高2011级光学原子物理专题复习.doc

光学原子物理专题复习1. 光的直线传播、光的反射 光的直线传播：光在同一种均匀介质中是沿直线传播的，在真空中传播的速度最大，其速度大小为。在不均匀的介质传播时，光线会发生弯折。 光的反射定律：反射光线、入射光线和法线在同一平面上，反射光线和入射光线分居在线的两侧，反射角等于入射角。2.光的折射与全反射 光的折射定律：折射光线跟入射光线和法线在同一平面内，并且分居在法线的两侧，入射角的正弦跟折射角的正弦成正比， 全反射：光从光密介质入射到光疏介质，光全部反射返回光密介质的现象叫光的全反射。产生全反射的条件是光由光密介质入射到光疏介质，且入射角大于临界角。n=sini/sin，折射率总大于1即n1 三棱镜、光导纤维：光线通过三棱镜后向底面偏折是由于介质对不同色光的折射率不同，发生色散的结果。彩虹常用结论：频率越大，折射率越大，偏折程度越大，波长，速度，临界角均越小（红光和紫光）3.光的本性（1）光的波动性：光的干涉（双缝干涉，薄膜干涉）：托马斯杨在用单色光做双缝干涉实验得到稳定的干涉图样，在光屏上距双缝的路程差是光波波长整数倍的地方出现明条纹，在光屏上距双缝的路程差为光波半波长的奇数倍的地方出现暗条纹；条纹间距 光的衍射：光离开直线路径而绕到障碍物阴影里的现象叫做光的衍射现象；只有在障碍物或孔的尺寸比波长小或跟波长差不多的条件下，才能发生明显的衍射现象；（1）单缝衍射：中央为亮条纹，向两侧有明暗相间的条纹，但间距和亮度不同。（2）圆孔衍射：明暗相间的不等距圆环。（3）泊松亮斑光的偏振：光在某一方向上振动最强，说明光是横波。双缝干涉和单缝衍射的联系与区别双缝干涉和单缝衍射的图样都是明暗相间的条纹。但双缝干涉的条纹间距是等宽的，亮度也是均匀的；而单缝衍射的条纹是中央宽，两边窄，亮度分布也是中央亮两边暗。光的电磁说：麦克斯韦提出，赫兹用实验验证了光的电磁说是。波长由大到小的顺序：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射级、射线，除可见光外，相邻波段都有重叠。电磁波种类无线电波红外线可见光紫外线伦琴射线射线产生方式LC电路中自由电子的的振荡原子的外层电子受到激发原子的内层电子受到激发原子核受到激发用途通讯，广播，导航加热烘干、遥测遥感，医疗，导向等照明，照相，加热日光灯，黑光灯手术室杀菌消毒，治疗皮肤病等检查探测，透视，治疗等探测，治疗等（2）光的粒子性：现象：在光（包括不可见光）照射下物体发射出电子的现象叫光电效应现象，光电效应的基本规律可用四个结论(任何一种金属，都有一个极限频率 ，入射光的频率必须大于这个极限频率，才能产生光电效应；光电子的最大初动能只与入射光的频率有关，随入射光的频率的增大而增大，用公式表示为；光电子的发射具有瞬时性，不超过109s；当入射光的频率大于极限频率时，光电流的强度与入射光的强度成正比玻尔理论“跃迁假设”：电子在两个不同定态发生跃迁时，要辐射(吸收)电磁波(光子)，其频率由两个定态的能量差决定。氢原子能级。 能级公式：；半径公式：。原子物理 卢瑟福核式结构的提出，是建立在a粒子散射实验的基础之上的绝大多数a粒子几乎不发生偏转；少数a粒子则发生了较大的偏转；极少数a粒子发生了大角度偏转（偏转角度超过90有的甚至几乎达到180）。核式结构的具体内容原子的中心有一个很小的核；原子的全部正电荷和几乎全部质量集中在核内；带负电的电子在核外空间绕核旋转在原子核的天然衰变中，最基本的规律是原子核质量数守恒和电荷数守恒。a衰变：随着a衰变，新核在元素周期表中位置向后移2位， 衰变：随着衰变，新核在元素周期表中位置向前移1位， 。衰变：随着衰充数，变化的不是核的种类，而是核的能量状态。但一般情况下，衰变总是伴随a衰变或衰变进行的。天然放射现象中三种身线及其物质微粒的有关特性的比较。射线a射线射线射线物质微粒氦核电子光子带电情况带正电（2e）带负电（-e）不带电速度约为接近c贯穿本领小（空气中飞行几厘米）中（穿透几毫米铝板）大（穿透几厘米铅板）电离作用强次弱玻璃空气OabNMc卢瑟福发现质子的核反应方程：查德威克发现中子的核反应方程：重核的裂变方程式：轻核聚变方程：1如图一束复色光从玻璃界面射向空气时分成a、b、c三束，可以确定（ ）A在玻璃中a束光的速度较大 B 在玻璃中c束光的速度较大C c束光的频率最大 D 由玻璃射向空气，三束光的临界角中a束光最大2频率不同的两束单色光1和2 以相同的入射角从同一点射入一厚玻璃板后，其光路如右图所示，下列说法正确的是 （ ） A.单色光1的波长小于单色光2的波长B.在玻璃中单色光1的传播速度大于单色光2 的传播速度C.单色光1通过玻璃板所需的时间小于单色光2通过玻璃板所需的时间D.单色光1从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光2从玻璃到空气的全反射临界角3如图所示，有一束平行于等边三棱镜截面的单色光从空气射向点，并偏折到F点，已知入射方向与边的夹角为，、分别为边、的中点，则（ AC ）A该棱镜的折射率为 B光在点发生全反射C光从空气进入棱镜，波长变小 D从点出射的光束与入射到点的光束平行4如图真空中有一个半径为R，质量分布均匀的玻璃球，频率为的细激光束在真空中沿直线BC传播，并于玻璃球表面的C点经折射进入玻璃球，并在玻璃球表面的D点又经折射进入真空中，已知，玻璃球对该激光的折射率为，则下列说法中正确的是（ ）A一个光子在穿过玻璃球的过程中能量逐渐变小B改变入射角的大小，细激光束可能在玻璃球的内表面发生全反射C此激光束在玻璃中穿越的时间为（c为真空中的光速）D激光束的入射角为=455 下列有关光现象的说法正确的是（ ）A在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由紫光改为红光，则条纹间距一定变大B以相同入射角从水中射向空气，紫光能发生全反射，红光也一定能发生全反射C紫光照射某金属时有电子向外发射，红光照射该金属时也一定有电子向外发射D拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以增加透射光的强度6光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是（ ）A. 用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象B. 用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的衍射现象C. 在光导纤维束内传送图像是利用光的色散现象D. 光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象7关于电磁波，下列说法中哪些是不正确的（ ） A 电磁波中最容易表现出干涉、衍射现象的是无线电波 B 红外线、可见光、紫外线是原子外层电子受激发后产生的 C 射线是原子内层电子受激发后产生的 D 红外线的波长比红光波长长，它的显著作用是热作用8.氢原子能级的示意图如图所示，大量氢原子从n4的能级向n2的能级跃迁时辐射出可见光a，从n3的能级向n2的能级跃迁时辐射出可见光b，则（ ）A.氢原子从高能级向低能级跃迁时可能会辐射出射线B.氢原子从n4的能级向n3的能级跃迁时会辐射出紫外线C.在水中传播时，a光较b光的速度小D.氢原子在n2的能级时可吸收任意频率的光而发生电离10.现有a、b、c三束单色光，其波长关系为.用b光束照射某种金属时，恰能发生光电效应.若分别用a光束和c光束照射该金属，则可以断定 AA.a光束照射时，不能发生光电效应 B .c光束照射时，不能发生光电效应C.a光束照射时，释放出的光电子数目最多D.c光束照射时，释放出的光电子的最大初动能最小abc11一细束平行光沿半径方向射入半圆形玻璃砖后分离为三束光（如图），分别照射相同的金属，下列判断正确的是（ ）A.若b能使金属发射出光电子，则c也一定能使金属发射出光电子B.若b能使金属发射出光电子，则a一定能使金属发射出光电子C.若a、b、c均能使金属发射出光电子，则出射光电子的最大初动能a最小D.若a、b、c均能使金属发射出光电子，则单位时间出射的光电子数一定a最多12 现有1200个氢原子被激发到量子数为4的能级上，若这些受激氢原子最后都回到基态，则在此过程中发出的光子总数是多少？假定处在量子数为n的激发态的氢原子跃迁到各较低能级的原子数都是处在该激发态能级上的原子总数的。（ ） A.1200 B.2000 C.2200 D.24 000510051015mm乙13 感光片遮光筒双缝激光器甲通过量出相邻光点的距离可算出激光的波长。据资料介绍：如果双缝的缝间距为a，双缝到感光片的距离为L，感光片上相邻两光点间的距离为b，则光的波长=ab/L。该同学测得L=10000m，缝间距a=0220mm，用带10分度游标的卡尺测感光片上的距离时，尺与点的中心位置如乙图所示。（1）乙图中第1到第4个光点的距离是mm。实验中激光的波长=m（保留两位有效数字）（2）如果实验时将红激光换成蓝激光，屏上相邻两光点间的距离将。MNOab06重庆多项20.OMN为玻璃等腰三棱镜的横截面，a、b两束可见单色光从空气中垂直射入棱镜底面MN，在棱镜侧面OM、ON上反射和折射的情况如图所示，由此可知A棱镜内a光的传播速度比b光小B棱镜内a光的传播速度比b光大Ca光的频率比b光的高Da光的波长比b光的长07重庆18、真空中有一平行板电容器，两极板分别由铂和钾（其极限波长分别为1和2）制成，板面积为S，间距为d。现用波长为(22的单色光持续照射两板内表面，则电容器的最终带电量Q正比于（ ）A B C D 08重庆19.如图是一个圆柱体棱镜的截面图，图中E、F、G、H将半径OM分成5等份，虚线EE1、FF1、GG1、HH1平行于半径ON,ON边可吸收到达其上的所有光线.已知该棱镜的折射率n=,若平行光束垂直入射并覆盖OM,则光线A. 不能从圆孤射出 B只能从圆孤射出C能从圆孤射出 D能从圆孤射出 09重庆21.用a、b、c、d表示四种单色光，若a、b从同种玻璃射向空气，a的临界角小于b的临界角；用b、c和d在相同条件下分别做双缝干涉实验，c的条纹间距最大用b、d照射某金属表面，只有b能使其发射电子。则可推断a、b、c、d可能分别是（ ）A.紫光、蓝光、红光、橙光 B. 蓝光、紫光、红光、橙光C. 紫光、蓝光、橙光、红光 D. 紫光、橙光、红光、蓝光10重庆20如图所示，空气中在一折射率为的玻璃柱体，其横截面是圆心角为90、半径为R的扇形OAB，一束平行光平行于横截面，以45入射角照射到OA上，OB不透光，若只考虑首次入射到圆弧上的光，则上有光透出部分的弧长为（ ）A B C D 原子物理1下列叙述中符合物理史实的是：（ ） A汤姆生发现电子，从而提出了原子核式结构学说。 B爱因斯坦提出的光子说圆满的解释了光电效应现象。 C贝克勒耳通过对天然放射性现象的研究，发现了原子核中含有质子。 D麦克斯韦提出了电磁场理论，并用实验证实了电磁波的存在2天然放射性物质放出的射线中包含三种成分，下面的说法中正确的是 A一层厚的黑纸就可以挡住这三种射线 B 某原子核放出射线后就变成另一种原子核 C三种射线中对气体电离作用最强的是射线D粒子是处于最低能级的原子受到激发后产生的3 .三个原子核X、Y、Z，X核放出一个正电子后变为Y核，Y核与质子发生核反应后生成Z核并放出一个个氦（42He）,则下面说法正确的是（ ）A.X核比Z核多一个原子 B.X核比Z核少一个中子C.X核的质量数比Z核质量数大4 D.X核与Z核的总电荷是Y核电荷的2倍4 一个氡核衰变成钋核并放出一个粒子，其半衰期为3.8天。1g氡经过7.6天衰变掉氡的质量，以及。衰变成的过程放出的粒子是（ ）A0.25g，a粒子 B0.75g，a粒子 C0.25g，粒子 D0.75g，粒子5 一个 原子核在中子的轰击下发生一种可能的裂变反应，其裂变方程为 则下列叙述正确的是（ ）AX原子核中含有 86个中子 BX原子核中含有 141个核子 C因为裂变时释放能量，根据 ，所以裂变后的总质量数增加 D因为裂变时释放能量，出现质量亏损，所以生成物的总质量数减少 6.下列说法正确的是（ ）w.w.w.k.s.5.u.c.o.mA.是衰变方程B.是核裂变反应方程C.是核裂变反应方程D.是原子核的人工转变方程7在下列四个方程中，X1、X2、X3和X4各代表某种粒子，以下判断中正确的是（ ）AX1是粒子BX2是质子CX3是中子DX4是电子8静止的衰变成，静止原子核衰变为，在同一匀强磁场中的轨道如图所示，由此可知（ ）A. 甲图为的衰变轨迹，乙图为Th核衰变轨迹 B. 甲图为的衰变轨迹，乙图为的衰变轨迹C. 图中2，4为新核轨迹，1、3为粒子轨迹D. 图中2、4为粒子轨迹，1、3为新核轨迹06重庆17.是一种半衰期为5730年的放射性同位素若考古工作者探测到某古木中的含量为原来的，则该古木死亡时间距今大约（ ）A22920年B11460年C5730年D2865年13.60 1.510.853.4001234nE/eV07重庆14、可见光光子的能量在1.61 eV3.10 eV范围内.若氢原子从高能级跃迁到量子数为n的低能级的谱线中有可见光，根据氢原子能级图可判断n为A1 B2 C3 D408重庆14.放射性同位素针232经衰变会生成氧，其衰变方程为ThRn+x+y，其中（ ）A.x=1,y=3B.x=2,y=3C.x=3