高考物理詳解詳析：光的本性物理光學(xué)

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1、光的本性物理光學(xué)物理光學(xué)光的本性學(xué)說(shuō)發(fā)展史光的波粒二象性粒子性――光電效應(yīng)微粒說(shuō)（牛頓）波動(dòng)說(shuō)（惠更斯）電磁說(shuō)（麥克斯韋）光子說(shuō)（愛(ài)因斯坦）光的波粒二象說(shuō)光的干涉波動(dòng)性光的衍射知識(shí)網(wǎng)絡(luò)：一、粒子說(shuō)和波動(dòng)說(shuō)1、微粒說(shuō)——（牛頓）認(rèn)為個(gè)光是粒子流，從光源出發(fā)，在均勻介質(zhì)中遵循力學(xué)規(guī)律做勻速直線運(yùn)動(dòng)。成功——直線傳播（勻速直線運(yùn)動(dòng)）、反射（經(jīng)典粒子打在界面上）困難——干涉，衍射（波的特性），折射（粒子受到界面的吸引和排斥：折射角、不能一視同仁），光線交叉2、波動(dòng)說(shuō)——（荷蘭）惠更斯、（法）菲涅爾，光在“以太”中以某種振動(dòng)向外傳播

2、成功——反射、折射、干涉、衍射困難——光電效應(yīng)、康普頓效應(yīng)、偏振19世紀(jì)以前，微粒說(shuō)一直占上風(fēng)（1）人們習(xí)慣用經(jīng)典的機(jī)械波的理論去理解光的本性。（2）牛頓的威望（3）波動(dòng)理論本身不夠完善（以太、惠更斯無(wú)法科學(xué)的給出周期和波長(zhǎng)的概念）3、光的電磁說(shuō)——（英）麥克斯韋，光是一種電磁波4、光電效應(yīng)——證明光具有粒子性二、光的雙縫干涉——證明光是一種波1、實(shí)驗(yàn)18，（英）托馬斯·楊單色光單孔屏雙孔屏接收屏2、現(xiàn)象（1）接收屏上看到明暗相間的等寬等距條紋。中央亮條紋（2）波長(zhǎng)越大，條紋越寬（3）如果用復(fù)色光（白），出現(xiàn)彩色條紋。中央

3、復(fù)色（白）原因：相干光源在屏上疊加（加強(qiáng)或減弱）3、小孔的作用：產(chǎn)生同頻率的光雙孔的作用：產(chǎn)生相干光源（頻率相同，步調(diào)一致，兩小孔出來(lái)的光是完全相同的。）4、條紋的亮暗L2—L1=（2K+1）λ/2弱L2—L1=2K*λ/2=Kλ強(qiáng)5、條紋間距∝波長(zhǎng)△X=λL/d波長(zhǎng)雙縫到屏的距離雙縫距離6、1m=109nm1m=1010A【例1】用綠光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，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(shuō)法中正確的有（C）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

4、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將增大三、薄膜干涉——光是一種波1、實(shí)驗(yàn)酒精中撒鈉鹽，火焰發(fā)出單色的黃光2、現(xiàn)象（1）薄膜的反射光中看到了明暗相間的條紋。條紋等寬（2）波長(zhǎng)越大，條紋越寬（3）如果用復(fù)色光，出現(xiàn)彩色條紋3、原因——從前后表面反射回來(lái)的兩列頻率相同的光波疊加，峰峰強(qiáng)、谷谷強(qiáng)、峰谷弱（陽(yáng)光下的肥皂泡、水面上的油膜、壓緊的兩塊玻璃）1、科技技上的應(yīng)用（1）查平面的平整程度單色光入射，a的下表面與b的上表面反射光疊加，出現(xiàn)明暗相間的條紋，如果被檢查的平

5、面是平的，那么空氣厚度相同的各點(diǎn)就位于同一條直線上，干涉后得到的是直條紋，否則條紋彎曲。（2）增透膜膜的厚度為入射光在薄膜中波長(zhǎng)的1/4倍時(shí)，從薄膜的兩個(gè)面反射的波相遇，峰谷疊加，反射減，抵消黃、綠光，鏡頭呈淡紫色?！纠?】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壞視力。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)眼睛的傷害的眼鏡。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8.1×1014Hz，那么它設(shè)計(jì)的這種“增反膜”的厚度至少是多少？解：

6、為了減少進(jìn)入眼睛的紫外線，應(yīng)該使入射光分別從該膜的前后兩個(gè)表面反射形成的光疊加后加強(qiáng)，因此光程差應(yīng)該是波長(zhǎng)的整數(shù)倍，因此膜的厚度至少是紫外線在膜中波長(zhǎng)的1/2。紫外線在真空中的波長(zhǎng)是λ=c/ν=3.7×10-7m，在膜中的波長(zhǎng)是λ/=λ/n=2.47×10-7m，因此膜的厚度至少是1.2×10-7m。四．光的衍射——光是一種波1、實(shí)驗(yàn)a單縫衍射b小孔衍射光繞過(guò)直線路徑到障礙物的陰影里去的現(xiàn)象，稱光的衍射，其條紋稱衍射條紋2、條紋的特點(diǎn)：條紋寬度不相同，正中央是亮條紋，最寬最亮，若復(fù)色光（白），彩色條紋，中央復(fù)色（白）3、泊

7、送亮斑——（法）菲涅爾理論泊松數(shù)學(xué)推導(dǎo)4、光的直線傳播是近似規(guī)律五．光的電磁說(shuō)——麥克斯韋根據(jù)電磁波與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(shuō)，赫茲用實(shí)驗(yàn)證明了光的電磁說(shuō)的正確性。1、電磁波譜：波長(zhǎng)從大到小排列順序?yàn)椋簾o(wú)線電波、紅外線（一切物體都放出紅外線，18，英國(guó)赫謝爾）、可見(jiàn)光、紫外線（一切高溫物體，如太陽(yáng)、弧光燈發(fā)出的光都含有紫外線，18，德國(guó)里特）、X射線（高速電子流照射到任何固體上都會(huì)產(chǎn)生x射線，1895年，德國(guó)倫琴，）、γ射線。各種電磁波中，除可見(jiàn)光以外，相鄰兩個(gè)波段間都有重疊。

8、各種電磁波的產(chǎn)生機(jī)理分別是：無(wú)線電波是振蕩電路中自由電子的周期性運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的；紅外線、可見(jiàn)光、紫外線是原子的外層電子受到激發(fā)后產(chǎn)生的；倫琴射線是原子的內(nèi)層電子受到激發(fā)后產(chǎn)生的；γ射線是原子核受到激發(fā)后產(chǎn)生的。2、各種電磁波的產(chǎn)生、特性及應(yīng)用。電磁波產(chǎn)生機(jī)理特性應(yīng)用無(wú)線電波LC電路中的周期性振蕩波動(dòng)性強(qiáng)無(wú)線