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《專題18：物理光學new》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、物理光學一、典型例題：[例1]在雙縫干涉實驗中，以白光為光源，在屏幕上觀察到了彩色干涉條紋，若在雙縫中的一縫前放一紅色濾光片（只能透過紅光），另一縫前放一綠色濾光片（只能透過綠光），這時（）A、只有紅色和綠色的雙縫干涉條紋，其他顏色的雙縫干涉條紋消失B、紅色和綠色的雙縫干涉條紋消失，其他顏色的雙縫干涉條紋依然存在C、任何顏色的雙縫干涉條紋都不存在，但屏上仍有光亮D、屏上無任何光亮[解析]在雙縫干涉實驗的裝置中，縫的寬度跟光的波長相差不多，在雙縫分別放上紅色和綠色濾光片之后，由于紅光和綠光的頻率不相等，在光屏上不可再出現(xiàn)干涉條紋了，但由于滿足
2、產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的條件，所以在屏上將同時出現(xiàn)紅光和綠光的衍射條紋，故正確的選項為C。[例2]某金屬在一束黃光照射下，恰好能有電子逸出（即用頻率小于這種黃光的光線照射就不可能有電子逸出），在下述情況下，逸出電子的多少和電子的最大初動能會發(fā)生什么變化？⑴增大光強而不改變光的頻率；⑵用一束強度更大的紅光代替黃光；⑶用強度相同的紫光代替黃光。[解析]“正好有電子逸出”，說明此種黃光的頻率恰為該種金屬的極限頻率。⑴增大光強而不改變光的頻率，意味著單位時間內(nèi)入射光子數(shù)增多而每個光子能量不變，根據(jù)愛因斯坦光電效應方程，逸出的光電子最大初動能不變，但光電子
3、數(shù)目增大。⑵用一束強度更大的紅光代替黃光，紅光光子的頻率小于該金屬的極限頻率，所以無光電子逸出。⑶用強度相同的紫光代替黃光，因為一個紫光光子的能量大于一個黃光光子的能量，而強度相同，因而單位時間內(nèi)射向金屬的紫光光子數(shù)將比原來少，因此，逸出的電子數(shù)將減少，但據(jù)愛因斯坦光電效應方程，光電子的最大初動能將增大。[例3]把一個凸透鏡的彎曲表面壓在另一個玻璃平面上，讓光從上方射入（圖甲），這時可以看到亮暗相間的同心圓（圖乙），這個現(xiàn)象是牛頓首先發(fā)現(xiàn)的，這些同心圓叫做牛頓環(huán)，解釋為什么會出現(xiàn)牛頓環(huán)。7[解析]凸透鏡的彎曲上表面反射的光和下面的玻璃平面向
4、上反射的光相互疊加，由于來自這兩個面的反射的光的路程差不同，在有些位置相互加強，在有些位置相互削弱，因此出現(xiàn)了同心圓狀的明暗相間的條紋。[例4]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，條紋變疏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[解析]楔形空氣層的上下兩個表面反射的兩列光波發(fā)生干涉，空氣層厚度相同的地方
5、，兩列波的路程差相同，故如果被測表面是平的，干涉條紋就是一組平行的直線，如上圖，當劈角為α時，相鄰兩條紋間等于，當劈角增大為β時，相鄰的條紋左移至A’、C’處，條紋間距變?yōu)?。設－=△s，則－=△s，故=，=。因為β>α，所以>，故劈角增大時，條紋變密。同理，當上玻璃板平行上移時，易得A’C’CA為平行四邊形，所以條紋向壁尖移動，且間距不變，本題選B、C。二、課堂練習1、先后用兩種不同的單色光，在相同的條件下用同一雙縫干涉裝置做實驗，在屏幕上相鄰的兩條亮紋間距不同，其中間距較大的那種單色光比另一種單色光①在真空中的波長較短②在玻璃中傳播速度較
6、大③在玻璃中傳播時，玻璃的折射率較大④其光子的能量較小以上說法正確的是（）A、①③B、②④C、①④D、②③2、a、b是兩束相互平行的單色可見光，當它們從空氣射入水中時各自發(fā)生如圖所示的折射現(xiàn)象，已知折射角r1>r2，由此可以判定（）①a光光子能量??；②在水中b光波長長一些；③讓它們在同一雙縫上發(fā)生干涉，所得相鄰兩條干涉條紋間距△xa>△xb；④a、b從水中射入空氣時，則a光的臨界角小一些。A、只有①②B、只有①③7C、只有②④D、只有②③3、下列說法正確的是：A、光波是一種概率波B、光波是一種電磁波C、單色光從密介質進入光疏介質時，光子的能
7、量改變D、單色光從光密介質進入光疏介質時，光的波長不變4、神光“II”裝置是我國規(guī)模最大、國際上為數(shù)不多的高功率固體激光系統(tǒng)，利用它可獲得能量為2400J、波長λ為0.35μm的紫外激光。已知普朗克恒星h=6.63×10－34J·s，則該紫外激光所含光子數(shù)為多少個。（取兩位有效數(shù)字）5、太陽光垂直射到地面上時，1m2地面接受的太陽光的功率為1.4kW，其中可見光部分約占45%。⑴假如認為可見光的波長約為0.55μm，日地間距離R=1.5×1011m，普朗克恒量h=6.6×10－34J·s，估算太陽每秒輻射出的可見光光子為多少。⑵若已知地球的
8、半徑r=6.4×106m，估算地球接受的太陽光的總功率。6、已知鋅板的極限波長λO=372nm，氫原子的基態(tài)能量為－13.6eV，若氫原子的核外電子從量子數(shù)n=2躍遷到n=1時所
