高中物理知识点总结：光的波粒二象性.doc

- --- . 教学内容：光的波粒二象性［学习过程］ . 能说明光具有波动性的实验光的干涉及衍射实验 光的干涉及衍射 产生条件 典型实验 图样特点 干涉 相干光源（ f 相同） 双缝干涉 等宽明暗相间的条纹 衍射 障碍物或小孔的尺寸 单缝、圆孔、 越窄，衍射明显 不等宽跟光波波长差不多 圆盘 中央亮而宽，边缘暗而窄 干涉条纹间距 △x：两个相邻的亮（暗）条纹间距 明暗条纹分布规律：光程差 δ＝r2 － r1 中央 第一级 第二级 亮纹 δ＝nλ 振动加强 n ＝ 0 n ＝1 n ＝2 增透膜： λ ：绿光在增透膜中的波长 注：①对光的衍射条纹，缝越窄，衍射现象明显，衍射条纹间距越大。缝宽一定时，波长越长的光，衍射现象明显。 ②白光的衍射条纹： 中央白条纹，两边彩色条纹， 红光在外侧。白光的干涉条纹： 中央白条纹，两边彩色条纹，红光在外侧。 光的偏振 1）偏振光的产生方式：①自然光通过起偏器：通过两个轴的偏振片观察自然 光，第一个偏振片的作用是把自然光变偏振光， 叫起偏器。 第二个偏振片的作用是检验光是否为偏振光，叫检偏器。其次，偏振片并非刻有狭缝，而是具有一种 特性，即存在一个偏振化方向， 只让平行于该方向振动的光通过， 其他振动方向的光被吸收了。 ②自然光射到两种介质的交界面上， 如果光入射的方向合适， 使反射光和折射光之间的夹角恰好是 90°时，反射光和折射光都是偏振光，且偏振方向相互垂直。 2）偏振光的理论意义和应用：①理论意义：光的干涉和衍射现象充分说明了 光是波，但不能确定光波是横波还是纵波。 光的偏振现象说明光波是横波。 ②应用：照相机镜头、立体电影、消除车灯眩光等等。 二 . 光的粒子性（光电效应 B 类要求） 光电效应 1）在光的照射下从物体表面发射电子的现象叫光电效应。发射出的电子叫光电子。 2）演示实验 光电效应的规律 （ 1）瞬时性 10-9 S，从光照到发射电子几乎是同时的 （ 2）任何金属存在一个极限频率，只有 v 入射 v 极限发生 （ 3）逸出光电子的最大初动能与入射光强度无关，只随 ν 入射增大而增大 4）在入射光强度不变时，入射光强增加，光电流增大，饱和光电流与入射光强度成正比。 I 饱和光电流与 λ 入射光强度成正比 不加电压，少量光电子到阳极，光电流小。加电压，较多光电子到阳极，光电流大。电压大到一定程度，光电流就不再增大，达到饱和光电流。入射光强度：单位时间单位面积入射光的能量。 E＝ nhv，v 不变，增大光强，光子数变大。 爱因斯坦光子说：光是由一个个光子构成，每个光子能量： E＝hv，h：普朗克常量。 v0 不同 v 不变时，增大 I 入射，光子数增多，光电子数越多，光电流大 光的波粒二象性 解析：知 P 点与 S1和 S2的距离之差， 由出现明暗条纹的条件可判断是亮条纹或暗条纹。 由此可知， B 光在空气中波长 由光程差 δ 和波长 λ 的关系： 可见，用 B 光做光源， P 点为亮条纹。 例 2. 劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图 2 甲所示，将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上， 在一端夹入两张纸片， 从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜。当光垂直入射后， 从上往下看到的干涉条纹如图乙所示。 干涉条纹有如下特点：（ 1）任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等；（ 2）任意相邻明条纹和暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定。 现若在图甲装置中抽去一张纸片，则当光垂直入射到新的劈形空气薄膜后， 从上往下观察到的干涉条纹 （ ） A. 变疏 B. 变密 C. 不变 D. 消失 （2003 年上海高考试题） 解析：因为相邻两个明纹位置的空气膜高度差和夹角的关系为： △h＝ l 为相邻明纹的距离） ∴变疏，选 A 答案： A 规律总结：抓住本题所给的条件是任意相邻明纹对应的薄膜高度差不变。 弄清条纹间距的决定因素。 3. 某金属在一束黄光照射下，恰好能有电子逸出（即用频率小于这种黄光的 光线照射就不可能有电子逸出） 。在下述情况下， 逸出电子的多少和电子的最大初动能会发生什么变化？ （ 1）增大光强而不改变光的频率； 2）用一束强度更大的红光代替黄光； 3）用强度相同的紫光代替黄光。 解析： “正好有电子逸出”，说明此种黄光的频率恰为该种金属的极限频率。 1）增大光强而不改变光的频率，意味着单位时间内入射光子数增多而每个光 子能量不变， 根据爱因斯坦光电效应方程， 逸出的光电子最大初动能不变， 但光电子数目增大。 2）用一束强度更大的红光代替黄光， 红光光子的频率小于该金属的极限频率，所以无光电子逸出。 3）用强度相同的紫光代替黄光，因为一个紫光光子的能量大于一个黄光光子 的能量，而强度相同，因而单位时间内射向金属的紫光光子数将比原来少。 因此，逸出的电子数将减少，但