，兩光疊加減弱而致處反射，兩光疊加減弱而致. 2222 tansin21cos/ddrikrnidirABCD膜厚度膜厚度d=520nm，造成兩相干光的相差若滿(mǎn)足下式，反射光，造成兩相干光的相差若滿(mǎn)足下式，反射光將消失：將消失： sinsininr 而而 2sin121ikdnn 1297.8380nmnm780nm1k K=1時(shí)時(shí)1648.9nm K=2時(shí)時(shí)2432.6nm 膜的顏色呈黃綠色膜的顏色呈黃綠色2sin312 1.35 5201nm1.1297.83nm5 等傾干涉等傾干涉 如圖所示，薄膜的兩個(gè)界面如圖所示，薄膜的兩個(gè)界面OM和和ON構(gòu)成尖劈，尖劈的夾角構(gòu)成尖劈，尖劈

11、的夾角較小，光源較小，光源S離劈較離劈較近證明光源近證明光源S發(fā)出的光經(jīng)界面發(fā)出的光經(jīng)界面OM和和ON反射后產(chǎn)生的干涉條紋是以反射后產(chǎn)生的干涉條紋是以O(shè)為圓心、為圓心、以以r為半徑的圓為半徑的圓 P1Or PSMNABP2 lPBABPA 2 2 sin210,1,2,2rkk 干涉條紋滿(mǎn)足干涉條紋滿(mǎn)足 明條紋是以明條紋是以O(shè)為圓心、半徑為為圓心、半徑為 210,1,2,4sinrkk 明明的同心圓的同心圓； 1,2,3,2sinkrk 暗暗暗條紋是以暗條紋是以O(shè)為圓心、半徑為為圓心、半徑為的同心圓的同心圓； 211 22 sinPB AB PA PPr 干涉條紋滿(mǎn)足干涉條紋滿(mǎn)足 2 sin1

12、,2,3,rkk 等傾干涉等傾干涉 如圖所示，在玻璃基底上涂?jī)蓪颖∧?，它們的厚度分別用如圖所示，在玻璃基底上涂?jī)蓪颖∧ぃ鼈兊暮穸确謩e用t1和和t2表示空氣，兩層表示空氣，兩層膜以及玻璃的折射率依次為膜以及玻璃的折射率依次為n0，n1，n2，n3，且滿(mǎn)足，且滿(mǎn)足n0n1n2n3波長(zhǎng)為波長(zhǎng)為的的單色光垂直入射，已知在三個(gè)界面處反射后所得三束光振幅相等為了使反射光單色光垂直入射，已知在三個(gè)界面處反射后所得三束光振幅相等為了使反射光的總強(qiáng)度為零，必須適當(dāng)選擇所涂薄膜的厚度的總強(qiáng)度為零，必須適當(dāng)選擇所涂薄膜的厚度t1和和t2試求試求t1的最小值，以及的最小值，以及t1取上取上述最小值時(shí)述最小值時(shí)t2的

13、最小值的最小值 反射光反射光1入射光入射光反射光反射光2反射反射光光3三束反射光相位關(guān)系滿(mǎn)足三束反射光相位關(guān)系滿(mǎn)足1 12223n t 1 12 2224223n tn t 116tn 22512nt 1n3n2n0n 波的特征現(xiàn)象之二波的特征現(xiàn)象之二衍射衍射觀察到明顯衍射現(xiàn)象的條件觀察到明顯衍射現(xiàn)象的條件孔、縫、障礙物孔、縫、障礙物尺寸與波長(zhǎng)差不多尺寸與波長(zhǎng)差不多現(xiàn)象現(xiàn)象振動(dòng)傳遞到振動(dòng)傳遞到“直線傳播直線傳播”到達(dá)區(qū)域之到達(dá)區(qū)域之外外預(yù)期的光衍射現(xiàn)象預(yù)期的光衍射現(xiàn)象光到達(dá)的范圍變大了光到達(dá)的范圍變大了 獲得光衍射圖樣的條件獲得光衍射圖樣的條件由于可見(jiàn)光波長(zhǎng)數(shù)量級(jí)為由于可見(jiàn)光波長(zhǎng)數(shù)量級(jí)為10-

14、7m，故孔、縫、障，故孔、縫、障礙物尺寸應(yīng)足夠礙物尺寸應(yīng)足夠小小 光的衍射現(xiàn)象光的衍射現(xiàn)象 單縫衍射單縫衍射 圓孔衍射圓孔衍射 圓盤(pán)衍射圓盤(pán)衍射光離開(kāi)直線路徑繞到障礙物背后去的現(xiàn)象叫光的衍射光離開(kāi)直線路徑繞到障礙物背后去的現(xiàn)象叫光的衍射 光衍射成因與規(guī)律光衍射成因與規(guī)律RB sin22bkk 干涉相消（干涉相消（） A1AG1G2 2 BAG1G2 2 1A2A2G sin(21)2bk 干涉加強(qiáng)（干涉加強(qiáng)（）中央明紋中心中央明紋中心sin2bk （介于（介于明明暗暗之間）之間）sin0b 1,2,3,k sinb零級(jí)最大與零級(jí)最大與1 1級(jí)最小間滿(mǎn)足級(jí)最小間滿(mǎn)足3A2 研究光衍射現(xiàn)象的意義研

15、究光衍射現(xiàn)象的意義 光衍射現(xiàn)象實(shí)例光衍射現(xiàn)象實(shí)例光衍射現(xiàn)象是光的波動(dòng)說(shuō)成立的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)之一光衍射現(xiàn)象是光的波動(dòng)說(shuō)成立的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)之一由于光是一種波，衍射是基本屬性，只是明顯與由于光是一種波，衍射是基本屬性，只是明顯與否，直進(jìn)是光衍射的極限現(xiàn)象，否，直進(jìn)是光衍射的極限現(xiàn)象， 恰能分辨兩物點(diǎn)，至少應(yīng)使兩物點(diǎn)之衍射圖樣中恰能分辨兩物點(diǎn)，至少應(yīng)使兩物點(diǎn)之衍射圖樣中心間的距離等于中央亮斑的半徑，這個(gè)條件被稱(chēng)為心間的距離等于中央亮斑的半徑，這個(gè)條件被稱(chēng)為 1.22d 望遠(yuǎn)鏡的最小分辨角望遠(yuǎn)鏡的最小分辨角 -791.22 550 101.22rad=22.68 10 r5d.ad 人眼的最小分辨角則為人眼的最小

16、分辨角則為 93-41.22550 101.22rad=22.68 10 rad.5 10d 望遠(yuǎn)鏡與人眼相比，其分辨率與人眼分辨率的倍數(shù)為望遠(yuǎn)鏡與人眼相比，其分辨率與人眼分辨率的倍數(shù)為 1000N 一天文望遠(yuǎn)鏡的物鏡直徑為一天文望遠(yuǎn)鏡的物鏡直徑為2.5 m，試求能夠被它分辨的雙星對(duì)它張開(kāi)的最小夾角，試求能夠被它分辨的雙星對(duì)它張開(kāi)的最小夾角，設(shè)入射光的波長(zhǎng)為設(shè)入射光的波長(zhǎng)為550 nm若人眼瞳孔的直徑為若人眼瞳孔的直徑為2.5 mm，求該望遠(yuǎn)鏡與人眼相比，求該望遠(yuǎn)鏡與人眼相比，其分辨率是人眼的多少倍？其分辨率是人眼的多少倍？ 在迎面駛來(lái)的汽車(chē)上，兩盞前燈相距在迎面駛來(lái)的汽車(chē)上，兩盞前燈相距12

17、0 cm，試問(wèn)汽車(chē)離人多遠(yuǎn)的地方，眼睛，試問(wèn)汽車(chē)離人多遠(yuǎn)的地方，眼睛才可以分辨這兩盞前燈？假設(shè)夜間人眼瞳孔直徑為才可以分辨這兩盞前燈？假設(shè)夜間人眼瞳孔直徑為5.0 mm，入射光波長(zhǎng)，入射光波長(zhǎng)=550 nm，并假設(shè)這個(gè)距離只取決于眼睛的圓形瞳孔處的衍射效應(yīng)，并假設(shè)這個(gè)距離只取決于眼睛的圓形瞳孔處的衍射效應(yīng) 根據(jù)瑞利準(zhǔn)則，人眼圓形瞳孔的分辨角根據(jù)瑞利準(zhǔn)則，人眼圓形瞳孔的分辨角 1.22d 當(dāng)汽車(chē)離人當(dāng)汽車(chē)離人L L距離時(shí)對(duì)人眼瞳孔的張角距離時(shí)對(duì)人眼瞳孔的張角DL 391.205101.221.2255010DdL 則則m m8942m Sin1n2OMM 當(dāng)反射光與折射光互相垂當(dāng)反射光與折射光互

18、相垂直時(shí)，在反射光中只有垂直時(shí)，在反射光中只有垂直于入射面的振動(dòng)，而平直于入射面的振動(dòng)，而平行于入射面的振動(dòng)變?yōu)榱?，行于入射面的振?dòng)變?yōu)榱?，即反射光成為完全偏振光，即反射光成為完全偏振光，這時(shí)的入射角叫全偏振角，這時(shí)的入射角叫全偏振角，以以i0表示。表示。201tannin ii0r 用于觀察水面下物體的是用于觀察水面下物體的是_ 用于觀察電腦顯示屏防止左右兩側(cè)用于觀察電腦顯示屏防止左右兩側(cè) 燈光干擾的是燈光干擾的是_用于看立體電影的是用于看立體電影的是_ 光電效應(yīng)光電效應(yīng) 對(duì)各種金屬都存在著極限頻率和極限波對(duì)各種金屬都存在著極限頻率和極限波長(zhǎng)，低于極限頻率的任何入射光長(zhǎng)，低于極限頻率的任何入

19、射光, ,強(qiáng)度強(qiáng)度再大、照射時(shí)間再長(zhǎng)都不會(huì)發(fā)生光電效再大、照射時(shí)間再長(zhǎng)都不會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)應(yīng) 光電子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度無(wú)光電子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)，只隨入射光頻率的增大而增大關(guān)，只隨入射光頻率的增大而增大 只要入射光頻率高于金屬的極限頻率，只要入射光頻率高于金屬的極限頻率，照到金屬表面時(shí)光電子的發(fā)射幾乎是瞬照到金屬表面時(shí)光電子的發(fā)射幾乎是瞬時(shí)的，不超過(guò)時(shí)的，不超過(guò)1010-9 -9 s s 發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，光電流的強(qiáng)度與入射發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，光電流的強(qiáng)度與入射光的強(qiáng)度成正比光的強(qiáng)度成正比 光電效應(yīng)方程光電效應(yīng)方程kEhvW 一份光子能量一份光子能量hcEhpc hpc 康普頓效應(yīng)

20、康普頓效應(yīng) X射線射線通過(guò)物質(zhì)散射后，有些散射波的波長(zhǎng)變大通過(guò)物質(zhì)散射后，有些散射波的波長(zhǎng)變大的現(xiàn)象，叫做康普頓效應(yīng)。的現(xiàn)象，叫做康普頓效應(yīng)。波動(dòng)說(shuō)解釋波動(dòng)說(shuō)解釋 光子說(shuō)解釋光子說(shuō)解釋 散射光的頻率、波長(zhǎng)應(yīng)不變散射光的頻率、波長(zhǎng)應(yīng)不變 1cosehm c 與實(shí)驗(yàn)事實(shí)相符與實(shí)驗(yàn)事實(shí)相符 光壓光壓 ee入射光子的動(dòng)量入射光子的動(dòng)量hpc 散射光子的動(dòng)量散射光子的動(dòng)量hpc 被碰電子的動(dòng)量被碰電子的動(dòng)量pmv 由動(dòng)量守恒：由動(dòng)量守恒： 222222coshhccvcmh 由能量守恒：由能量守恒：22ehm cmch 由電子質(zhì)量與速度的相對(duì)論關(guān)系：由電子質(zhì)量與速度的相對(duì)論關(guān)系：221/emmvc 1c

21、osehm c 返回返回單位時(shí)間單位面積上入射光能量單位時(shí)間單位面積上入射光能量為為n h 則入射光法向動(dòng)量則入射光法向動(dòng)量cosnnhpc 反射光法向動(dòng)量反射光法向動(dòng)量cosnrnhpc 由動(dòng)量定理，壓力由動(dòng)量定理，壓力F有有coscosrnt hnt hFtcc 同理，切向力同理，切向力T為為sinsinnt hrnt hTtcc 1cosnhFrc 1sinnhTrc 頻率為頻率為 的光，射到一平面鏡上，設(shè)單位時(shí)間內(nèi)到達(dá)鏡面單位面積上的入射光光的光，射到一平面鏡上，設(shè)單位時(shí)間內(nèi)到達(dá)鏡面單位面積上的入射光光子數(shù)目為子數(shù)目為n，平面鏡的反射率為，平面鏡的反射率為r，光對(duì)平面鏡的入射角為，光對(duì)

22、平面鏡的入射角為試求：試求：光對(duì)平面鏡光對(duì)平面鏡的壓力；的壓力；光作用在平面鏡上的切向力光作用在平面鏡上的切向力 在康普頓散射實(shí)驗(yàn)中，靜止的電子被能量等于一個(gè)電子靜止質(zhì)量對(duì)應(yīng)能量的光在康普頓散射實(shí)驗(yàn)中，靜止的電子被能量等于一個(gè)電子靜止質(zhì)量對(duì)應(yīng)能量的光子轟擊對(duì)于散射的光子和反沖的電子有相同大小的動(dòng)量的情況，確定它們之子轟擊對(duì)于散射的光子和反沖的電子有相同大小的動(dòng)量的情況，確定它們之間的夾角，并求反沖電子的速度間的夾角，并求反沖電子的速度 入射光子的動(dòng)量入射光子的動(dòng)量200m chpm ccc 散射光子的動(dòng)量散射光子的動(dòng)量hpmvc 被碰電子的動(dòng)量被碰電子的動(dòng)量pmv 由動(dòng)量守恒：由動(dòng)量守恒：0c

23、os2mvm c 由能量守恒：由能量守恒：2202m cmvcmc 由電子質(zhì)量與速度的相對(duì)論關(guān)系：由電子質(zhì)量與速度的相對(duì)論關(guān)系：0221/mmvc 0m cmvmv35vc 1296.422cos3 F引引F光光光照射到物體上將產(chǎn)生光壓，設(shè)想利用太陽(yáng)的光壓將物體送到太陽(yáng)系以外的空光照射到物體上將產(chǎn)生光壓，設(shè)想利用太陽(yáng)的光壓將物體送到太陽(yáng)系以外的空間去當(dāng)然這只有當(dāng)太陽(yáng)對(duì)物體的光壓超過(guò)了太陽(yáng)對(duì)物體的引力才行現(xiàn)如果間去當(dāng)然這只有當(dāng)太陽(yáng)對(duì)物體的光壓超過(guò)了太陽(yáng)對(duì)物體的引力才行現(xiàn)如果用一種密度為用一種密度為1 g/cm3的物質(zhì)作成的平板，它的剛性足夠大，則它將能夠被太陽(yáng)的物質(zhì)作成的平板，它的剛性足夠大，則

24、它將能夠被太陽(yáng)光的壓力送出太陽(yáng)系試估算這種平板的厚度應(yīng)小于多少？取大氣層外太陽(yáng)的光的壓力送出太陽(yáng)系試估算這種平板的厚度應(yīng)小于多少？取大氣層外太陽(yáng)的能量密度能量密度P0=1.4103 J/m2s，日地距離為，日地距離為1.51011 m 被太陽(yáng)光的壓力送出太陽(yáng)系的臨界條件是被太陽(yáng)光的壓力送出太陽(yáng)系的臨界條件是FF光引光子能量光子能量hchpc 則則hpc 光壓是大量光子碰撞引起的光壓是大量光子碰撞引起的, ,由動(dòng)量定理由動(dòng)量定理p pp2Ftnp 光光0n pcPt 又又02P SFc 光光22P SGMmcl 0 0日日地地224l dST 公公222PdTcl 0 0公公38332 1.4

25、103 10105.9 10 1.6 m 如圖所示，在真空中有一個(gè)折射率為如圖所示，在真空中有一個(gè)折射率為n（nn0，n0為真空的折射為真空的折射率）、半徑為率）、半徑為R的質(zhì)地均勻的小球頻率為的質(zhì)地均勻的小球頻率為的細(xì)激光束在真空中沿的細(xì)激光束在真空中沿直線直線BC傳播，直線傳播，直線BC與小球球心與小球球心O的距離為的距離為l（lr），光束于小球），光束于小球表面的表面的C點(diǎn)經(jīng)折射進(jìn)入小球（小球成為光傳播的媒質(zhì)），并于小球點(diǎn)經(jīng)折射進(jìn)入小球（小球成為光傳播的媒質(zhì)），并于小球表面的表面的D點(diǎn)又經(jīng)折射進(jìn)入真空設(shè)激光束的頻率在上述兩次折射過(guò)點(diǎn)又經(jīng)折射進(jìn)入真空設(shè)激光束的頻率在上述兩次折射過(guò)程中保持不

26、變求在兩次折射過(guò)程中激光束中一個(gè)光子對(duì)小球作用程中保持不變求在兩次折射過(guò)程中激光束中一個(gè)光子對(duì)小球作用的平均力的大小的平均力的大小 OBCDERl p入入p出出pri兩次折射中，光子動(dòng)量變化相同，入、出射光子兩次折射中，光子動(dòng)量變化相同，入、出射光子動(dòng)量大小動(dòng)量大小hpc 出、入射光子動(dòng)量方向改變出、入射光子動(dòng)量方向改變， 2 ir 由矢量關(guān)系得：由矢量關(guān)系得： 2 sinppir 動(dòng)量變化歷時(shí)為動(dòng)量變化歷時(shí)為t：02cosRrtn c n 由動(dòng)量定理可得：由動(dòng)量定理可得： 2 sinF tpir sinliR 0sinsininrn 22002222 201n lhRlnnRn RnFl 光

27、的波動(dòng)性意指光是表明大量光子運(yùn)動(dòng)光的波動(dòng)性意指光是表明大量光子運(yùn)動(dòng)規(guī)律的一種概率波規(guī)律的一種概率波光在與物質(zhì)作用中表現(xiàn)出粒子性光在與物質(zhì)作用中表現(xiàn)出粒子性一般說(shuō)來(lái)，大量光子產(chǎn)生的效果往往顯示出一般說(shuō)來(lái)，大量光子產(chǎn)生的效果往往顯示出波動(dòng)性，個(gè)別光子產(chǎn)生的效果往往顯示出粒波動(dòng)性，個(gè)別光子產(chǎn)生的效果往往顯示出粒子性子性hp 由德布羅意波波長(zhǎng)與動(dòng)量的關(guān)系由德布羅意波波長(zhǎng)與動(dòng)量的關(guān)系,電子的動(dòng)量電子的動(dòng)量3496.63 10kg.m/s0.0164 10hp 電子顯微鏡的電子波長(zhǎng)為電子顯微鏡的電子波長(zhǎng)為0.0164 nm,試估算所需電子動(dòng)能試估算所需電子動(dòng)能的最小值的最小值 及加速電壓及加速電壓 234

28、 10kg m/s 則電子的動(dòng)能則電子的動(dòng)能 223231194 10eV22 9.11 101.6 10kpEm 5500eV 可知加速電壓為可知加速電壓為5500V 宏觀物體運(yùn)動(dòng)的位置和動(dòng)量是可確定的宏觀物體運(yùn)動(dòng)的位置和動(dòng)量是可確定的,可由現(xiàn)在預(yù)可由現(xiàn)在預(yù)知未來(lái)知未來(lái). 微觀粒子的行為是統(tǒng)計(jì)的微觀粒子的行為是統(tǒng)計(jì)的,是一種概率是一種概率,具有可以量具有可以量化的不確定性化的不確定性.xxvxhxvm tEh AB屏屏pXYO DsinhDmv xD sinxvv hmDxhxvm xxph 放射性同位素放射性同位素 的衰變時(shí)間為的衰變時(shí)間為2.4 min，試求它的能量的不確定性，試求它的能量的不確定性 海森伯的不確定關(guān)系不僅將具有波粒