光学原子物理-教育家名师.DOC

光学原子物理 光的反射和折射 1.?光的直线传播，本影和半影。 2.光的反射、反射定律、平面镜成像的作图法。* 3.光的折射、折射定律、折射率、全反射和临界角。* 4.光导纤维。 5.棱镜、光的色散。 光的直线传播 光的直线传播---同一种均匀介质中宏观上沿直线传播（不考虑光的衍射）。 本影---光线完全照射不到的区域。 半影---部分光线照射不到的区域。 光的反射 光的反射---光照射到物体表面的时候，总有一部分光被反射回去的现象。 反射定律---三线共面、法线居中、反射角等于入射角（传播方向一定变化，传播速度一定不变）。 平面镜成像的作图法---利用光的反射定律，虚像和物体关于平面镜为对称。 光的折射 光的折射---光从一种介质进入另一种介质中时，传播方向通常发生改变的现象（垂直入射除外） 折射定律---三线共面、法线居中； 垂直入射时，折射角等于入射角等于0度。 斜射时，入射角的正弦与折射角的正弦成正比。 折射率---光从真空中射入介质中时，入射角的正弦与折射角的正弦的比值，叫这种介质的折射率。 计算： 全反射 全反射---光从光密质（n大的）射入光疏质（n小的）时，光全部反射（没有折射）的现象。 条件---（1）光从密质进入疏质；（2）入射角 i 大于临界角C。 临界角---刚好发生全反射时的入射角，此时折射角等于90度。 计算--- 应用---蜃景、光导纤维。 光的色散 全反射棱镜---截面为等腰直角三角形的棱镜。 光的色散---原因棱镜材料对不同色光的的折射率不同。对红光的折射率最小---偏折较少； 对紫光的折射率最大---偏折较多。 红橙黄绿蓝靛紫七色光的频率越来越大。 光的波动性和微粒性 1.?光的本性说的发展简史。 2.光的干涉现象、双缝干涉、薄膜干涉，双缝干涉的条纹间距与波长的关系。 3.光的衍射。 4.光的偏振现象。 5.光谱和光谱分析，红外线、紫外线、X射线、γ射线以及它们的应用，光的电磁本性，电磁波谱。 6.光电效应、光子、爱因斯坦光电效应方程。* 7.光的波粒二象性，物质波。 8.激光的特性及应用。 光的本性说的发展简史 17世纪---牛顿：光的微粒说；惠更斯：光的波动说。 1801英国的托马斯●杨---光的干涉实验成功。 19世纪60年代---迈克斯韦的电磁波的预言。 19世纪80年代末---赫兹验证了电磁波的存在。 19世纪末---光电效应。 20世纪初---爱因斯坦的光子说。 光即具有波动性，又具有粒子性。 光的干涉 光的干涉现象---相干光在屏上出现的明暗相间的条纹。 双缝干涉---光线通过单缝，再通过双缝（相干光源）在屏上出现明暗相间的条纹。 干涉相长---亮条纹 σ=nλ； 干涉相消---暗条纹 σ=（2n+1）λ/2 。 条纹宽度--- △x=Lλ/d 薄膜干涉---透明物体两个反射面的反射光线的叠加成干涉图样。 薄膜干涉应用：检查物体表面的光滑程度；增透膜。 光的衍射 定义---光绕过障碍物传播的现象。 明显衍射的条件---障碍物或小孔的尺寸与光的波长差不多，或比光的波长小。 现象---透过纱巾看、通过狭缝观察、光学显微镜、泊松亮斑。 光的偏振现象 现象---教材第三册光的偏振图片。 结论---光是一种横波。 应用---偏振镜头、计算器等等。 电磁波谱 光谱和光谱分析---用来分析物体的组成成分（原子光谱---明显光谱、暗线光谱） 满足--- 红外线---波长在770nm~106nm之间。一切物体都向外辐射红外线，它是热传递的一种方式。温度高、颜色深辐射力强。红外遥感、遥控、红外线频率根接近物体分子的固有频率，所以可以用来加热物体，主要体现热效应。 电磁波谱 紫外线---波长在400nm~5nm之间。有荧光作用、促进人体合成维生素D、消毒杀菌。 X射线---波长比紫外线还短。德国物理学家伦琴1895年发现的。穿透能力强，穿透物质的厚度跟物质的密度有关，工业上检查金属内部是否有砂眼、裂纹等缺陷，在医学上透视人体内的病变及骨骼。 γ射线---波长在10-10nm以下，电离作用非常小，贯穿本领很强，甚至能穿透几厘米厚的铅板。 光的电磁本性---光是一种电磁波。 电磁波谱---频率从低到高的顺序为：无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、x射线、 γ射线。 光电效应 光电效应---在光的照射下物体发射电子的现象，叫做光电效应。 波动说遇到的困惑--- 1.极限频率的问题，光电效应的条件是入射光的频率高于极限频率，而不是和入射光的强度有关； 2.光电效应的瞬时性，不超过10-9秒； 3.光电子的最大初动能只与入射光的频率有关，而与入射光的强度无关。 光子说 光子说---爱因斯坦（1879——1955）于1905年提出，在空