光的本性干涉衍射光電效應

1、光的本性 光的本性 干涉、衍射、光電效應 干涉、衍射、光電效應知識掃描 知識掃描1．十七世紀，關于光的本性形成了兩種學說，一種是牛頓主張的微粒說，另一種是惠更斯提出的波動說。光的_干涉__（托馬斯-楊）證實光具有波動性。麥克斯韋首先從理論上提出光是一種電磁波。赫茲用實驗加以證實。2．兩列波長相同的單色光在相互覆蓋的區(qū)域發(fā)生疊加，會出現(xiàn)明暗相間的條紋，如果是白光，則會出現(xiàn)彩色條紋，這種現(xiàn)象稱為光的干涉。相干光源的條件是兩光源頻率相同。獲得

2、相干光的辦法是：把一個點光源（或線光源）發(fā)出的光分為兩列光。（單色 單色光通過單縫 光通過單縫+雙峰；白光將同一束光經(jīng)過兩個界面反射 雙峰；白光將同一束光經(jīng)過兩個界面反射）3．明紋之間或暗紋之間的距離總是相等的，根據(jù)公式 ，在狹縫間距離和狹縫與 ? ? ? dL x屏距離都不變的條件下，條紋的間距跟波長成正比。在波長不變的條件下，當狹縫與屏的距離增大或狹縫間的距離減小時，條紋的間距增大。4．光離開直線路徑繞到障礙物陰影里去的現(xiàn)象，叫光的

3、衍射。產(chǎn)生明顯衍射的條件：障礙物或孔的尺寸可以跟光的波長相比甚至比光的波長還要小。且障礙物尺寸比波長越小，衍射越明顯。（典型：泊松亮斑）5．橫波只沿著某一特定的方向振動，稱為波的偏振，光的偏振現(xiàn)象說明光是橫波。通過偏振片的光波，在垂直于傳播方向的平面上，只沿著一個特定的方向振動，稱為偏振光。6．按頻率從大到小的順序組成的電磁波譜，其產(chǎn)生機理與主要作用如下表：電磁波 產(chǎn)生機理 主要作用無線電波 電路中自由電子周期性振蕩而產(chǎn)生 廣播、電視紅

4、外線 原子的外層電子受激而產(chǎn)生 熱作用可見光 原子的外層電子受激而產(chǎn)生 視覺作用色彩效應紫外線 原子的外層電子受激而產(chǎn)生 化學作用/生理作用/熒光效應倫琴射線 原子的內(nèi)層電子受激而產(chǎn)生 醫(yī)用透視/X光金屬探傷r 射線 原子核受激而產(chǎn)生 穿透作用/ r射線探傷/醫(yī)學治療7、光電效應的規(guī)律（1）任何一種金屬都有發(fā)生光電效應的極限頻率，入射光的頻率必須大于這個頻率才能產(chǎn)生光電效應。（2）光電子的最大初動能與入射光的強度無關，隨入射光的頻率增大

5、而增大。（3）光電效應的產(chǎn)生幾乎是瞬時的，一般不超過10-9s。（4）當入射光的頻率大于金屬極限頻率時，光電流強度與入射光的強度成正比。（5）光電效應與經(jīng)典理論之間的矛盾8、光子說：(愛因斯坦)在空間傳播的光不是連續(xù)的，而是一份一份的，每一份稱為一個光子，光子的能量與其頻率成正比，即E=hν . 電子克服原子核的束縛，從材料表面逸出所需的最小能量, 叫做這種金屬的逸出功，9、光電效應方程：Ek= hν –W10、光的波粒二象性：光既具

6、有波動性，又有粒子性。μAk的中心位置如乙圖所示。乙圖中第1到第4個光點的距離是＿8.6；＿mm。實驗中激光的波長λ=＿＿6.3×１０－７＿m（保留兩位有效數(shù)字）（3）如果實驗時將紅激光換成藍激光，屏上相鄰兩光點間的距離將＿＿變?。撸摺?6、1905年愛因斯坦提出了著名的質(zhì)能關系式：E=mc2，其中E是能量，單位為焦耳(J);m是質(zhì)量，單位是千克（kg）；c為光速，單位是米/秒（m/s），質(zhì)能關系式說明了質(zhì)量與能量的對應關系，

7、當質(zhì)量發(fā)生變化時，能量也將發(fā)生變化，若質(zhì)量變化為△ m時，對應的能量變化為 △E，則根據(jù)質(zhì)能關系式有△E =△mc2。太陽等恒星不斷向外輻射能量，是以內(nèi)部質(zhì)量的減少為代價的，在太陽內(nèi)部進行著四個氫核 轉(zhuǎn)變成一個氦核 的核聚變反應，發(fā)生核聚變反應時釋放出一定的能量，并伴隨 H 1 1 He 4 2著一定質(zhì)量的減少，研究表明，1kg氫聚變時發(fā)生的質(zhì)量減少為7×10-3kg，由于只有太陽核心區(qū)的高溫才足以使氫核產(chǎn)生聚變反應，所以處于

8、太陽核心區(qū)的氫才是可利用的，太陽質(zhì)量為2.0×1030kg，太陽核心區(qū)氫的質(zhì)量約占太陽質(zhì)量的十分之一，太陽每秒鐘向太空輻射4.0×1026J 能量，問：（1）太陽每年因向外輻射能量而減少的質(zhì)量約為多少千克？（2）太陽已發(fā)光了50億年，估算太陽還能發(fā)光多少年？解：（1）太陽每年向外輻射的能量為：△E= 4.0×1026×3600×24×365≈1.26×1034J太陽每

9、年損失的質(zhì)量為：△m=△E/c2 = 1.26×1034/9×1016 = 1.4×1017 Kg (2）太陽中可利用的氫質(zhì)量為：MH = M/10 = 2.0×1030 /10 = 2.9×1029 Kg 上述氫全部發(fā)生聚變將減少的質(zhì)量為：△M=7×10-3MH = 7×10-3×2.0×1029=1.4×1027 Kg太陽的發(fā)光時

10、間為：T=△M / △m =1.4×1027 /1.4×1017 =1010年(=100億年)太陽還能發(fā)光 100億年—50億年=50億年17、圖中光電管陰極用極限波長為5000埃的鈉制成，現(xiàn)用波長3000埃的光照射陰極，當光電管加正向電壓為2．1伏時測得飽和光電流植是0．56微安，求：（1）每秒鐘陰極發(fā)射的光電子數(shù)；（2）光電子到達陽極時的最大動能；（3）變阻器滑動頭C與中心固定頭O之間電壓多大時，微安表讀數(shù)為零，