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    中考物理光學(xué)輔導(dǎo)-光的本性

    來(lái)源:中考網(wǎng)整合 作者:中考網(wǎng)整合 2009-12-10 11:26:32

    中考真題

    智能內(nèi)容

      (一)光的本性的學(xué)說(shuō)

    學(xué) 說(shuō)

     

    基 本 內(nèi) 容

     

    實(shí) 驗(yàn) 事 實(shí)

     

    提出的科學(xué)家

     

    波動(dòng)說(shuō)

     

    光是某種振動(dòng)以波的形式向外傳播 光的獨(dú)立傳播、光的反射、折射、楊氏試驗(yàn)、菲涅爾圓盤(pán)衍射

     

    惠更斯

     

    微粒說(shuō)

     

    光是沿直線傳播的高速粒子流

     

    光的直線傳播、反射

     

    牛頓

     

    電磁說(shuō)

     

    光是一種電磁波

     

    光速的測(cè)定、光與電磁波的相似性,赫茲實(shí)驗(yàn)

     

    麥克斯韋

     

    光子說(shuō)

     

    光是不連續(xù)的一份一份的,光子能量E=hν,光子只能整個(gè)的產(chǎn)生、傳播、消失

     

    熱輻射規(guī)律、光電效應(yīng)

     

    愛(ài)因斯坦

     

    波粒二象性 光既具有波動(dòng)性,又具有粒子性---微觀粒子的共性

     

    光的干涉、衍射、光電效應(yīng)

     

     

      (二)光的干涉和衍射
      1、光的干涉:
      (1)產(chǎn)生條件:兩束頻率相同的光迭加
      (2)干涉現(xiàn)象:
      I.雙縫干涉(1801年楊氏實(shí)驗(yàn))
      實(shí)驗(yàn)裝置:?jiǎn)慰p(單孔)獲得頻率一定的線(點(diǎn)光源;雙縫(雙孔)將頻率一定的光分成兩束
      條紋特征:?jiǎn)紊猓褐醒肓良y;兩側(cè)明暗相間;寬度相等,亮度基本相同;條紋間距(寬度:ΔX=Lλ/d)
      白光:中央為白色;兩側(cè)明暗相間的條紋;每條亮紋靠近中央為紫色,外側(cè)為紅色
      條紋明暗:距離兩縫路程差為半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍為暗條紋;偶數(shù)倍為亮條紋
      II.薄膜干涉:
      相干光的獲得:一定頻率的光經(jīng)薄膜前后表面反射,兩束頻率相同的反射光相迭加
      條紋特征:?jiǎn)紊猓好靼迪嚅g
      白光:彩紋;同一亮條紋薄膜薄處為紫光,厚處為紅光
      應(yīng)用:檢查平面、增透膜(入射光波長(zhǎng)的1/4,淡紫色的原因)

      2、光的衍射
      (1)產(chǎn)生條件:孔、縫或障礙物的尺寸很小,與可見(jiàn)光波長(zhǎng)相比差不多或更小時(shí)才有明顯的衍射現(xiàn)象
      (2)干涉現(xiàn)象:
      I.單縫衍射:
      條紋特征:?jiǎn)紊猓褐醒霔l紋寬而亮;兩側(cè)明暗相間的條紋;兩側(cè)條紋窄而亮度遞減快
      白光:中央條紋為寬亮的白色條紋;兩側(cè)為彩紋,每一亮紋內(nèi)側(cè)為紫色,外側(cè)為紅色
      條紋觀察:游標(biāo)卡尺的構(gòu)造、原理、讀數(shù)方法;縫由0.2mm變寬時(shí)條紋由稀變密
      II.小孔衍射:孔由大到小:屏上見(jiàn)到的現(xiàn)象:亮斑→小孔成像→衍射花樣;
      單色光:中央亮點(diǎn)大而亮;四周明暗相間圓條紋窄而亮度遞減快;
      白光:中央為白色亮點(diǎn),四周彩紋;中央亮點(diǎn)大而亮,四周彩紋窄而暗
      III.不透明圓盤(pán)衍射:影的輪廓模糊不清,出現(xiàn)明暗相間的條文,陰影中心有亮斑-泊松亮斑來(lái)源:考試
      (三)光的電磁本性

    種 類 產(chǎn) 生 機(jī) 理 主 要 作 用

     

    應(yīng) 用 舉 例

     

    無(wú)線電波

     

    振蕩電路中的自由電子的周期性運(yùn)動(dòng)

     

    電磁作用 廣播電視

     

    紅外線

     

    原子的外層電子受激發(fā)產(chǎn)生

     

    熱作用易穿透云霧

     

    紅外遙感

     

    可見(jiàn)光

     

    視覺(jué)作用

     

     
    紫外線

     

    化學(xué)作用

     


     

    生物作用

     

     

    照相殺菌

     

    倫琴射線

     

    原子內(nèi)層電子受激發(fā)產(chǎn)生

     

    穿透作用

     

    X光透視

     

    γ射線

     

    原子核受激發(fā)產(chǎn)生

     

    穿透作用

     

    探傷、治療腫瘤

      (四)光電效應(yīng):

      1、意義:在光(包括不可見(jiàn)光)照射下,從物體發(fā)射出電子的現(xiàn)象叫光電效應(yīng)
      2、實(shí)驗(yàn)規(guī)律:I.每種金屬都有一種極限頻率ν0,入射光的ν〉ν0才發(fā)出光電子,入射光ν〈ν0不論光照射時(shí)間多長(zhǎng),光多強(qiáng)也不能發(fā)生光電效應(yīng);II.光電子的最大初動(dòng)能隨入射光的ν的增大而增大,與光強(qiáng)無(wú)關(guān);III.瞬時(shí)發(fā)生:入射光照射到金屬上到發(fā)射電子幾乎不需要時(shí)間,小于1納秒;IV.飽和光電流與光強(qiáng)度成正比
      3、波動(dòng)說(shuō)與光電效應(yīng)的矛盾:波動(dòng)理論:光的能量由光的強(qiáng)度決定,光的強(qiáng)度又由光的振幅決定,與頻率無(wú)關(guān);波動(dòng)理論與光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)的前3條矛盾
      4、光子說(shuō)對(duì)光電效應(yīng)的解釋:
      ——I.金屬中的一個(gè)電子吸收一個(gè)光子的全部能量;
      ——II.逸出功W是從金屬表面上逸出的電子克服原子核的引力做的功,W由金屬本身的特性決定,對(duì)一種金屬為定值;III.從能量關(guān)系搞清mvm2/2=hν-W(不要求計(jì)算)

      (五)光譜

    種 類

     

    產(chǎn) 生 條 件

     

    特 征

     

    實(shí) 例

     

    發(fā)射
    光譜
    連續(xù)光譜 (許多原子組成的整體發(fā)光)熾熱的固體、液體及高壓氣體發(fā)出

     

    連續(xù)分布的一切波長(zhǎng)的光組成

     

    白熾燈、蠟燭、弧光燈

     

    明線光譜

     

    (單個(gè)原子發(fā)光)稀薄氣體(高壓放電)發(fā)光;固體液體物質(zhì)到電弧或煤氣燈火焰中燒

     

    一些不連續(xù)的亮線組成

     

    霓虹燈

     

       吸收光譜

     

    高溫物體發(fā)出的白光通過(guò)較冷的物質(zhì)蒸汽

     

    在連續(xù)光譜的背景下一些不連續(xù)的暗線

     

    太陽(yáng)光譜

     

      光譜分析:原理:利用明線、吸收光譜中的特征譜線;用途:鑒別物質(zhì)、確定成分

      (六)光的波粒二象性

      1、光既具有波動(dòng)性,又具有粒子性,有的波動(dòng)性顯著,有的粒子性顯著
      2、物質(zhì)波:也稱德布羅意波,波長(zhǎng)λ=h/p.
      3、波粒二象性中的波是幾率波(物質(zhì)波),不是機(jī)械波,也不是電磁波,不是宏觀意義中的波;波粒二象性中的粒子也不是宏觀意義中的粒子(質(zhì)點(diǎn)),光子運(yùn)動(dòng)既沒(méi)有一定的軌道,是無(wú)規(guī)則的,與質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)不同,不遵從牛頓定律。

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