高考物理詳解詳析：光的本性物理光學

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1、高考資源網(wǎng)（ks5u.com）您身邊的高考專家光的本性物理光學物理光學光的本性學說發(fā)展史光的波粒二象性粒子性――光電效應(yīng)微粒說（牛頓）波動說（惠更斯）電磁說（麥克斯韋）光子說（愛因斯坦）光的波粒二象說光的干涉波動性光的衍射知識網(wǎng)絡(luò)：一、粒子說和波動說1、微粒說——（牛頓）認為個光是粒子流，從光源出發(fā)，在均勻介質(zhì)中遵循力學規(guī)律做勻速直線運動。成功——直線傳播（勻速直線運動）、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、波動說——（荷蘭）惠更斯、（法）菲涅爾，光在“以太”中以某種振動向外傳播成功——反射、折射、干

2、涉、衍射困難——光電效應(yīng)、康普頓效應(yīng)、偏振19世紀以前，微粒說一直占上風（1）人們習慣用經(jīng)典的機械波的理論去理解光的本性。（2）牛頓的威望（3）波動理論本身不夠完善（以太、惠更斯無法科學的給出周期和波長的概念）3、光的電磁說——（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、實驗1801年，（英）托馬斯·楊單色光單孔屏雙孔屏接收屏-8-www.ks5u.com版權(quán)所有@高考資源網(wǎng)高考資源網(wǎng)（ks5u.com）您身邊的高考專家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）波長越大，條紋越寬（3）如果用復(fù)色光（白），出現(xiàn)彩

3、色條紋。中央復(fù)色（白）原因：相干光源在屏上疊加（加強或減弱）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5、條紋間距∝波長△X=λL/d波長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（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

4、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、實驗酒精中撒鈉鹽，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的兩列頻率相同的光波疊加，峰峰強、谷谷強、峰谷弱（陽光下的肥皂泡、水面上的油膜、壓緊的兩塊玻璃）4、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-8-www.ks5u.com版權(quán)所有@高考資源網(wǎng)高考資源網(wǎng)（ks5u.com）您身邊的高考專家，如果被檢查的平面是平的，那么空氣厚度相同的

5、各點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的1/4倍時，從薄膜的兩個面反射的波相遇，峰谷疊加，反射減，抵消黃、綠光，鏡頭呈淡紫色。【例2】運動員在登雪山時要注意防止紫外線的過度照射，尤其是眼睛更不能長時間被紫外線照射，否則將會嚴重地損壞視力。有人想利用薄膜干涉的原理設(shè)計一種能大大減小紫外線對眼睛的傷害的眼鏡。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)計的這種“增反膜”的厚度至少是多少？解：為了減少進入眼睛的紫外線，應(yīng)該使入射光分別從該膜的前后兩個表面反射形成的光疊加后加強，因此光程差

6、應(yīng)該是波長的整數(shù)倍，因此膜的厚度至少是紫外線在膜中波長的1/2。紫外線在真空中的波長是λ=c/ν=3.7×10-7m，在膜中的波長是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、實驗a單縫衍射b小孔衍射光繞過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：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、泊送亮斑——（法）菲涅爾理論泊松數(shù)學推導(dǎo)4、光的直線傳播是近似規(guī)律五．光的電磁說——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

7、的電磁說，赫茲用實驗證明了光的電磁說的正確性。1、電磁波譜：波長從大到小排列順序為：無線電波、紅外線（一切物體都放出紅外線，1800年，英國赫謝爾）、可見光、紫外線（一切高溫物體，如太陽、弧光燈發(fā)出的光都含有紫外線，1801年，德國里特）、X射線（高速電子流照射到任何固體上都會產(chǎn)生x射線，1895年，德國倫琴，）、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。各種電磁波的產(chǎn)生機理分別是：無線電波是振蕩電路中