光的本性 原子物理

1、光的本性 原子物理【考点述要】(A)光的本性学说的发展简史。(B)光的干涉现象以及常见的应用；光的衍射。了解双缝干涉实验的装置及干涉条纹的成因，条纹间距与波长、频率的关系；了解薄膜干涉现象。对于光的干涉要求定性了解；对于光的衍射，只要求知道现象。(A)光谱和光谱分析；红外线、紫外线、X射线、g射线以及它们的应用；光的电磁本性；电磁波谱。了解光谱的类别及产生原因；记住电磁波谱的排列顺序；了解不同频率的电磁波表现的不同特性。(B)光电效应，光子。了解光电效应的实验规律，理解极限频率、逸出功的概念；知道光子能量由频率决定的。    不要求掌握爱因斯坦的光电效应方程。(A

2、)光电管及其应用。(A)光的波粒二象性。(A)a粒子散射实验：原子的核式结构：玻尔模型；能级概念。了解a粒子散射实验及结果。了解原子核式结构。了解玻尔假设的内容及能级的概念。(A)天然放射现象；a、b、g射线；半衰期。了解天然放射现象；了解a、b、g三种射线的成分、性质及半衰期的概念。(A)原子核的人工转变，质子的发现；中子的发现；原子核的组成；核反应方程；放射性同位素及其应用。了解原子核的人工转变；知道谁最先发现质子和中子；了解原子核的组成；会写核反应方程。(B)核能；质量亏损；爱因斯坦的质能方程。(A)重核的裂变；链式反应；轻核的聚变。第一节  光的波动【重点知识精析】 

3、;   光具有波动性，反映光具有波动性的实验现象主要是光的干涉和光的衍射。光的干涉：产生稳定干涉的条件：有相干光源，即参与干涉的几列光波频率相同，振动步调之差（相差）稳定。屏上出现亮暗条纹的条件，决定于某处到双缝的路程之差D=r1r2。如果路程之差为光波波长的整数倍，振动加强，出现亮条纹。路程之差为半波长的奇数倍，振动减弱，出现暗条纹。亮纹是光传到这里能量较强；暗纹是光传到这里能量较弱。干涉条纹每条亮纹和暗纹的宽度相等。两相邻明（或暗）条纹间距离的大小与长的波长有关：。白光是由许多不同频率（或波长）的单色光波组成的，只有在r1r2=0处（不央亮条纹）各种波长的光都是加强的，

4、是白条纹。其余各处，由于波长不同，亮条纹的位置不同，得到彩色条纹。光波的波长与频率的关系：。不同频率的色光在真空中传播的速率都相等(c=3×108m/s)。频率不同的色光，波长不同。红光频率最小，波长最大。不同频率的色光，从真空进入媒质时，频率不变，颜色不变，波速变小，波长变短。光的干涉现象的应用空气膜（用于检查平面的平整情况）、增透膜。光的衍射：产生明显衍射的条件是：障碍物的线度与光波波长相比差不多，或者比波长还小。单缝衍射、单孔衍射、圆盘衍射（泊凇亮斑）、光栅衍射等现象。 【考题释例】例（1998高考题）处于基态的氢原了在某单色光照射下，只能发现频率为、的三种光，且&l

5、t;<，则该照射光的光子能量为（  ）A. h          B. h          C. h          D. h(+)   解答：单色光照射基态氢原子时，会使处于基态的氢原子吸收光子而跃迁到激发态，当氢原子由激发态跃迁回基态时，就会发出各种频率的单色光。氢原子从n=2的激发态

6、跃迁到基态时，只能发出一种频率的单色光，而从n=3的激发态跃迁到n=2的激发态，再由n=2的激发态跃迁到基态。故只可能选C选项。不选D选项的原因是，如果单色光频率为h(+)，则在跃迁回基态时会产生、+、+、+六种频率的光，不符合题目给出的条件。所以正确选项为C。    例（1997年高考题）在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏幕上观察到了彩色干涉条纹。若在双缝中的其中一缝前放一红色滤光片（只能透过红光），另一缝前放一绿色滤光片（只能透过眼光），这时（  ）    A.只有红色和绿色的双缝干涉条纹，其他颜色的双缝干涉条纹消失&

7、#160;   B.红色和绿色的双缝干涉条纹消失，其他颜色的双缝干涉条纹依然存在    C.任何颜色的双缝干涉条纹都不存在，但屏上仍有光亮。    D.屏上无任何光亮    解答：光的双缝干涉的基本条件是两列光波频率相同。当双缝上分别放上红色、绿色滤光片时，只有红光和绿光通过，红光、绿光的频率不同，显然不是相干光源，所以不会发生干涉现象。排除A、B。虽没有干涉条纹，但因有光线通过双缝到达屏上，所以屏上应有光亮。所以正确选项为C。 【专题训练】（1992年高考题）从点光源L发出

8、的白光，经过透镜后成一平行光束，垂直照射到挡光板P上，板上开有两条*得很近的平行狭缝S1、S2，如图15-1所示，在屏Q上可看到干涉条纹，图中O点是屏上与两狭缝等距离的一点，则（  ）A.干涉条纹是黑白的，O点是亮点    B.干涉条纹是黑白的，O点是暗点    C.干涉条纹是彩色的，O点是亮点    D.干涉条纹是彩色的，O点是暗点          （1993年高考题）图15-2所示为用干涉法检查某块玻

9、璃板的上表面是否平整的装置，所以单色光是用普通光源通过滤光片产生的，检查时所观察到的干涉条纹是由下列哪两个表面反射的光线叠加而成的？（  ）A.a的上表面和b的下表面B.a的上表面和b的上表面C.a的下表面和b的下表面D.a的下表面和b的下表面（1991年高考题）马路上积水上的油膜呈现彩色图样，这是由于（  ）A.光的色散        B.光的衍射         C.光的漫反射    

10、;       D.光的干涉（1995年高考题）在观察光的衍射现象的实验中，通过紧*眼睛的卡尺测脚形成的狭缝观看远处的日光灯管或线状白炽灯丝（灯管或灯丝都平行于狭缝），则可以看到（  ）A.黑白相间的直条纹                           B.黑白相

11、间的弧形条纹C.彩色的直条纹                                   D.彩色的弧形条纹（1988年高考题）下列现象说明光具有波动性的是（  ）A.光的干涉      &#

12、160; B.光的衍射         C.光的反射        D.光电效应（1987年高考题）在太阳光照射下，水面油膜上会出现彩色的花纹，这是两列相干光波发生干涉的结果，这两列相干光波是太阳光分别经_ 而形成的。用平行的单色光垂直照射不透明的小圆板，在圆板后面的屏上，发现圆板阴影中心处有一个亮斑，这是光的_现象。（1986年高考题）肥皂泡在阳光照射下呈彩色，这是属于光的_现象。第二节  光的电磁说  电磁波谱【

13、重点知识精析】光波是一种频率很高的电磁波，能发生干涉、衍射等波所具有的现象，但与机械波有本质的区别。光在真空中传播速度与电磁波在真空中速度相同，均为c=3×108m/s。光在其他介质中的传播速度与介质的折射率有关，。光的颜色由光的频率决定；可见光的颜色由红到紫的排列顺序，是按频率由小到大（波长由大到小）的顺序排列的。电磁波谱的排列顺序：无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、g射线，它们是按照频率增大（波长减小）的顺序排列的，它们虽然都具有电磁本性，但是它们的产生机理不同，表现出不同的特性。光谱有发射光谱和吸收光谱，发射光谱又有连续光谱和线状光谱，线状光谱和吸收光谱都是元素的

14、特征谱线。光谱分析是根据光谱来鉴别物质和确定它的化学成分的一种方法，光谱分析是利用无素的特征谱线进行的。 【考题释例】    例（1995年高考题）太阳的连续光谱中有许多暗线，它们对应着某些元素的特征谱线，产生这些暗线是由于（  ）    A.太阳表面大气层中缺少相应的元素    B.太阳内部缺少相应的元素    C.太阳表面大气层中存在着相应的元素    D.太阳内部存在着相应的元素    解答

15、：因为太阳光谱是吸收光谱，太阳内部（因核聚变）发出的白光通过太阳表面大气层时，大气要吸收某些波长的光，从而形成吸收光谱。所以正确选项为C。 【专题训练】（1991年高考题）关于光谱，下列说法正确的是（  ）A.炽热的液体能发射连续光谱B.太阳光谱中的暗线说明太阳上缺少与这些暗线相应的元素C.明线光谱和暗线光谱可用来对物质成分进行分析D.发射光谱一定是连续光谱（1986年高考题）低压汞蒸气光产生的光谱，属于连续光谱、明线光谱、吸收光谱中的哪一种？_第三节  光的粒子性  光的波粒二象性【重点知识精析】光电效应是物体在光（包括不可见光）的照射下发射出电子的现

16、象，所发射的电子叫光电子。光电效应的实验规律：每一种金属，都存在一个发生光电效应的最低光波率，称为极限频率。在发生光电效应时，同频率的光越强，单位时间内发射出的光电子数越多。光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随着入射光频率的增大而增大。光电效应的反应时间为，光照到金属上时，光电子的发射几乎是瞬时的。爱因斯坦的光子说对光电效应的解释：光子照到金属上被某个电子全部吸收，若电子的动能足够大，电子便能克服原子核对它的引力作用而从金属表面逃逸出来，成为光电子。若入射光频率比较低，其能量小于金属的逸出功，就不能产生光电效应，故存在极限频率。若入射光比较强，即单位内时间内入射的光子的数目多，那么产生的

17、光电子也多。爱因斯坦的光子说的主要内容；光子的能量跟它的频率成正比，。爱因斯坦的光电效应方程：，令可得极限频率。根据考试说明，不要求掌握爱因斯坦的光电效应方程，但了解方程有利于加强光电效应规律的记忆和进行定性分析。【考题释例】    例（1998年高考题）一细束平行光经玻璃三棱镜折射后分解为相互分离的三束光，分别照射到相同的金属板a、b、c上，如图15-3所示，已知金属板b上有光电子放出，由此可知（  ）    A.a板一定不放出光电子    B.a板一定放出光电子  

18、60; C.c板一定放不出光电子    D.c板一定放出光电子    解答：(1)将出射光与入射光的方向进行比较，射到c板处的光束偏折最大（即偏离原来的方向最多），其折射率应最大，而折射率越大，其频率应越高，故射到c板的光束频率最高，而射到a板的光束频率最低。由于b板有光电子放出，则射到b板的光束频率高于金属板的极限频率，而射到a板的光束频率低于射到b板的光束频率，但不一定低于极限频率，故无法确定a板有无光电子放出，而射到c板的光束频率必高于射到b板的光束频率，故必高于金属板的极限频率，因此，c极必有光电子放出。正确选项为D。

19、0;         (2)亦可对光线入射到三棱镜内的三条光线判断，射往a板的光束折射角最大，而射向c板的光束折射角最小，可由n=sini/sinr判断出射向c板的光束的折射率最大，其余判断思路同a所述。    例（1995年高考题）在演示光电效应的实验中，原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连。用弧光灯照射锌板时，验时器的指针就张开一个角度，如图15-4所示。这是（  ）    A.锌板带正电，指针带负电    B.

20、锌板带正电，指针带正电    C.锌板带负电，指针带正电    D.锌板带负电，指针带负电    解答：这是一道光电效应与静电知识相结合的题。根据光电效应的知识可知，发生光电效应是有电子从锌板飞出，由于缺少了电子，锌板带正电，又因为验电器与锌板相连，验电器就和锌板带上了同样的电荷即正电。所以正确选项为B。    【专题训练】（1993年高考题）入射光照射到某金属表面发生光电效应。若将入射光的强度减弱，而频率保持不变，那么（  ）   

21、A.从光照到金属表面上到发射出光电子的时间间隔将明显增加    B.逸出的光电子的最大初动能将减小    C.单位时间内从金属表面逸出的光电子的数目将减少    D.有可能不发生光电效应（1996年高考题）红、橙、黄、绿四种单色光中，光子能量最小的是（  ）    A.红光               B.橙光 

22、60;               C.黄光                D.绿光（1990年高考题）用绿光照射一光电管，能产生光电效应。欲使光电子从阴极逸出时的最大初动能增大，应（  ）    A.改用红光照射    

23、0;                             B.增大绿光的强度    C.增大光电管上的加速电压              

24、0;      D.改用紫光照射（1985年高考题）已知一光电管阴级的极限频率为，现将频率v大于的光照射在阴级上，如图15-5，则（  ）    A.照射到阴级上的光的强度愈大，单位时间内产生的光电子数目就愈多    B.加在AK间的正向电压愈大，通过光电管的光电流饱和值就愈大    C.为了阻止光电子到达A，必须在AK间加一足够高的反向电压    D.阴极材料的逸出功等于h（1990年高考题）设l1和l2是两种单色可见光1、2在真空中的波长，若l1>l2，则这两种单色光相比（  ）A.单色光1的频率较小    B.玻璃对单色光1的折射率较大    C