光的本性复习-课件.ppt
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- 本性 复习 课件
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1、光的本性光的本性n光的波动性n光的粒子性光的波动性一、光的本性学说的发展史上的五个学说 1.牛顿的微粒说:认为光是高速粒子流,它能解释光的直进、光的反射现象.2.惠更斯的波动说:认为光是某种振动,以机械波的形式向周围传播,它能解释光的干涉、衍射现象.3.麦克斯韦的电磁说:认为光是电磁波,赫兹实验证明了光与电磁波在真空中传播的速度相等且均为横波.4.爱因斯坦的光子说:认为光的传播是一份一份的,每一份叫一个光子,其能量与它的频率成正比,即E=h,光子说能成功解释光电效应现象.5.波粒二象性学说:认为光既有粒子性、又有波动性.个别光子的行为表现出粒子性,大量光子的行出表现为波动性;频率越大的光子粒子
2、性粒明显,频率小的光子波动性越明显.二、双缝干涉及衍射 1.光的干涉:两列相干光波相叠加,某些区域的光被加强,某些区域的光被减弱,且加强区与减弱区互相间隔的现象叫光的干涉现象.产生干涉现象的条件之一是两列光必须是频率相同的相干光源.在杨氏双缝干涉实验中两列光波到达某点的路程差(亦称光程差)为波长的整数倍时,该处出现亮纹;光路程差为半波长的奇数倍时,该处出现暗纹,且条纹间距与光的波长有关,波长越长,则条纹间距越大.所以白光的干涉条纹是彩色的.在光的薄膜干涉中,前后表面反射光的路程差由膜的厚度决定.由于光波波长极短,因此薄膜极薄.增透膜的厚度应是光在薄膜中波长的1/4.百度文库百度文库VIPVIP
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8、2.光的衍射:光离开直线路径而绕到障碍物阴影里的现象.产生明显衍射现象的条件:孔或障碍物的尺寸比波长小或相差不多.也可以成是,与光的波长可以相比.双缝干涉图样与单缝衍射图样的区别:干涉条纹是等间距排列的条纹,衍射图样是不等间距、中间亮纹最亮,而两边条纹逐渐变窄变暗的不均匀条纹.了解泊松亮斑的物理意义.三、电磁波及电磁波谱 1.电磁波按波长由大到小的顺序为:无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线.2.不同电磁波产生的机理不同;无线电波由振荡电路中自由电子的周期性运动产生的;红外线、可见光、紫外线由原子外层电原子受激发后产生的;X射线由原子内层电子受到激发后产生的;射线是原子核受到激发后产
9、生的.3.不同电磁波的特性不同:无线电波易发生干涉和衍射;红外线有显著的热效应;可见光引起视觉反应;紫外线有显著的化学效应和荧光屏效应;X射线的穿透本领很大;射线的穿透本领最强.【说明】光子能量和光强是两个概念,要注意区分,光子能量是指一个光子具有的能量,在数值上光子的能量E=h光强是指在垂直光的传播方向上,单位面积上单位时间内获得所有光子能量的总和,它应当是由单位时间内的光子数与光子能量共同决定.光子能量大并不意味着光强大,同样光强大也不等于每个光子的能量大.四、自然光与激光 1.偏振:横波只沿某一特定的方向振动,称为波的偏振.2.自然光:若光源发出的光,包括在垂直于传播方向上沿一切方向振动
10、的光,而且沿各个方向振动的光波的强度都相同,这种光叫做自然光.偏振光:在垂直于传播方向的平面上,只沿一个特定方向振动的光,叫做偏振光.3.激光及其特点.原子受激产生辐射时,发出的光子的频率、发射方向等,都跟入射光子完全一样,如果这样的光子在介质中传播时,再引起其他原子受激产生辐射,就会产生越来越多的频率和发射方向都相同的光子,使光得到加强,这就是激光.其特点:方向性好(光子的发射方向相同)、单色性好(光子的频率相同)、亮度高.五、光谱及光谱分析 (1)光谱:各种不同色光按照一定顺序排列形成的彩色光带.(2)原子光谱:由于不同的原子结构不同,能级也就各不相同,它们可能辐射的光子也就具有不同的波长
11、,所以每种元素光谱中的谱线分布考与其他元素不一样,这些分交的线状谱是与他元素相对应的,故我们又把线状谱叫做原子光谱.2.光谱分析 由于每种元素的谱线分布与其他元素的不一样,这样就可以通过光谱的分析知道发光的是什么元素,用这种方法可以确定物质的组成.例题例题:练习1.下列哪些属于光的干涉现象()A.雨后美丽的彩虹B.对着日光灯从两铅笔的缝中看到的彩色条纹C.阳光下肥皂膜上的彩色条纹D.光通过三棱镜产生的彩色条纹2.对光的衍射现象的定性分析,不正确的是()A.光的衍射是光在传播过程中绕过障碍物传播的现象B.衍射现象是光波互相叠加的结果C.衍射现象否定了光的直线传播的结论D.光的衍射现象为波动说提供
12、了有力的证据3.认为光波和无线电波都是电磁波的理由有以下几方面,正确的理由是()A.真空中传播速度相同B.都能发生反射、衍射、折射现象C.传播都不依靠别的介质D.都是由振荡电路中自由电子的运动产生的4.有一种看不见的射线是原子的外层电子受激发后产生的,波长比红光短,一切高温物体都辐射这种射线,这种射线是()A.红外线 B.紫外线 C.伦琴射线 D.射线5.关于光谱和光谱分析,下列说法中正确的是()A.太阳光谱和白炽灯光谱都是明线光谱B.霓虹灯和煤气灯火焰中燃烧的钠蒸气产生的光谱都是明线光谱C.进行光谱分析时,可以利用明线光谱,不能用连续光谱D.我们观察月亮射来的光谱,可以确定月亮的化学组成【例
13、1】下列说法中正确的是()A.用白光做光的干涉实验时,偏离中央明条纹较远的是紫光B.用白光做光的干涉实验时,偏离中央明条纹较远的是红光C.涂有增透膜的照相机镜头,增强了对紫光的透射程度D.从竖立肥皂膜上看到的彩色条纹是从膜的两表面反射光干涉的结果【解析】由于在干涉实验中,有条纹间距x=l/d的关系,即条纹间距与光波波长成正比.而白光中红光的波长最长,故偏离中央明条纹最远的是红光;增透膜应该增强透射的是人的视觉最敏感的绿光,这样才能使所成的像即亮又清晰;肥皂膜上的条纹是由于光从膜前、后表面反射后,相互干涉而形成的.综上所述答案为B、D.【例2】市场上有种灯具俗称“冷光灯”,用它照射物品时能使被照
14、物品处产生的热效应大大降低,从而广泛应用于各种场所,这种灯降低热效应的原理之一是灯泡后面放置的反光镜的表面上镀有一层薄膜(例如氟化镁),这种膜能消除不镀膜时表面反射回来的热效应最显著的红外线,以表示此红外线在薄膜中的波长,则所镀薄膜的厚度最小应为(B)A./8 B.4 C./2 D【解析】本题实际考查的是干涉知识的应用,要认真读题,实际很简单,要消除反射回来的红外线,即要使红外线全部透射,此膜即为增透膜,厚度最小应为/4,综上所述答案为:B.【解题回顾】解决本题,要求学生要能理解增透膜的含义及作用,增透膜从薄膜前后表反射叠加后相互削弱,从而减少反射光强度,增加透射光的强度.【例3】在双缝干涉实
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