光的波動性和粒子性

1、1專題二專題二光的波動性和粒子性光的波動性和粒子性考情動態(tài)分析考情動態(tài)分析該專題內(nèi)容，以對光的本性的認識過程為線索，介紹了近代物理光學的一些初步理論，以及建立這些理論的實驗基礎(chǔ)和一些重要的物理現(xiàn)象.由于該部分知識和大學物理內(nèi)容有千絲萬縷的聯(lián)系，且涉及較多物理學的研究方法，因此該部分知識是高考必考內(nèi)容之一.難度適中.常見的題型是選擇題，其中命題率最高的是光的干涉和光電效應(yīng)，其次是波長、波速和頻率.有時與幾何光學中的折射現(xiàn)象、原子物理中的玻

2、爾理論相結(jié)合，考查學生的分析綜合能力.此外對光的偏振降低了要求，不必在知識的深度上去挖掘.考點核心整合考點核心整合1.光的波動性光的干涉、衍射現(xiàn)象說明光具有波動性，光的偏振現(xiàn)象說明光波為橫波，光的電磁說則揭示了光波的本質(zhì)——光是電磁波.（1）光的干涉①光的干涉及條件由頻率相同（相差恒定）的兩光源——相干光源發(fā)出的光在空間相遇，才會發(fā)生干涉，形成穩(wěn)定的干涉圖樣.由于發(fā)光過程的量子特性，任何兩個獨立的光源發(fā)出的光都不可能發(fā)生干涉現(xiàn)象.只有采

3、用特殊的“分光”方法——將一束光分為兩束，才能獲得相干光.如雙縫干涉中通過雙縫將一束光分為兩束，薄膜干涉中通過薄膜兩個表面的反射將一束光分為兩束而形成相干光.②雙縫干涉在雙縫干涉中，若用單色光，則在屏上形成等間距的、明暗相間的干涉條紋，條紋間距Δx和光波的波長λ成正比，和屏到雙縫的距離L成正比，和雙縫間距d成反比，即Δx=λ.若用白光做雙縫干涉實驗，除中央亮條紋為白色外，兩側(cè)為彩色條紋，它是不同dL波長的光干涉條紋的間距不同而形成的.③

4、薄膜干涉在薄膜干涉中，薄膜的兩個表面反射光的路程差（嚴格地說應(yīng)為光程差）與膜的厚度有關(guān)，故同一級明條紋（或暗條紋）應(yīng)出現(xiàn)在膜的厚度相同的地方.利用這一特點可以檢測平面的平整度.另外適當調(diào)整薄膜厚度.可使反射光干涉相消，增強透射光，即得增透膜.（2）光的衍射①條件光在傳播過程中遇到障礙物時，偏離原來的直線傳播路徑，繞到障礙物后面繼續(xù)傳播的現(xiàn)象叫光的衍射.在任何情況下，光的衍射現(xiàn)象都是存在的，但發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象的條件應(yīng)是障礙物或孔的尺寸與

5、光波的波長相差不多.②特點在單縫衍射現(xiàn)象中，若入射光為單色光，則中央為亮且寬的條紋，兩側(cè)為亮度逐漸衰減的明暗相間條紋；若入射光為白光，則除中央出現(xiàn)亮且寬的白色條紋外，兩側(cè)出現(xiàn)亮度逐漸衰減的彩色條紋.（3）光的偏振在與光波傳播方向垂直的平面內(nèi)，光振動沿各個方向均勻分布的光稱為自然光，光振動沿著特定方向的光即為偏振光.自然光通過偏振片（起偏器）之后就成為偏振光.光以特定的入射角射到兩種介質(zhì)界面上時，反射光和折射光也都是偏振光.偏振現(xiàn)象是橫波

6、特有的現(xiàn)象，所以光的偏振現(xiàn)象表明光波為橫波.3解析：解析：S斷開時電流表示數(shù)不為零，說明光電管在光照射下已經(jīng)發(fā)生了光電效應(yīng)現(xiàn)象.合上開關(guān)S后，光電管的兩極間加上了一定的電壓，兩極間形成一定強弱的電場，但該電場是阻礙光電子向光電管的陰極運動的.當電壓不夠高、電場不夠強的情況下，具有初動能的光電子仍可到達陽極而在電路中形成光電流，但當電壓增大到一定數(shù)值后，若具有最大初動能的光電子不能到達陽極時，則電路中即不能形成光電流.由題設(shè)解得，具有最大

7、初動能的光電子恰好克服0.60V的電壓做功后能到達陽極，即光電子的最大初動能Ekm=0.60eV.由愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ekm=hvW得：W=hvEkm=(2.50.60)eV=1.9eV.即選項A正確.答案：答案：A點評：點評：本題考查的就是對光電效應(yīng)規(guī)律的理解，具有一定的難度，因為題目中給光電管加的已不是課本上常見的正向電壓，而是反向電壓.只有看懂電路圖并真正理解了光電效應(yīng)的規(guī)律，才有可能給出正確的解答.所以對各物理規(guī)律，一定要在理

8、解上下工夫，真正弄懂弄通.鏈接鏈接思考思考若讓你設(shè)計一個實驗測定某光電效應(yīng)現(xiàn)象中逸出的光電子的最大初動能應(yīng)如何進行答案：答案：實際上該例題就提供了一個測定光電子最大初動能的方法:給光電管兩極加一反向電壓——光電管陽極接低電勢、陰極接高電勢逐漸增大反向電壓的大小并觀察串聯(lián)于電路中的微安表當電壓增大至某一值時電路中光電流恰為零該反向電壓即稱為截止電壓.由動能定理知Ekm=eU止.可見只要測出了截止電壓v止即可求出光電子的最大初動能Ekm.【

9、例2】(經(jīng)典回放)劈尖干涉是一種薄膜干涉，其裝置如圖422（1）所示.將一塊平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夾入兩張紙片，從而在兩玻璃表面之間形成一個劈形空氣薄膜.當光垂直入射后，從上往下看到干涉條紋如圖（2）所示.干涉條紋有如下特點：①任意一條明條紋或暗條紋所在位置下面的薄膜厚度相等；②任意相鄰明條紋或暗條紋所對應(yīng)的薄膜厚度差恒定.現(xiàn)若在圖（1）裝置中抽去一張紙片，則當光垂直入射到新的劈形空氣薄膜后，從上往下看到的干涉條紋（）

10、A.變疏B.變密C.不變D.消失圖422解析：解析：由薄膜干涉的原理和特點可知：干涉條紋是由膜的上、下表面反射的光疊加干涉而形成的，某一明條紋或暗條紋的位置就由上、下表面反射光的路程差決定，且相鄰明條紋或暗條紋對應(yīng)的該路程差是恒定的，而該路程差又決定于條紋下對應(yīng)膜的厚度差，即相鄰明條紋或暗條紋下面對應(yīng)的膜的厚度差也是恒定的.當抽去一紙片后，劈形空氣膜的劈尖角——上、下表面所夾的角變小，相同的厚度差對應(yīng)的水平間距離變大，所以相鄰的明條紋或

11、暗條紋間距變大，即條紋變疏.選項A正確.答案：答案：A點評：點評：此題的難度實際已超出課本要求的難度，但在題干中對劈形薄膜的干涉特點作了必要的補充說明，屬“信息給予”類題型.對此類題的解答，關(guān)鍵在于對題給信息的全面正確理解.此種題型可以考查考生的閱讀能力、提取有用信息的能力、理解能力等多種能力，可能代表一種命題傾向，平時做些此類練習，還是有一定好處的.鏈接鏈接拓展拓展我們觀察漂浮在水面上的油膜時也會觀察到彩色的干涉條紋但水面上的油膜厚度