光的波动性和粒子性.ppt

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；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