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光的本性(上課使用)(留存版)

2025-01-22 07:33上一頁面

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【正文】 射說明光是波。當(dāng)圖中電流表 G讀數(shù)為零時,伏特表 V中的讀數(shù)就是 圖乙 中的 U。實驗結(jié)果證明這個設(shè)想是正確的。 基本知識點 1. 關(guān)于光的波粒二象性,下面說法中錯誤的是 ( ) A.大量光子的效果往往顯示波動性,個別光子產(chǎn)生的效果往往顯示出粒子性 B.光在傳播時往往表現(xiàn)波動性,光在跟物質(zhì)相互作用時往往表現(xiàn)出粒子性; C.頻率大的光粒子性顯著,頻率小的光波動性顯著; D.光既有波動性,又有粒子性,兩者相互矛盾,是不能統(tǒng)一的。 A B D 例 已知每秒鐘從太陽射到地球上垂直于太陽光的每平方米截面上的輻射能為 10 3 J,其中可見光約占 45%。 基礎(chǔ)練習(xí) 光的波粒二象性 具光有波動性,為電磁波,同時又具有粒子性。 多次實驗結(jié)論是 : 基本知識點 光電效應(yīng)的規(guī)律 : ① 各種金屬都存在極限頻率 ν 0, 只有 ν ≥ ν 0 才能發(fā)生光電效應(yīng); ② 光電子的最大初動能與入射光的強度無關(guān) ,只隨入光的頻率增大而增大; ③ 瞬時性 ( 光電子的產(chǎn)生不超過 109s) ; ④ 當(dāng)入射光的頻率大于極限頻率時 , 光電流的 強度與入光的強度成正比 。 實驗結(jié)論 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產(chǎn)生光電效應(yīng),低于這個頻率的光,無論光強怎樣大,也不能產(chǎn)生光電效應(yīng)。如果改變凸透鏡和平板玻璃間的壓力,能使其間空氣薄膜的厚度發(fā)生微小變化,條紋就會移動。 干涉法檢查精密部件的表面 取一個透明的標(biāo)準(zhǔn)樣板,放在待檢查的部件表面并在一端墊一薄片,使樣板的平面與被檢查的平面間形成一個楔形空氣膜,用單色光從上面照射,入射光從空氣層的上下表面反射出兩列光形成相干光,從反射光中就會看到干涉條紋,如圖 23甲所示。 薄膜干涉 基本知識點 豎立的肥皂膜在重力的作用下形成上薄下厚的楔形,當(dāng)光照在薄膜上時,從膜的前后表面各反射回一列光波,這兩列波即是頻率相同的相干光波,由于薄膜的厚度不同,這兩列光波的路程差不同。白光干涉后能產(chǎn)生很漂亮的條紋。 19世紀(jì)初人們在實驗室成功觀測到光的干涉、衍射現(xiàn)象,證明了波動說的正確。 紅光的波長最長,紫光的波長最短。顯然增透膜的 厚度 應(yīng)該等于光在該介質(zhì)中 波長的 1/4。若用白光入射,將觀察到彩色圓環(huán)。 圓屏衍射 圓孔衍射 鋼針的衍射 基本知識點 用激光做實驗效果好,如圖 3所示, S為點源,當(dāng)檔板小孔較大,在光屏上出現(xiàn)亮斑,亮斑大小由光沿直線傳播規(guī)律決定如甲、乙圖示規(guī)律,當(dāng)小孔很小時,光斑不僅不減小反而增大,出現(xiàn)明暗相間的圓環(huán),光線能傳播到被擋板擋住的區(qū)域,如圖所示。 實驗結(jié)果 即使入射光強度非常弱,只要入射光頻率大于極限頻率,電流表指針也幾乎隨著入射光照射立即偏轉(zhuǎn),精確實驗表明, 光電子發(fā)射至光電流產(chǎn)最多相差 109秒。波粒二象性中所說的粒子,是指其不連續(xù)性,是一份能量。 基礎(chǔ)練習(xí) 5.下面關(guān)于光現(xiàn)象的敘述,正確的是 ( ) ,在后面屏上出現(xiàn)彩色的條紋,是光的衍射現(xiàn)象 6. 關(guān)于光學(xué)裝置上的增透膜,下列說法中錯誤的是( ) ①照相機的鏡頭上涂一層增透膜后,可提高成像的藝術(shù)效果; ②光學(xué)鏡頭上涂增透膜是為了使入射的各種色光都不發(fā)生反射; ③增透膜的厚度應(yīng)是入射光波長的四分之一; ④涂有增透膜的鏡頭,看上去呈淡紫色,說明增透膜增強了鏡頭對紫光的透射程度。 基礎(chǔ)練習(xí) ,得到如下結(jié)果: (1)任何一種金屬都有一個( ),入射光的 ( )必須大于( ),才能產(chǎn)生光電效應(yīng)。 ⑵ ν 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。但是,當(dāng) K、 A間電壓足夠大后,電流表讀數(shù)不再改變,這就是 飽和光電流 。 ★ 光的干涉、衍射現(xiàn)象說明光具有波動性。平凸透鏡的凸球面和玻璃平板之間形成一個厚度均勻變化的圓尖劈形空氣簿膜,當(dāng)平行光垂直射向平凸透鏡時,從尖劈形空氣膜上、下表面反射的兩束光相互疊加而產(chǎn)生干涉。在膜的厚度等于光波長的 1/4時,光恰好實現(xiàn)波峰與波谷相疊加,實現(xiàn)干涉相消,使其合振幅接近于零,即反射光的總強度接近于零,從總效果上看,相當(dāng)于光幾乎不發(fā)生反射而透過薄膜,因而 增透膜作用 大大減少了光的反射損失,增強了透射光的強度。 基本知識點 肥皂泡上的彩色干涉條紋 蟬翼上的彩色干涉條紋 油膜上的彩色干涉條紋 二、薄膜干涉 基本知識點
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