高中物理光學部分專題講練

/《光學》專題講練考綱要求十三、光的反射和折射內(nèi)容要求說明89．光的直線傳播．本影和半影90．光的反射，反射定律．平面鏡成像作圖法91．光的折射，折射定律，折射率．全反射和臨界角92．光導纖維93．棱鏡．光的色散ⅠⅡⅡⅠⅠ

十四、光的波動性和微粒性內(nèi)容要求說明94．光本性學說的發(fā)展簡史95．光的干涉現(xiàn)象，雙縫干涉，薄膜干涉．雙縫干涉的條紋間距及波長的關(guān)系96．光的衍射97．光的偏振現(xiàn)象98．光譜和光譜分析．紅外線、紫外線、X射線、γ射線以及它們的應用．光的電磁本性．電磁波譜99．光電效應．光子．愛因斯坦光電效應方程100．光的波粒二象性．物質(zhì)波101．激光的特性及應用ⅠⅠⅠⅠⅠⅡⅠⅠ

光學部分在理綜中以選擇題的形式出現(xiàn)，分值：6分。典例分類評析光的直線傳播：①光的直線傳播定律：光在均勻、各向同性介質(zhì)中沿直線傳播。如小孔成像、影、日食、月食等都是直線傳播的例證。②光的傳播速度：光在真空中的傳播速度c=3×108③影：光線被不透明的物體擋住，在不透明物體后面所形成的暗區(qū)稱為影。影可分為本影和半影，在本影區(qū)內(nèi)完全看不到光源發(fā)出的光，在半影區(qū)內(nèi)只能看到部分光源發(fā)出的光。如果光源是點光源，則只能在不透明物體后面形成本影；若不是點光源，則在不透明物體后面同時形成本影和半影。影的大小決定于點光源、物體和光屏的相對位置。如圖A所示，在光屏AB上，BC部分所有光線都照射不到叫做本影，在AB、CD區(qū)域部分光線照射不到叫做半影。例1、古希臘某地理學家通過長期觀測，發(fā)現(xiàn)6月21日正午時刻，在北半球A城陽光及鉛直方向成7.5角下射．而在A城正南方,及A城地面距離為L的B城，陽光恰好沿鉛直方向下射．射到地球的太陽光可視為平行光，如圖所示．據(jù)此他估算出了地球的半徑．試寫出估算地球半徑的表達式R=.例2、如圖所示，在A點有一個小球，緊靠小球的左方有一個點光源S?，F(xiàn)將小球從A點正對著豎直墻平拋出去，打到豎直墻之前，小球在點光源照射下的影子在墻上的運動是A.勻速直線運動B.自由落體運動C.變加速直線運動D.勻減速直線運例3、一九二三年美國物理學家邁克耳遜用旋轉(zhuǎn)棱鏡法較準確的測出了光速，其過程大致如下，選擇兩個距離已經(jīng)精確測量過的山峰（距離為L），在第一個山峰上裝一個強光源S，由它發(fā)出的光經(jīng)過狹縫射在八面鏡的鏡面1上，被反射到放在第二個山峰的凹面鏡B上，再由凹面鏡B反射回第一個山峰，如果八面鏡靜止不動，反射回來的光就在八面鏡的另外一個面3上再次反射，經(jīng)過望遠鏡，進入觀測者的眼中。(如圖所示)如果八面鏡在電動機帶動下從靜止開始由慢到快轉(zhuǎn)動，當八面鏡的轉(zhuǎn)速為ω時，就可以在望遠鏡里重新看到光源的像，那么光速等于()A、8Ｌω／πB、4Ｌω／πC、16Ｌω／πD、32Lω／π光的反射定律①反射定律 ②反射定律的應用 （1）平面鏡對光線的作用（2）控制光路： a：平面鏡轉(zhuǎn)過角，其反射光線轉(zhuǎn)過角（見圖三） b：互相垂直的兩平面鏡，可使光線平行反向射光（見圖四）c：光線射到相互平行的兩平面鏡上，出射光線及入射光線平行（見圖五）③平面鏡成像：等大、正立、虛像、軸對稱。④在光的反射中光路是可逆的。例1、一個點光源S對平面鏡成像．設光源不動,平面鏡以速率v沿OS方向向光源平移，鏡面及OS方向之間的夾角為30，則光源的像S將()．A.以速率0.5v沿SS連線向S運動B．以速率v沿SS連線向S運動C．以速率v沿SS連線向S運動D．以速率2v沿SS連線向S運動例2、（03全國春季）如圖所示，一玻璃棱鏡的橫截面是等腰△abc，其中ac面是鍍銀的。現(xiàn)有一光線垂直于ab面入射，在棱鏡內(nèi)經(jīng)過兩次反射后垂直于bc面射出。則()（A）∠a=30°∠b=75°（B）∠a=32°∠b=74°（C）∠a=34°∠b=73°（D）∠a=36°∠b=72°例3、（04全國四）圖中M是豎直放置的平面鏡，鏡離地面的距離可調(diào)節(jié)。甲、乙二人站在鏡前，乙離鏡的距離為甲離鏡的距離的2倍，如圖所示。二人略錯開，以便甲能看到乙的像。以l表示鏡的長度，h表示乙的身高，為使甲能看到鏡中乙的全身像，l的最小值為 （） A． B． C． D．h例4、（04全國三）如圖所示，S為一在xy平面內(nèi)的點光源，一平面鏡垂直于xy平面放置，它及xy平面的交線為MN，MN及x軸的夾角θ=30°。現(xiàn)保持S不動，令平面鏡以速率v沿x軸正方向運動，則S經(jīng)平面鏡所成的像 （）A．以速率v沿x軸正方向運動B．以速率v沿y軸正方向運動C．以速率v沿像及S連線方向向S運動D．以速率v沿像及S連線方向向S運動光的折射①折射現(xiàn)象：光從一種介質(zhì)，斜射入另一種介質(zhì)的界面時，其中一部分光進另一種介質(zhì)中傳播，并且改變了傳播方向：這種現(xiàn)象叫折射觀察（光由一種介質(zhì)，垂直界面方向入射另一種介質(zhì)時傳播方向不發(fā)生改變）。②折射定律的基本內(nèi)容包含如下三個要點；A、折射光線、法線、入射光線共面；B、折射光線及入射光線分居法線兩側(cè)；C、入射角及折射角的正弦值之比恰等于第二及第一兩種介質(zhì)的折射率之比，即。特別是當光從空氣（折射率為1）射入折射率為n的介質(zhì)中時，上式變?yōu)棰壅凵渎剩╪）：光從真空射入某介質(zhì)時，入射角正弦和折射角正弦的比，稱為該介質(zhì)的折射率。用n表示。 即（1）折射率反映了介質(zhì)對光的折射能力。如圖光從真空以相同的入射角i，入射不同介質(zhì)時，n越大，根據(jù)折射定律，折射角r越小，則偏折角越大。（2）折射率和光在該介質(zhì)中傳播速度有關(guān)。 a．折射率等于光在真空中速度c，及光在介質(zhì)中速度之比。 即 b．由于c>v所以④光疏介質(zhì)和光密介質(zhì)： 光疏介質(zhì)：折射率小的介質(zhì)叫光疏介質(zhì)。在光疏介質(zhì)中，光速較大。 光密介質(zhì)：折射率大的介質(zhì)叫光密介質(zhì)在光密介質(zhì)中，光速較小。⑤光的色散：棱鏡對白光的色散作用： a．現(xiàn)象：白光通過三棱鏡后被分解成不同的色光。并按順序排列為紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫。這種現(xiàn)象稱色散現(xiàn)象。 b．說明：①白光是復色光，由不同顏色 的單色光組成。 ②各種色光的偏折角度不同，所 以介質(zhì)對不同色光的折射率不同。由于所以各種色 光在同一介質(zhì)中的傳播速度不同。 如圖對紅光偏折角最小；對紅光折射率最??；紅光在玻璃中傳播速度最大。 對紫光偏折角最大；對紫光折射率最大；紫光在玻璃中傳播速度最小。色散現(xiàn)象nvλ(波動性)衍射C臨干涉間距γ(粒子性)E光子光電效應紅黃紫小大大小大(明顯)小(不明顯)容易難小大大小小(不明顯)大(明顯)小大難易⑥全反射：光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時，折射角大于入射角，當入射角增大到某一角度時，折射光消失，只剩下反射光，光全部被反射回光密介質(zhì)中，這種現(xiàn)象叫全反射。（1）增大入射角時，不但折射角和反射角增大，光的強度也在變化，即折射光越來越弱；反射光越來越強；全反射時，入射光能量全部反射回到原來的介質(zhì)中。（如圖所示）（2）臨界角（A）：定義：當光從某種介質(zhì)射向真空時，折射角度為90時的入射角叫做臨界角。用A表示。根據(jù)折射定律：（3）發(fā)生全反射的條件：①光從光密介質(zhì)入射光疏介質(zhì)。②入射角大于臨界角。（4）光導纖維：全反射的一個重要應用就是用于光導纖維（簡稱光纖）。光纖有內(nèi)、外兩層材料，其中內(nèi)層是光密介質(zhì)，外層是光疏介質(zhì)。光在光纖中傳播時，每次射到內(nèi)、外兩層材料的界面，都要求入射角大于臨界角，從而發(fā)生全反射。這樣使從一個端面入射的光，經(jīng)過多次全反射能夠沒有損失地全部從另一個端面射出。例1、（05河南）圖示為一直角棱鏡的橫截面，。一平行細光束從O點沿垂直于bc面的方向射入棱鏡。已知棱鏡材料的折射率n=，若不考試原入射光在bc面上的反射光，則有光線（）A、從ab面射出 B、從ac面射出 C、從bc面射出，且及bc面斜交 D、從bc面射出，且及bc面垂直ab空氣玻璃例2、（05全國Ⅱ）一束復色光由空氣射向玻璃，發(fā)生折射而分為a．b兩束單色光，其傳播方向如圖所示。設玻璃對a．b的折射率分別為na和nb，a．b在玻璃中的傳播速度分別為va和ab空氣玻璃A．na>nbB．na<nbC．va>vbD．va<vb例3、如圖所示，兩塊同樣的玻璃直角三棱鏡ABC，兩者的AC面是平行放置的，在它們之間是均勻的未知透明介質(zhì)。一單色細光束O垂直于AB面入射，在圖示的出射光線中（）A．1、2、3（彼此平行）中的任一條都有可能B．4、5、6（彼此平行）中的任一條都有可能C．7、8、9（彼此平行）中的任一條都有可能D．只能是4、6中的某一條例4、一束復色光由空氣射向一塊平行平面玻璃磚，經(jīng)折射分成兩束單色光a．b。已知a光的頻率小于b光的頻率。下列哪個光路圖可能是正確的？（）例5、如圖所示，如圖所示，一細束紅光和一細束藍光平行射到同一個三棱鏡上，經(jīng)折射后交于光屏上的同一個點M，若用n1和n2分別表示三棱鏡對紅光和藍光的折射率，下列說法中正確的是（） A.n1<n2，a為紅光，b為藍光B.n1<n2，a為藍光，b為紅光C.n1>n2，a為紅光，b為藍光D.n1>n2，a為藍光，b為紅光如圖所示，兩細束平行的單色光a、b射向同一塊玻璃磚的上表面，最終都從玻璃磚的下表面射出。已知玻璃對單色光a的折射率較小，那么下列說法中正確的有（）A.進入玻璃磚后兩束光仍然是平行的B.從玻璃磚下表面射出后，兩束光不再平行C.從玻璃磚下表面射出后，兩束光之間的距離一定減小了D.從玻璃磚下表面射出后，兩束光之間的距離可能和射入前相同例8、一束由紅、藍兩單色光組成的光線從一平板玻璃磚的上表面以入射角θ射入，穿過玻璃磚自下表射出.已知該玻璃對紅光的折射率為1.5.設紅光及藍光穿過玻璃磚所用的時間分別為t1和t2，則在θ從0°逐漸增大至90°的過程中（）A.t1始終大于t2B.t1始終小于t2C.t1先大于后小于t2D.t1先小于后大于t2例9、一束單色光斜射到厚平板玻璃的一個表面上，經(jīng)兩次折射后從玻璃板另一個表面射出，出射光線相對于入射光線側(cè)移了一段距離。在下列情況下，出射光線側(cè)移距離最大的是（）A．紅光以30°的入射角入射B．紅光以45°的入射角入射r桌面r桌面D．紫光以45°的入射角入射例10、從桌面上有一倒立的玻璃圓錐，其頂點恰好及桌面接觸，圓錐的軸（圖中虛線）及桌面垂直，過軸線的截面為等邊三角形，如圖所示，有一半徑為r的圓柱形平行光束垂直入射到圓錐的底面上，光束的中心軸及圓錐的軸重合。已知玻璃的折射率為1.5，則光束在桌面上形成的光斑半徑為CA．rB．1.5r C．2r D．2.5r4、光的干涉（1）雙縫干涉實驗①裝置：如圖包括光源、單縫、雙縫和屏 雙縫的作用是將一束光分為兩束②現(xiàn)象： ③干涉區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生的亮、暗紋A、亮紋：屏上某點到雙縫的光程差等于波長的整數(shù)倍，即δ=nλ（n=0，1，2，……）B、暗紋：屏上某點到雙縫的光程差等于半波長的奇數(shù)倍，即δ=（n=0，1，2，……）相鄰亮紋（暗紋）間的距離。用此公式可以測定單色光的波長。用白光作雙縫干涉實驗時，由于白光內(nèi)各種色光的波長不同，干涉條紋間距不同，所以屏的中央是白色亮紋，兩邊出現(xiàn)彩色條紋。 ④光的干涉現(xiàn)象說明了光具有波動性。 由于紅光入射雙縫時，條紋間距較寬，所以紅光波長較長，頻率較小 紫光入射雙縫時，條紋間距較窄，所以紫光波長較短，頻率較大 ⑤光的傳播速度，折射率及光的波長，頻率的關(guān)系。 a）v及n的關(guān)系：v= b）v,和f的關(guān)系：v=（2）薄膜干涉 ①現(xiàn)象： 單色光照射薄膜，出現(xiàn)明暗相等距條紋 白色光照射薄膜，出現(xiàn)彩色條紋 實例：動膜、肥皂泡出現(xiàn)五顏六色 ②發(fā)生干涉的原因：是由于前表面的反射光線和反表面的反射光線疊加而成(圖1) ③應用：a)利用空氣膜的干涉，檢驗工件是否平整（圖2） （圖1）（圖2） 若工件平整則出現(xiàn)等間距明暗相同條紋 若工件某一點凹陷則在該點條紋將發(fā)生彎曲 若工件某一點有凸起，則在該點條紋將變?yōu)? b)增透膜c）牛頓環(huán)：內(nèi)疏外密的干涉條紋用綠光做雙縫干涉實驗，在光屏上呈現(xiàn)出綠、暗相間的條紋，相鄰兩條綠條紋間的距離為Δx。下列說法中正確的有（） A.如果增大單縫到雙縫間的距離，Δx將增大B.如果增大雙縫之間的距離，Δx將增大C.如果增大雙縫到光屏之間的距離，Δx將增大D.如果減小雙縫的每條縫的寬度，而不改變雙縫間的距離，Δx將增大把一個平行玻璃板壓在另一個平行玻璃板上，一端用薄片墊起，構(gòu)成空氣劈尖，讓單色光從上方射入（如圖），這時可以看到亮暗相間的條紋，下面關(guān)于條紋的說法中正確的是（）A、將薄片向著劈尖移動使劈角變大時，條紋變疏B、將薄片遠離劈尖移動使劈角變小時，條紋變密C、將上玻璃板平行上移，條紋向著劈尖移動D、將上玻璃板平行上移，條紋遠離劈尖移動例3、中國煤礦是世界上最危險的，瓦斯爆炸事故頻發(fā)，危害極大，某同學查資料得知含瓦斯的氣體的折射率大于干凈空氣的折射率，于是設想了一種利用光的干涉監(jiān)測礦井瓦斯的儀器、。如圖所示，在雙縫前面放置兩個完全相同的透明容器A、B，在容器A及干凈的空氣相通，在容器B中通入礦井中的氣體，觀察屏上的干涉條紋，就能夠監(jiān)測瓦斯，以下說法正確的是（）ABAB進出B、如果屏的正中央是暗紋，說明B中的氣體及A中的氣體成份不相同，含有瓦斯C、如果屏上干涉條紋不停移動說明B中的氣體瓦斯含量不穩(wěn)定D、只有用單色光照射單縫時，才可能在屏上出現(xiàn)干涉條紋市場上有種燈具俗稱“冷光燈”，用它照射物品時能使被照物品處產(chǎn)生熱效應大大降低，從而廣泛地應用于博物館、商店等處。這種燈降低熱效應的原因之一是在燈泡后面放置的反光鏡玻璃表面上鍍一層薄膜（例如氟化鎂），這種膜能消除不鍍膜時玻璃表面反射回來的熱效應最顯著的紅外線。以λ表示此紅外線的波長，則所鍍薄膜的厚度最小應為（）A.B.C.D.例5、下面是四種及光有關(guān)的事實：①用光導纖維傳播信號②用透明的標準樣板和單色光檢查平面的平整度③一束白光通過三棱鏡形成彩色光帶④水面上的油膜呈現(xiàn)彩色其中，及光的干涉有關(guān)的是（）A．①④ B．②④ C．①③ D．②③例6、激光散斑測速是一種嶄新的測速技術(shù)，它應用了光的干涉原理。用二次曝光照相所獲得的“散斑對”相當于雙縫干涉實驗中的雙縫，待測物體的速度及二次曝光時間間隔的乘積等于雙縫間距。實驗中可測得二次曝光時間間隔、雙縫到屏之距離以及相鄰兩條亮紋間距。若所用激光波長為，則該實驗確定物體運動速度的表達式是（）A． B． C． D．1光的衍射（1）現(xiàn)象：①單縫衍射單色光入射單縫時，出現(xiàn)明暗相同不等距條紋，中間亮條紋較寬，較亮。兩邊亮條紋較窄、較暗白光入射單縫時，出現(xiàn)彩色條紋②園孔衍射：光入射微小的圓孔時，出現(xiàn)明暗相間不等距的圓形條紋③泊松亮斑：光入射圓屏時，在園屏后的影區(qū)內(nèi)有一亮斑（2）光發(fā)生衍射的條件：障礙物或孔的尺寸及光波波長相差不多，甚至此光波波長還小時，出現(xiàn)明顯的衍射現(xiàn)象 例1、平行光通過小孔得到的衍射圖樣和泊松亮斑比較，下列說法中正確的有A.在衍射圖樣的中心都是亮斑B.泊松亮斑中心亮點周圍的暗環(huán)較寬C.小孔衍射的衍射圖樣的中心是暗斑，泊松亮斑圖樣的中心是亮斑D.小孔衍射的衍射圖樣中亮、暗條紋間的間距是均勻的，泊松亮斑圖樣中亮、暗條紋間的間距是不均勻的例2、下圖所示的4種明暗相間的條紋，分別是紅光、藍光各自通過同一個雙縫干涉儀器形成的干涉圖樣以及黃光、紫光各自通過同一個單縫形成的衍射圖樣(灰黑色部分表示亮紋).則在下面的四個圖中從左往右排列，亮條紋的顏色依次是（）A.紅黃藍紫B.紅紫藍黃C.藍紫紅黃D.藍黃紅紫6、3、光的電磁說 ⑴麥克斯韋根據(jù)電磁波及光在真空中的傳播速度相同，提出光在本質(zhì)上是一種電磁波——這就是光的電磁說，赫茲用實驗證明了光的電磁說的正確性。⑵電磁波譜。波長從大到小排列順序為：無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線。各種電磁波中，除可見光以外，相鄰兩個波段間都有重疊。無線電波紅外線可見光紫外線X射線射線組成頻率波增大減小產(chǎn)生機理在振蕩電路中，自由電子作周期性運動產(chǎn)生原子的外層電子受到激發(fā)產(chǎn)生的原子的內(nèi)層電子受到激發(fā)后產(chǎn)生的原子核受到激發(fā)后產(chǎn)生的⑶紅外線、紫外線、X射線的主要性質(zhì)及其應用舉例。種類產(chǎn)生主要性質(zhì)應用舉例紅外線一切物體都能發(fā)出熱效應遙感、遙控、加熱紫外線一切高溫物體能發(fā)出化學效應熒光、殺菌、合成VD2X射線陰極射線射到固體表面穿透能力強人體透視、金屬探傷⑷實驗證明：物體輻射出的電磁波中輻射最強的波長λm和物體溫度T之間滿足關(guān)系λmT=b（b為常數(shù)）?？梢姼邷匚矬w輻射出的電磁波頻率較高。在宇宙學中，可以根據(jù)接收到的恒星發(fā)出的光的頻率，分析其表面溫度。⑸可見光頻率范圍是3.9-7.5×1014Hz，波長范圍是400-770nm。例1、驗鈔機發(fā)出的“光”能使鈔票上的熒光物質(zhì)發(fā)光，家用電器上的遙控器發(fā)出的“光”用來控制電視機，空調(diào)器等，對于它們發(fā)出的光，下列說法正確的是（）①驗鈔機發(fā)出的“光”是紅外線②遙控器發(fā)出的“光”是紅外線③紅外線是由原子的內(nèi)層電子受到激發(fā)后產(chǎn)生的④紅外線是由原子的外層電子受到激發(fā)后產(chǎn)生的A.①②B.②④C.①④D.②③EKAPQ例2、右圖是倫琴射線管的結(jié)構(gòu)示意圖。電源E給燈絲K加熱，從而發(fā)射出熱電子，熱電子在K、A間的強電場作用下高速向?qū)﹃帢OEKAPQA.P、Q間應接高壓直流電，且Q接正極B.P、Q間應接高壓交流電C.K、A間是高速電子流即陰極射線，從A發(fā)出的是X射線即一種高頻電磁波D.從A發(fā)出的X射線的頻率和P、Q間的交流電的頻率相同7、光譜①觀察光譜的儀器：分光鏡②光譜的分類，產(chǎn)生和特征 產(chǎn)生特征發(fā)射光譜連續(xù)光譜由熾熱的固體、液體和高壓氣體發(fā)光產(chǎn)生的由連續(xù)分布的，一切波長的光組成明線光譜由稀薄氣體發(fā)光產(chǎn)生的由不連續(xù)的一些亮線組成吸收光譜高溫物體發(fā)出的白光，通過物質(zhì)后某些波長的光被吸收而產(chǎn)生的在連續(xù)光譜的背景上，由一些不連續(xù)的暗線組成的光譜③光譜分析：一種元素，在高溫下發(fā)出一些特點波長的光，在低溫下，也吸收這些波長的光， 所以把明線光波中的亮線和吸收光譜中的暗線都稱為該種元素的特征譜線，用來進行 光譜分析。8、光的偏振：⑴光的偏振也證明了光是一種波，而且是橫波。各種電磁波中電場E的方向、磁場B的方向和電磁波的傳播方向之間，兩兩互相垂直。⑵光波的感光作用和生理作用主要是由電場強度E引起的，因此將E的振動稱為光振動。⑶自然光。太陽、電燈等普通光源直接發(fā)出的光，包含垂直于傳播方向上沿一切方向振動的光，而且沿各個方向振動的光波的強度都相同，這種光叫自然光。⑷偏振光。自然光通過偏振片后，在垂直于傳播方向的平面上，只沿一個特定的方向振動，叫偏振光。自然光射到兩種介質(zhì)的界面上，如果光的入射方向合適，使反射和折射光之間的夾角恰好是90°，這時，反射光和折射光就都是偏振光，且它們的偏振方向互相垂直。我們通常看到的絕大多數(shù)光都是偏振光。光振動垂直于紙面光振動在紙面例1、一段時間一來，“奶粉事件”鬧得沸沸揚揚，奶粉的碳水化合物(糖)含量是一種重要指標，可以用“旋光法”來測量糖溶液的濃度，從而測定含糖量，偏振光通過糖的水溶液后，偏振方向會相對于傳播方向向左或向右旋轉(zhuǎn)一個角度α，這一角度α稱為“旋光度”，α的值只及糖溶液的濃度有關(guān)，將α的測量值及標準值相比較，就能測量被測樣品的含糖量了.如圖所示，S是自然光源，A、B是偏振片，轉(zhuǎn)動B，使到達O處的光最強，然后將被測樣品P置于A光振動垂直于紙面光振動在紙面APOSAPOSB自然光源偏振片被測樣品偏振片B.到達O處光的強度不會明顯減弱C.將偏振片B轉(zhuǎn)動一個角度，使得O處光的強度最大，偏振片轉(zhuǎn)過的角度等于αD.將偏振片A轉(zhuǎn)動一個角度，使得O處光的強度最大，偏振片轉(zhuǎn)過的角度等于α例2、光的偏振現(xiàn)象說明光是橫波，下列現(xiàn)象中不能反映光的偏振特性的是（）A．一束自然光相繼通過兩個偏振片，以光束為軸旋轉(zhuǎn)其中一個偏振片，透射光的強度發(fā)生變化B．一束自然光入射到兩種介質(zhì)的分界面上，當反射光及折射光線之間的夾角恰好是90°時，反射光是偏振光C．日落時分，拍攝水面下的景物，在照相機鏡頭前裝上偏振光片可以使景象更清晰D．通過手指間的縫隙觀察日光燈，可以看到秋色條紋9、光的粒子性：光電效應（1）光電效應在光（包括不可見光）的照射下，從物體發(fā)射出電子的現(xiàn)象稱為光電效應。（右圖裝置中，用弧光燈照射鋅版，有電子從鋅版表面飛出，使原來不帶電的驗電器帶正電。）光電效應的實驗規(guī)律：①任何一種金屬都有一個極限頻率，入射光的頻率必須大于這個極限頻率才能發(fā)生光電效應，低于極限頻率的光不能發(fā)生光電效應。②光電子的最大初動能及入射光的強度無關(guān)，光隨入射光頻率的增大而增大。③大于極限頻率的光照射金屬時，光電流強度（反映單位時間發(fā)射出的光電子數(shù)的多少），及入射光強度成正比。④金屬受到光照，光電子的發(fā)射一般不超過10－9秒。光子說①1905年受因斯坦提出：空間傳播的光也是不連續(xù)的，而是一份一份的，每一份稱為一個光子，光子具有的能量及光的頻率成正比。 即：E=hv 其中h為普郎克恒量h=6.63×10－34JS②愛因斯坦光電方程：EK=hν-W例1、現(xiàn)有a、b、c三束單色光，其波長關(guān)系為.用b光束照射某種金屬時，恰能發(fā)生光電效應.若分別用a光束和c光束照射該金屬，則可以斷定（）A.a光束照射時，不能發(fā)生光電效應B.c光束照射時，不能發(fā)生光電效應C.a光束照射時，釋放出的光電子數(shù)目最多D.c光束照射時，釋放出的光電子的最大初動能最小例2、下表給出了一些金屬材料的逸出功。 材料銫鈣鎂鈹鈦逸出功(10-19J)3.04.35.96.26.6現(xiàn)用波長為400nm的單色光照射上述材料，能產(chǎn)生光電效應的材料最多有幾種？（）(普朗克常量h=6.6×10-34J·s，光速c=3.00×108m/s) A．2種 B．3種 C．4種 D．5種波粒二象性和物質(zhì)波（德布羅意波）（1）光的波粒二象性：干涉、衍射和偏振以無可辯駁的事實表明光是一種波；光電效應和康普頓效應又用無可辯駁的事實表明光是一種粒子；因此現(xiàn)代物理學認為：光具有波粒二象性。（2）個別粒子顯示出粒子性，大量光子顯示出波動性，頻率越低波動性越顯著，頻率越高粒子性越顯著（3）正確理解波粒二象性波粒二象性中所說的波是一種概率波，對大量光子才有意義。波粒二象性中所說的粒子，是指其不連續(xù)性，是一份能量。①個別光子的作用效果往往表現(xiàn)為粒子性；大量光子的作用效果往往表現(xiàn)為波動性。②ν高的光子容易表現(xiàn)出粒子性；ν低的光子容易表現(xiàn)出波動性。③光在傳播過程中往往表現(xiàn)出波動性；在及物質(zhì)發(fā)生作用時往往表現(xiàn)為粒子性。④由光子的能量E=hν，光子的動量表示式也可以看出，光的波動性和粒子性并不矛（4）由光的波粒二象性的思想推廣到微觀粒子和任何運動著的物體上去，得出物質(zhì)波（德布羅意波）的概念：任何一個運動著的物體都有一種波及它對應，該波的波長λ=。例、為了觀察到納米級的微小結(jié)構(gòu)，需要用到分辨率比光學顯微鏡更高的電子顯微鏡。下列說法中正確的是（）《光學》專題演練1、下列有關(guān)光現(xiàn)象的說法正確的是（）A．在光的雙縫干涉實驗中，若僅將入射光由紫光改為紅光，則條紋間距一定變大B．以相同入射角從水中射向空氣，紫光能發(fā)生全反射，紅光也一定能發(fā)生全反射C．紫光照射某金屬時有電子向外發(fā)射，紅光照射該金屬時也一定有電子向外發(fā)射D．拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時，往往在鏡頭前加裝一個偏振片以增加透射光的強度2、如圖，一束單色光射入一玻璃球體，入射角為60°。己知光線在玻璃球內(nèi)經(jīng)一次反射后，再次折射回到空氣中時及入射光線平行。此玻璃的折射率為（）A．B．1.5C．D．23、圖是一個圓柱體棱鏡的截面圖，圖中E、F、G、H將半徑OM分成5等份，虛線EE1、FF1、GG1、HH1平行于半徑ON,ON邊可吸收到達其上的所有光線.已知該棱鏡的折射率n=,若平行光束垂直入射并覆蓋OM,則光線（）不能從圓孤射出只能從圓孤射出能從圓孤射出能從圓孤射出4、在楊氏雙縫干涉實驗中，如果（）A、用白光作為光源，屏上將呈現(xiàn)黑白相間的條紋B、用紅光作為光源，屏上將呈現(xiàn)紅黑相間的條紋C、用紅光照射一條狹縫，用紫光照射另一條狹縫，屏上將呈現(xiàn)彩色條紋D、用紫光作為光源，遮住其中一條狹縫，屏上將呈現(xiàn)間距不等的條紋5、△OMN為玻璃等腰三棱鏡的橫截面。a、b兩束可見單色光從空氣垂直射入棱鏡底面MN,在棱鏡側(cè)面OM、ON上反射和折射的情況如題20圖所示，由此可知（）A.棱鏡內(nèi)a光的傳播速度比b光的小B.棱鏡內(nèi)a光的傳播速度比b光的大C.a光的頻率比b光的高D.a光的波長比b光的長外套內(nèi)芯6、外套內(nèi)芯A．內(nèi)芯的折射率比外套大，光傳播時在內(nèi)芯及外套的界面發(fā)生全反射B．內(nèi)芯的折射率比外套小，光傳播時在內(nèi)芯及外套的界面發(fā)生全反射C．內(nèi)芯的折射率比外套小，光傳播時在內(nèi)芯及外套的界面發(fā)生折射D．內(nèi)芯的折射率比外套相同，外套的材料有韌性，可以起保護作7、現(xiàn)代物理學認為，光和實物粒子都具有波粒二象性。下列事實中突出體現(xiàn)波動性的是（）A．一定頻率的光照射到鋅板上，光的強度越大，單位時間內(nèi)鋅板上發(fā)射的光電子就越多B．肥皂液是無色的，吹出的肥皂泡卻是彩色的C．質(zhì)量為10－3kg、速度為10－2m/s的小球，其德布羅意波長約為10－D．人們常利用熱中子研究晶體的結(jié)構(gòu)，因為熱中子的德布羅意波長一晶體中原子間距大致相同8、發(fā)出白光的細線光源ab，長度為l0，豎直放置，上端a恰好ab水在水面以下，如圖?，F(xiàn)考慮線光源ab水中的虛線)的細光速經(jīng)水面折射后所成的像，由于水對光有色散作用，若以l1表示紅光成的像的長度，l2表示紫光成的像的長度，則（） A．l1<l2<l0 B．l1>l2>l0 C．l2>l1>l0 D．l2<l1<l9、在醫(yī)學上，光導纖維可以制成內(nèi)窺鏡，用來檢查人體胃、腸、氣管等器官的內(nèi)部．內(nèi)窺鏡有兩組光導纖維，一組用來把光輸送到人體內(nèi)部，另一組用來進行觀察．光在光導纖維中的傳輸利用了（） A．光的折射 B．光的衍射 C．光的干涉 D．光的全反射10、如圖所示，激光液面控制儀的原理是：固定的一束激光AO以入射角i照射到水平面上，反射光OB射到水平放置的光屏上，屏上用光電管將光訊號轉(zhuǎn)換為電訊號，電訊號輸入控制系統(tǒng)來控制液面的高度，若發(fā)現(xiàn)光點在屏上向右移動了△s距離，即射到點，則液面的高度變化是（）A.液面降低B.液面升高C.液面降低D.液面升高11、某種色光，在真空中的頻率為，波長為，光速為c，射入折射率為n的介質(zhì)中時，下列關(guān)系中正確的是（）A.速度是c，頻率為，波長為B.速度是c/n,頻率為／n，波長為/nC.速度是c/n,頻率為，波長為/nD.速度是c/n,頻率為，波長為12、如圖所示，MN是位于水平平面內(nèi)的光屏，放在水平面上的半圓柱形玻璃磚的平面部分ab及屏平行，由光源S發(fā)出的一束白光從半圓沿半徑射入玻璃磚，通過圓心O再射到屏上，在豎直平面內(nèi)以O點為圓心沿逆時針方向緩緩轉(zhuǎn)動玻璃磚，在光屏上出現(xiàn)了彩色光帶，當玻璃磚轉(zhuǎn)動角度大于某一值，屏上彩色光帶中的某種顏色的色光首先消失，有關(guān)彩色光的排列順序和最先消失的色光是（）A．左紅右紫，紅光B．左紅右紫，紫光C．左紫右紅，紅光D．左紫右紅，紫光13、如圖所示，一細束白光通過三棱鏡折射后分為各種單色光，取其中a、b、c三種單色光，并同時做如下實驗：①讓這三種單色光分別通過同一雙縫干涉裝置在光屏上產(chǎn)生干涉條紋（雙縫間距和縫屏間距不變）；②讓這三種單色光分別照射鋅板；③讓這三種單色光分別垂直投射到一條直光纖的端面上；下列說法中正確的是（）A．如果單色光b能產(chǎn)生光電效應，則單色光a一定能產(chǎn)生光電效應B．單色光c的波動性最顯著C．單色光a穿過光纖的時間最長D．單色光c形成的干涉條紋間距最小14、如圖所示,是半圓柱形玻璃體的對稱面和紙面的交線，A、B是關(guān)于軸等距且平行的兩束不同單色細光束，從玻璃射出后相交于下方的P點，由此可以得出的結(jié)論是（）A.在玻璃中，A光比B光的速度小B.玻璃對A光的折射率比對B光的折射率小C.空氣中，A光的波長比B光的波長長D.A光的光子能量比B光的光子能量大15、如圖所示，已知用光子能量為2.82eV的紫光照射光電管中的金屬涂層時，毫安表的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。若將電路中的滑動變阻器的滑頭P向右移動到某一位置時，毫安表的讀數(shù)恰好減小到零，電壓表讀數(shù)為1V，則該金屬涂層的逸出功約為（）A.2.9×10-19JB.4.5×10-19JC.2.9×10-26JD.4.5×10-26J16、如圖所示，讓太陽光通過M上的小孔S后照射到M右方的一偏振片P上，P的右側(cè)再放一光屏Q，現(xiàn)使P繞著平行于光傳播方向的軸勻速轉(zhuǎn)動一周，則關(guān)于光屏Q上光的亮度變化情況，下列說法中正確的是（）A．只有當偏振片