高中物理知識點(diǎn)總結(jié)：光的波粒二象性

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1、-一.教學(xué)內(nèi)容：光的波粒二象性［學(xué)習(xí)過程］一.能說明光具有波動(dòng)性的實(shí)驗(yàn)光的干涉及衍射實(shí)驗(yàn)1.光的干涉及衍射產(chǎn)生條件典型實(shí)驗(yàn)圖樣特點(diǎn)干涉相干光源（f相同）雙縫干涉等寬明暗相間的條紋衍射障礙物或小孔的尺寸單縫、圓孔、越窄，衍射明顯不等寬跟光波波長差不多圓盤中央亮而寬，邊緣暗而窄a.干涉條紋間距△x：兩個(gè)相鄰的亮（暗）條紋間距b.明暗條紋分布規(guī)律：光程差δ＝r2－r1中央第一級第二級亮紋δ＝nλ振動(dòng)加強(qiáng)n＝0n＝1n＝2----增透膜：λ：綠光在增透膜中的波長注：①對光的衍射條紋，縫越窄，衍射現(xiàn)象明顯，衍射條紋間距越大?？p寬一定時(shí)，波長越長的光，衍射現(xiàn)象明顯。②白光的衍射條紋：中央白條紋，

2、兩邊彩色條紋，紅光在外側(cè)。白光的干涉條紋：中央白條紋，兩邊彩色條紋，紅光在外側(cè)。4.光的偏振（1）偏振光的產(chǎn)生方式：①自然光通過起偏器：通過兩個(gè)軸的偏振片觀察自然光，第一個(gè)偏振片的作用是把自然光變偏振光，叫起偏器。第二個(gè)偏振片的作用是檢驗(yàn)光是否為偏振光，叫檢偏器。其次，偏振片并非刻有狹縫，而是具有一種特性，即存在一個(gè)偏振化方向，只讓平行于該方向振動(dòng)的光通過，其他振動(dòng)方向的光被吸收了。②自然光射到兩種介質(zhì)的交界面上，如果光入射的方向合適，使反射光和折射光之間的夾角恰好是90°時(shí)，反射光和折射光都是偏振光，且偏振方向相互垂直。（2）偏振光的理論意義和應(yīng)用：①理論意義：光的干涉和衍射現(xiàn)象充

3、分說明了光是波，但不能確定光波是橫波還是縱波。光的偏振現(xiàn)象說明光波是橫波。②應(yīng)用：照相機(jī)鏡頭、立體電影、消除車燈眩光等等。----二.光的粒子性（光電效應(yīng)B類要求）----1.光電效應(yīng)（1）在光的照射下從物體表面發(fā)射電子的現(xiàn)象叫光電效應(yīng)。發(fā)射出的電子叫光電子。（2）演示實(shí)驗(yàn)2.光電效應(yīng)的規(guī)律（1）瞬時(shí)性10-9S，從光照到發(fā)射電子幾乎是同時(shí)的（2）任何金屬存在一個(gè)極限頻率，只有v入射>v極限發(fā)生（3）逸出光電子的最大初動(dòng)能與入射光強(qiáng)度無關(guān)，只隨ν入射增大而增大（4）在入射光強(qiáng)度不變時(shí)，入射光強(qiáng)增加，光電流增大，飽和光電流與入射光強(qiáng)度成正比。I飽和光電流與λ入射光強(qiáng)度成正比不加電壓，少

4、量光電子到陽極，光電流小。加電壓，較多光電子到陽極，光電流大。電壓大到一定程度，光電流就不再增大，達(dá)到飽和光電流。入射光強(qiáng)度：單位時(shí)間單位面積入射光的能量。E＝nhv，v不變，增大光強(qiáng)，光子數(shù)變大。----3.愛因斯坦光子說：光是由一個(gè)個(gè)光子構(gòu)成，每個(gè)光子能量：E＝hv，h：普朗克常量。v0不同v不變時(shí)，增大I入射，光子數(shù)增多，光電子數(shù)越多，光電流大4.光的波粒二象性解析：知P點(diǎn)與S1和S2的距離之差，由出現(xiàn)明暗條紋的條件可判斷是亮條紋或暗條紋。----由此可知，B光在空氣中波長----由光程差δ和波長λ的關(guān)系：可見，用B光做光源，P點(diǎn)為亮條紋。例2.劈尖干涉是一種薄膜干涉，其裝置如

5、圖2甲所示，將一塊平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夾入兩張紙片，從而在兩玻璃表面之間形成一個(gè)劈形空氣薄膜。當(dāng)光垂直入射后，從上往下看到的干涉條紋如圖乙所示。干涉條紋有如下特點(diǎn)：（1）任意一條明條紋或暗條紋所在位置下面的薄膜厚度相等；（2）任意相鄰明條紋和暗條紋所對應(yīng)的薄膜厚度差恒定?，F(xiàn)若在圖甲裝置中抽去一張紙片，則當(dāng)光垂直入射到新的劈形空氣薄膜后，從上往下觀察到的干涉條紋（）A.變疏B.變密C.不變D.消失（2003年上海高考試題）解析：因?yàn)橄噜弮蓚€(gè)明紋位置的空氣膜高度差和夾角的關(guān)系為：△h＝l為相鄰明紋的距離）∴變疏，選A答案：A規(guī)律總結(jié)：抓住本題所給的條件是任意相鄰明紋對應(yīng)

6、的薄膜高度差不變。弄清條紋間距的決定因素。例3.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(dòng)能會發(fā)生什么變化？（1）增大光強(qiáng)而不改變光的頻率；----（2）用一束強(qiáng)度更大的紅光代替黃光；（3）用強(qiáng)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。（1）增大光強(qiáng)而不改變光的頻率，意味著單位時(shí)間內(nèi)入射光子數(shù)增多而每個(gè)光子能量不變，根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程，逸出的光電子最大初動(dòng)能不變，但光電子數(shù)目增大。（2）用一束強(qiáng)度更大的紅光代替黃光，紅光光子的頻率小于該

7、金屬的極限頻率，所以無光電子逸出。（3）用強(qiáng)度相同的紫光代替黃光，因?yàn)橐粋€(gè)紫光光子的能量大于一個(gè)黃光光子的能量，而強(qiáng)度相同，因而單位時(shí)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(yīng)方程，光電子的最大初動(dòng)能將增大。例4.如圖3所示，陰極K用極限波長λ0＝0.66μm的金屬銫制成，用波長λ＝0.50μm的綠光照射陰極K，調(diào)整兩個(gè)極板電壓，當(dāng)A板電壓比陰極高出2.5V時(shí)，光電流達(dá)到飽和，電流表示數(shù)為0.64μA，求：（1）每秒