高二物理 光的本性 ppt.ppt

* * 高中物理第二册 第八章：光的本性 一、光的微粒说和波动说 二、双缝干涉 三、课堂小结 一、光的微粒说和波动说 （一）光的微粒说 （二）光的波动说 （三）关于光的本性的争论 （四）干涉现象和衍射现象的发现 （五）电磁说的提出 （六）光电效应及微粒性和波动性的统一 返回 光的微粒说：光是沿直线高速传播的粒子流 。 牛顿支持微粒说。人们都认为牛顿是微粒说的代表。牛顿于1675年曾提出：“光是一群难以想象的细微而迅速运动的大小不同的粒子”，这些粒子被发光体“一个接一个地发射出来”。 易解释：光的直进性、影的形成、光的反射和折射等现象。 难解释：（1）一束光入射到两种介质界面时，既有反射，又有折射。何种情况发生反射，何种情况下又发生折射呢?微粒说在解释这一点时遇到了很大的困难。 （2）两束光相遇后，为何仍能沿原方向传播这一常见的现象，微粒说则完全无能为力了。 返回 光的波动说：某种振动，以波的形式向四周围传播。 代表人物：是荷兰的物理学家惠更斯。 易解释：（1）光的反射、折射、光的反射和折射可以同时 发生。 例如：水波在传播时，反射与折射可以同时 发生 。 （2）两束光相遇后，为何仍能沿原方向传播这一 常见的现象。例如：水波在传播时，一列水波在与另一列水波相遇时，可以毫无影响的相互通过 。（演示） 难解释：光的直进性和影的形成。 返回 17世纪关于光的本性的争论：微粒说与波动说之争 光的微粒说和波动说在解释光学现象时，都各有成功的一面，但都不能完满地解释当时所了解的各种光学现象。 在其后的100多年中，主要由于牛顿的崇高地位及声望以及当时的波动说的本身的不完善，因而微粒说一直占主导地位。 返回 干涉现象：英国医生兼物理学家托马斯·杨于1801年进行了 著名的杨氏干涉实验。 衍射现象：法国工程师菲涅耳于1818年演示了小孔衍射。 干涉和衍射是波动的重要特征，从而光的波动说得到迅速发展。人类对光的本性的认识达到一个新的阶段。 返回 电磁说的提出：随着物理学各方面的发展，麦克斯韦提出了电磁波的理论，进而了光是电磁波的结论，惠更斯的波动说发展到了麦克斯韦的电磁说。 返回 光电效应：19世纪末，光电效应被发现，光的波动说在光电效应面前束手无策，人们又认识到了光确实具有粒子性。爱因斯坦提出了光的量子理论---光子说. 人们终于认识到光既具有波动性又具有粒子性。 返回 二、双缝干涉 一、光的干涉现象---杨氏干涉实验 二、运用光的波动理论进行分析 三、干涉条纹的间距与哪些因素有关 四、波长和频率 返回 （一）通过实验我们可以得到以下结论： （1）改变屏与缝之间的距离L----波长λ不变时， L越大亮（暗）纹间距越大。 （2）屏与缝之间距离不变，用不同的单色光进行实验： 波长大的亮（暗）纹间距大。 （3）L， λ不变，用双缝距离(d)不同的配件进行实验： d小的亮（暗）纹间距大。 下一步 三、干涉条纹的间距与哪些因素有关 返回 思考：（1）这是什么现象？演示 （2）是不是任何两列波在传播空间相遇都会 产生这样的现象？（干涉条件） 返回 一、光的干涉现象---杨氏干涉实验 （1）干涉现象的演示 （2）杨氏实验 返回 装置特点：（1）双缝很近 0.1mm， （2）双缝S1、S2与单缝S的距离相等， 目的：在两单缝S1、S2处光的振动不仅频率相同而且总是同相位。这样在S1和S2处就得到了满足光的干涉条件 的两束光。 单缝 双缝 红滤色片 S S1 S2 屏幕 下一步 干涉图样的特点： （1）形成明暗相间的条纹 （2）亮纹间等距、暗纹间等距 （3）两缝S1、S2中垂线与屏幕相交位置是亮 条纹---中央亮纹 提出问题：（1）为什么会出现这样的图象？ （2）怎样用波动理论进行解释？ 返回 二、运用光的波动理论进行分析 （1）演示两列频率相同，振动方向相同的两列波在一直线上叠加的情形。(演示） 结论一：（1）两列波在波峰和波峰相遇或波谷与波谷相遇时振幅变大，说明此点为振动加强点 。 （2）两列波在波峰和波谷