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1、高三物理学习指导（三）,光的波动性和粒子性,概述：,本部分又称为物理光学，主要学习人类对光的本性的认识。光的干涉和衍射实验证明光具有粒子性，并推动了光的波动学说的发展，光的电磁说揭示了光现象的电磁本质；光电效应的发现，又确凿无疑地说明光还具有粒子性。 光具有波粒二象性。,一、基本知识和规律,（一）光的波动性,光的干涉 光的衍射 光的电磁说,光的干涉：,单色光双缝干涉分析 不同色光干涉比较 结论 应用：薄膜干涉,不同色光通过同一双缝产生的干涉图样,（1）同一实验中，任意两个相邻的亮纹或暗纹间的距离是相等的； （2）相邻的亮纹或暗纹间的距离 x=（l/d） （3）与l、d、三因素有关，当l、d相同
2、条件下，与成正比，所以红光和紫光分别做实验得到的条纹间隔是不同的，红光的波长比紫光的波长长，因而红光干涉条纹比紫光宽. 干涉条件：频率相同,薄膜干涉分析 应用,薄膜干涉在技术上的应用： （1）检查金属部件表面的平滑性 （2）增透膜：涂在透镜表面的一层 可以增加透射减少反射的薄膜。,光的衍射：,1.光的衍射：光离开直线路径绕到障碍物阴影区域内的现象叫光的衍射.任何障碍物都要吧使光发生衍射. 2.产生明显衍射的条件：障碍物或小孔尺寸跟光的波长相差不多或比光的波长小. 3.明显衍射的现象 （1）白光的单缝衍射：中央宽、亮的白色条纹；两侧窄、暗的彩色条纹； （2）单色光的单缝衍射：中央宽、亮的明条纹；
3、两侧明暗相间的条纹，条纹间距向两侧越来越窄.,光的电磁说：,19世纪60年代，英国物理学家麦克斯韦提出电磁场的理论，预见了电磁波的存在，并提出电磁波是横波，传播的速度等于光速.根据它跟光波的这些相似性，指出“光波是一种电磁波”光的电磁说.1888年赫兹用实验证实了电磁波的存在，测得它传播的速度等于光速，与麦克斯韦的预言符合得相当好，证实了光的电磁说是正确的.,（二）光的粒子性,一、光电效应 1.在光（包括不可见光）照射下从物体发射出电子（即光电子）的现象叫做光电效应. 2.光电效应的规律 （1）任何一种金属，都有一个极限频率，入射光频率必须达到并大于这个极限频率才能产生光电效应. （2）光电子
4、的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光频率的增大而增大（线性关系）. （3）入射光照到金属上时，光电子的发射几乎是瞬时的(t10-9秒). （4）当入射光频率大于极限频率时，光电流的强度与入射光强度成正比.,二、光子说 在普朗克（德国物理学家）认为电磁波的能量是不连续的基础上，爱因斯坦提出光子说，即空间传播的是一份一份地进行的，每一份的能量等于hv，每一份叫一个光子.v是光的频率. 三、爱因斯坦光电方程,（三）光的波粒二象性,光既具有波动性又具有粒子性，也就是说光具有波粒二象性.,二、典型问题分析,红光和紫光相比， A.红光光子的能量较大；在同一种介质中传播时红光的速度较大 B.红光光子的
5、能量较小；在同一种介质中传播时红光的速度较大 C.红光光子的能量较大；在同一种介质中传播时红光的速度较小 D.红光光子的能量较小；在同一种介质中传播时红光的速度较小,答案：B,已知能使某金属产生光电效应的极限频率为0， A.当用频率为20的单色光照射该金属时，一定能产生光电子 B.当用频率为20的单色光照射该金属时，所产生的光电子的最大初动能为h0 C.当照射光的频率大于0时，若增大，则逸出功增大,答案：AB,下面四种与光有关的事实中，与光的干涉有关的是（ ） A用光导纤维传播信号 B用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度 C一束白光通过三棱镜形成彩色光带 D水面上的油膜呈现彩色,答案：BD,图示是用干涉检查某块厚玻璃板的上表面是否平的装置。所用单色光是用普通光源加滤光片产生的，检查中所观察到的干涉条纹是由下列哪两个表面反射的光线叠加而成的（ ） Aa的上表面和b的下表面. Ba的上表面和b的上表面 Ca的下表面和b的下表面 Da的下表面和b的上表面,答案：D,答案：B,答案：AD,答案：A,