光學(xué)及近代物理-在線瀏覽
2024-09-14 13:47本頁面
【正文】 式可以測定單色光的波長。例12. 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。因此Δx與單縫到雙縫間的距離無關(guān)，于縫本身的寬度也無關(guān)。例13. 登山運(yùn)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(yán)重地?fù)p壞視力。他選用的薄膜材料的折射率為n=，1014Hz，那么它設(shè)計(jì)的這種“增反膜”的厚度至少是多少？解：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。注意關(guān)于衍射的表述一定要準(zhǔn)確。⑵發(fā)生明顯衍射的條件是：障礙物（或孔）的尺寸可以跟波長相比，甚至比波長還小。）⑶在發(fā)生明顯衍射的條件下，當(dāng)窄縫變窄時，亮斑的范圍變大，條紋間距離變大，而亮度變暗。 ⑴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，赫茲用實(shí)驗(yàn)證明了光的電磁說的正確性。波長從大到小排列順序?yàn)椋簾o線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線。各種電磁波的產(chǎn)生機(jī)理分別是：無線電波是振蕩電路中自由電子的周期性運(yùn)動產(chǎn)生的；紅外線、可見光、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。種 類產(chǎn) 生主要性質(zhì)應(yīng)用舉例紅外線一切物體都能發(fā)出熱效應(yīng)遙感、遙控、加熱紫外線一切高溫物體能發(fā)出化學(xué)效應(yīng)熒光、殺菌、合成VD2X射線陰極射線射到固體表面穿透能力強(qiáng)人體透視、金屬探傷⑷實(shí)驗(yàn)證明：物體輻射出的電磁波中輻射最強(qiáng)的波長λm和物體溫度T之間滿足關(guān)系λm可見高溫物體輻射出的電磁波頻率較高。⑸1014Hz，波長范圍是400770nm。其中廣播電臺用的電磁波波長為550m。解：電磁波的波長越長越容易發(fā)生明顯衍射，波長越短衍射越不明顯，表現(xiàn)出直線傳播性。因此本題的轉(zhuǎn)發(fā)站一定是轉(zhuǎn)發(fā)電視信號的，因?yàn)槠洳ㄩL太短。電源E給燈絲K加熱，從而發(fā)射出熱電子，熱電子在K、A間的強(qiáng)電場作用下高速向?qū)﹃帢OA飛去。下列說法中正確的有 、Q間應(yīng)接高壓直流電，且Q接正極 、Q間應(yīng)接高壓交流電 、A間是高速電子流即陰極射線，從A發(fā)出的是X射線即一種高頻電磁波 、Q間的交流電的頻率相同 解：K、A間的電場方向應(yīng)該始終是向左的，所以P、Q間應(yīng)接高壓直流電，且Q接正極。若P、Q間電壓為U，則X射線的頻率最高可達(dá)Ue/h。六、光的粒子性⑴在光的照射下物體發(fā)射電子的現(xiàn)象叫光電效應(yīng)。）⑵光電效應(yīng)的規(guī)律。⑶愛因斯坦的光子說。）例17. 對愛因斯坦光電效應(yīng)方程EK= hνW，下面的理解正確的有 ，那么從金屬中逸出的所有光電子都會具有同樣的初動能EK = hν0VAPK解：愛因斯坦光電效應(yīng)方程EK= hνW中的W表示從金屬表面直接中逸出的光電子克服金屬中正電荷引力做的功，因此是所有逸出的光電子中克服引力做功的最小值。其它光電子的初動能都小于這個值。由EK= hνW可知EK和ν之間是一次函數(shù)關(guān)系，但不是成正比關(guān)系。例18. 如圖，當(dāng)電鍵K斷開時，發(fā)現(xiàn)電流表讀數(shù)不為零。由此可知陰極材料的逸出功為 解：電流表讀數(shù)剛好為零說明剛好沒有光電子能夠到達(dá)陽極。選A。波粒二象性中所說的波是一種概率波，對大量光子才有意義。⑴個別光子的作用效果往往表現(xiàn)為粒子性；大量光子的作用效果往往表現(xiàn)為波動性。⑶光在傳播過程中往往表現(xiàn)出波動性；在與物質(zhì)發(fā)生作用時往往表現(xiàn)為粒子性。由以上兩式和波速公式c=λν還可以得出：E = p c。已知鋁的密度為ρ=103kg/m3，設(shè)激光束的光子全部被鋁球吸收，求鋁球的直徑是多大？（計(jì)算中可取π=3，g=10m/s2）16解：設(shè)每個激光光子的能量為E，動量為p，時間t內(nèi)射到鋁球上的光子數(shù)為n，激光束對鋁球的作用力為F，鋁球的直徑為d，則有：光子能量和動量間關(guān)系是E = p c，鋁球的重力和F平衡，因此F= ρg?πd3，由以上各式解得d=。（行星式模型）α粒子散射實(shí)驗(yàn)是用α粒子轟擊金箔，結(jié)果是絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后基本上仍沿原來的方向前進(jìn)，但是有少數(shù)α粒子發(fā)生了較大的偏轉(zhuǎn)。氫原子的能級圖n E/eV∞ 01 2 3 4 3E1E2E3盧瑟福由α粒子散射實(shí)驗(yàn)提出：在原子的中心有一個很小的核，叫原子核，原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里，帶負(fù)電的電子在核外空間運(yùn)動。（引入量子理論，量子化就是不連續(xù)性，整數(shù)n叫量子數(shù)。原子從低能級向高能級躍遷時只能吸收一定頻率的光子；而從某一能級到被電離可以吸收能量大于或等于電離能的任何頻率的光子。⑶玻爾理論的局限性。但由于它保留了過多的經(jīng)典物理理論（牛頓第二定律、向心力、庫侖力等），所以在解釋其他原子的光譜上都遇到很大的困難。停止照射后，發(fā)現(xiàn)該容器內(nèi)的氫能夠釋放出三種不同頻率的光子，它們的頻率由低到高依次為ννν3，由此可知，開始用來照射容器的單色光的光子能量可以表示為：①hν1；②hν3；③h(ν1+ν2)；④h(ν1+ν2+ν3) 以上表示式中 ①③正確 ②正確 321ν3ν2ν1②③正確 ④正確 解：該容器內(nèi)的氫能夠釋放出三種不同頻率的光子，說明這時氫原子處于第三能級。⑴熾熱的固體、液體和高壓氣體發(fā)出的光形成連續(xù)光譜。根據(jù)玻爾理論，不同原子的
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