第一部分專(zhuān)題五第十二講

第一部分專(zhuān)題五第十二講第一頁(yè)，共四十一頁(yè)，編輯于2023年，星期一重點(diǎn)知識(shí)歸納一、幾何光學(xué)的常見(jiàn)現(xiàn)象第二頁(yè)，共四十一頁(yè)，編輯于2023年，星期一項(xiàng)目?jī)?nèi)容折射率決定式:n＝物理意義:描述透明介質(zhì)對(duì)光線的偏折作用,n越大,折射光線偏離入射方向的夾角越大全反射發(fā)生條件:(1)從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)(2)入射角大于或等于臨界角,即θ1≥C臨界角：sinC＝第三頁(yè)，共四十一頁(yè)，編輯于2023年，星期一項(xiàng)目?jī)?nèi)容光的色散產(chǎn)生原因：(1)太陽(yáng)光是復(fù)色光；(2)不同的色光折射率不同規(guī)律:光的頻率越大,折射率越大紅光→紫光:折射率逐漸增大,在介質(zhì)中的速度逐漸減小;(3)臨界角逐漸減小;波長(zhǎng)逐漸減小第四頁(yè)，共四十一頁(yè)，編輯于2023年，星期一項(xiàng)目?jī)?nèi)容常見(jiàn)光學(xué)元件的特點(diǎn)平行玻璃板:(1)出射光線與入射光線平行;(2)出射光線發(fā)生側(cè)移棱鏡:(1)光線向底邊偏折;(2)能發(fā)生色散全反射棱鏡:(1)垂直于直角邊射入,出射光線方向改變90°;(2)垂直于斜邊射入,出射光線方向改變180°第五頁(yè)，共四十一頁(yè)，編輯于2023年，星期一二、光的干涉、衍射和偏振現(xiàn)象項(xiàng)目?jī)?nèi)容光的干涉雙縫干涉產(chǎn)生條件:兩光源頻率相等,相位差恒定出現(xiàn)明暗條紋的條件:路程差Δs＝nλ,明條紋;Δs＝(n＋

)λ,暗條紋相鄰條紋間距:Δx＝

λ第六頁(yè)，共四十一頁(yè)，編輯于2023年，星期一項(xiàng)目?jī)?nèi)容光的干涉薄膜干涉產(chǎn)生原因：同一束光分別經(jīng)薄膜的前后表面反射的光疊加而成規(guī)律:經(jīng)薄膜上厚度相等的位置反射的光疊加后在同一干涉條紋上,相鄰條紋間距與波長(zhǎng)成正比,與斜面傾角成反比應(yīng)用:(1)光干涉法檢查平面的平整度(2)在光學(xué)鏡頭上涂增透膜d＝

λ第七頁(yè)，共四十一頁(yè)，編輯于2023年，星期一項(xiàng)目?jī)?nèi)容光的衍射明顯衍射條件障礙物或孔的尺寸跟光的波長(zhǎng)差不多或者比光的波長(zhǎng)小衍射現(xiàn)象單縫衍射:中間條紋亮、寬;兩側(cè)條紋暗、窄;波長(zhǎng)越長(zhǎng),條紋越寬,間距越大圓孔衍射:明暗相間的圓形條紋圓板衍射:圓形陰影的外側(cè)是明暗相間的圓形條紋,中間是亮斑(泊松亮斑)第八頁(yè)，共四十一頁(yè)，編輯于2023年，星期一項(xiàng)目?jī)?nèi)容光的偏振偏振片有特定的透振方向,自然光通過(guò)后成為偏振光,兩偏振光片平行時(shí)透過(guò)的光最強(qiáng),垂直時(shí)最弱第九頁(yè)，共四十一頁(yè)，編輯于2023年，星期一特別提醒：(1)光的干涉和衍射現(xiàn)象說(shuō)明光具有波動(dòng)性,光的偏振現(xiàn)象說(shuō)明光是橫波.(2)光的干涉條紋和光的衍射條紋的最大區(qū)別是研究條紋間距是否均勻,中央條紋和兩側(cè)條紋的亮度是否相同.第十頁(yè)，共四十一頁(yè)，編輯于2023年，星期一三、光電效應(yīng)及光的波粒二象性項(xiàng)目?jī)?nèi)容光電效應(yīng)概念金屬在光(包括不可見(jiàn)光)的照射下發(fā)射電子的現(xiàn)象規(guī)律(1)每種金屬都有一個(gè)極限頻率,ν≥ν0時(shí)才會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)(2)光電子的最大初動(dòng)能與光強(qiáng)無(wú)關(guān),隨ν的增大而增大(3)光電效應(yīng)的產(chǎn)生幾乎是瞬時(shí)的(4)飽和光電流與光強(qiáng)成正比第十一頁(yè)，共四十一頁(yè)，編輯于2023年，星期一項(xiàng)目?jī)?nèi)容光電效應(yīng)解釋光子說(shuō):(1)光在傳播時(shí)是一份一份的,每份叫一個(gè)光子;(2)光子能量E＝hν,h＝6.63×10－34J·s逸出功:電子脫離金屬時(shí)克服原子核引力做功的最小值W＝hν光強(qiáng):P＝nhν光電效應(yīng)方程:Ek＝hν－W第十二頁(yè)，共四十一頁(yè)，編輯于2023年，星期一項(xiàng)目?jī)?nèi)容物質(zhì)波每個(gè)實(shí)物粒子對(duì)應(yīng)一種波,叫物質(zhì)波物質(zhì)波的波長(zhǎng)λ＝波粒二象性概率波:只能預(yù)測(cè)粒子在某區(qū)域出現(xiàn)的概率,概率符合波動(dòng)規(guī)律第十三頁(yè)，共四十一頁(yè)，編輯于2023年，星期一熱點(diǎn)題型示例光的折射和全反射的應(yīng)用1．確定研究的光線2．找入射點(diǎn)，確認(rèn)界面，并畫(huà)出法線．3．明確兩介質(zhì)折射率的大小關(guān)系(1)若光疏→光密：定有反射、折射光線(2)若光密→光疏：如果入射角大于或等于臨界角，一定發(fā)生全反射．第十四頁(yè)，共四十一頁(yè)，編輯于2023年，星期一4.根據(jù)反射定律、折射定律作出光路圖,結(jié)合幾何關(guān)系,具體求解.圖12－1第十五頁(yè)，共四十一頁(yè)，編輯于2023年，星期一例1圖12－2第十六頁(yè)，共四十一頁(yè)，編輯于2023年，星期一第十七頁(yè)，共四十一頁(yè)，編輯于2023年，星期一【答案】B第十八頁(yè)，共四十一頁(yè)，編輯于2023年，星期一強(qiáng)化訓(xùn)練1

(2011年高考福建卷)如圖12－3,半圓形玻璃磚置于光屏PQ的左下方.一束白光沿半徑方向從A點(diǎn)射入玻璃磚,在O點(diǎn)發(fā)生反射和折射,折射光在光屏上呈現(xiàn)七色光帶.若入射點(diǎn)由A向B緩慢移動(dòng),并保持白光沿半徑方向入射到O點(diǎn),觀察到各色光在光屏上陸續(xù)消失.在光帶未完全消失之前,反射光的強(qiáng)度變化以及光屏上最先消失的光分別是(

)第十九頁(yè)，共四十一頁(yè)，編輯于2023年，星期一A．減弱，紫光

B．減弱，紅光C．增強(qiáng)，紫光

D．增強(qiáng)，紅光圖12－3第二十頁(yè)，共四十一頁(yè)，編輯于2023年，星期一光的干涉現(xiàn)象分析1．光的干涉要分析的幾個(gè)問(wèn)題(1)干涉條件：頻率相同、相差恒定、振動(dòng)方向在同一直線上．(2)明暗條紋形成條件：δ＝kλ，k＝1,2，…——亮條紋δ＝(2k－1)λ/2，k＝1,2，…——暗條紋(3)條紋間距Δx＝lλ/d，用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)的原理：λ＝d·Δx/l.第二十一頁(yè)，共四十一頁(yè)，編輯于2023年，星期一2．關(guān)于薄膜干涉要弄清的幾個(gè)問(wèn)題(1)哪兩列光波發(fā)生干涉；(2)應(yīng)該從哪個(gè)方向去觀察干涉圖樣；(3)條紋會(huì)向哪個(gè)方向側(cè)移；(4)同一亮紋光程差相同(為什么劈尖干涉的條紋是直線，而牛頓環(huán)是圓形)．第二十二頁(yè)，共四十一頁(yè)，編輯于2023年，星期一(8分)1801年,托馬斯·楊用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)研究了光波的性質(zhì).1834年,洛埃利用平面鏡同樣得到了楊氏干涉的結(jié)果(稱(chēng)洛埃鏡實(shí)驗(yàn))．例2圖12－4第二十三頁(yè)，共四十一頁(yè)，編輯于2023年，星期一(1)洛埃鏡實(shí)驗(yàn)的基本裝置如圖12－4所示,S為單色光源,M為一平面鏡.試用平面鏡成像作圖法畫(huà)出S經(jīng)平面鏡反射后的光與直接發(fā)出的光在光屏上相交的區(qū)域.(2)設(shè)光源S到平面鏡的垂直距離和到光屏的垂直距離分別為a和L,光的波長(zhǎng)為λ,在光屏上形成干涉條紋.寫(xiě)出相鄰兩條亮紋(或暗紋)間距離Δx的表達(dá)式．第二十四頁(yè)，共四十一頁(yè)，編輯于2023年，星期一【規(guī)范解答】(1)先作出S的平面鏡像點(diǎn)S′,然后作出S經(jīng)平面鏡成像的邊界光線,其重疊區(qū)域如圖12－5所示.(4分)圖12－5第二十五頁(yè)，共四十一頁(yè)，編輯于2023年，星期一第二十六頁(yè)，共四十一頁(yè)，編輯于2023年，星期一強(qiáng)化訓(xùn)練2

(2011年浙江模擬)登山運(yùn)動(dòng)員在登雪山時(shí)要注意防止紫外線的過(guò)度照射，尤其是眼睛更不能長(zhǎng)時(shí)間被紫外線照射，否則將會(huì)嚴(yán)重地?fù)p傷視力．有人想利用薄膜干涉的原理設(shè)計(jì)一種能大大減小紫外線對(duì)眼睛傷害的眼鏡．他選用的薄膜材料的折射率為n＝1.5，所要消除的紫外線的頻率為ν＝8.1×1014Hz，第二十七頁(yè)，共四十一頁(yè)，編輯于2023年，星期一(1)他設(shè)計(jì)的這種“增反膜”所依據(jù)的原理是___.(2)這種“增反膜”的厚度是多少？(3)請(qǐng)判斷以下有關(guān)薄膜干涉的說(shuō)法正確的是___.A.薄膜干涉說(shuō)明光具有波動(dòng)性B.如果薄膜的厚度不同,產(chǎn)生的干涉條紋一定不平行C．干涉條紋一定是彩色的D．利用薄膜干涉也可以“增透”第二十八頁(yè)，共四十一頁(yè)，編輯于2023年，星期一第二十九頁(yè)，共四十一頁(yè)，編輯于2023年，星期一(3)干涉和衍射都證明光具有波動(dòng)性，如果薄膜厚度均勻變化，則干涉條紋一定平行，白光的干涉條紋為彩色條紋，單色光的干涉條紋則為該色光顏色，當(dāng)膜的厚度為四分之一波長(zhǎng)時(shí)，兩反射光疊加后減弱則會(huì)“增透”．答案：(1)兩反射光疊加后加強(qiáng)(2)1.23×10－7m

(3)AD第三十頁(yè)，共四十一頁(yè)，編輯于2023年，星期一光電效應(yīng)的應(yīng)用1.光電效應(yīng)方程中的Ek-ν圖線.(如圖12－6)(1)縱截距：W；(2)橫截距：ν0；(3)斜率：h.圖12－6第三十一頁(yè)，共四十一頁(yè)，編輯于2023年，星期一2.掌握兩條線索,明確各概念間的對(duì)應(yīng)關(guān)系由上圖可知兩條線索:一是光的頻率線,二是光的強(qiáng)度線．第三十二頁(yè)，共四十一頁(yè)，編輯于2023年，星期一兩條線索對(duì)應(yīng)關(guān)系是：(1)光強(qiáng)―→光子數(shù)目多―→發(fā)射光電子多―→光電流大；(2)光子頻率高―→光子能量大―→產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)能大．第三十三頁(yè)，共四十一頁(yè)，編輯于2023年，星期一(2010年高考江蘇卷)(1)研究光電效應(yīng)的電路如圖12－7所示.用頻率相同、強(qiáng)度不同的光分別照射密封真空管的鈉極板(陰極K),鈉極板發(fā)射出的光電子被陽(yáng)極A吸收,在電路中形成光電流.下列光電流I與A、K之間的電壓UAK的關(guān)系圖象中,正確的是______.例3圖12－7第三十四頁(yè)，共四十一頁(yè)，編輯于2023年，星期一圖12－8第三十五頁(yè)，共四十一頁(yè)，編輯于2023年，星期一(2)鈉金屬中的電子吸收光子的能量,從金屬表面逸出,這就是光電子.光電子從金屬表面逸出的過(guò)程中,其動(dòng)量的大小________(選填“增大”、“減小”或“不變”),原因是_______________________________________.第三十六頁(yè)，共四十一頁(yè)，編輯于2023年，星期一【答案】(1)C(2)減小光電子受到金屬表面層中力的阻礙作用第三十七頁(yè)，共四十一頁(yè)，編輯于2023年，星期一強(qiáng)化訓(xùn)練3

(2011年高考福建卷)愛(ài)因斯坦因提出了光量子概念并成功地解釋光電效應(yīng)的規(guī)律而獲得1921年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)．某種金屬逸出光電子的最大初動(dòng)能Ekm與入射光頻率ν的關(guān)系如圖12－9所示，其中ν0為極限頻率．從圖中可以確定的是(

)圖12－9第三十八頁(yè)，共四十一頁(yè)，編輯于2023年，星期一A．逸出功與ν有關(guān)B．Ekm與入射光強(qiáng)度成正比C．當(dāng)ν<ν0時(shí)，會(huì)逸出光電子D．圖中直線的斜率與普朗克常量有關(guān)解析：選D.由愛(ài)因斯坦的光電效應(yīng)方