光学原子物理
光学原子物理
光的反射和折射
1. 光的直线传播，本影和半影。
? 2.光的反射、反射定律、平面镜成像的作图法。* ? 3.光的折射、折射定律、折射率、全反射和临界角。* ? 4.光导纤维。
? 5.棱镜、光的色散。 光的直线传播
? 光的直线传播---同一种均匀介质中宏观上沿直线传播（不考虑光的衍射）。 ? 本影---光线完全照射不到的区域。 ? 半影---部分光线照射不到的区域。 光的反射
? 光的反射---光照射到物体表面的时候，总有一部分光被反射回去的现象。
? 反射定律---三线共面、法线居中、反射角等于入射角（传播方向一定变化，传播速度一定不变）。
? 平面镜成像的作图法---利用光的反射定律，虚像和物体关于平面镜为对称。 光的折射
? 光的折射---光从一种介质进入另一种介质中时，传播方向通常发生改变的现象（垂直入射除外）
? 折射定律---三线共面、法线居中；
垂直入射时，折射角等于入射角等于0度。
斜射时，入射角的正弦与折射角的正弦成正比。
? 折射率---光从真空中射入介质中时，入射角的正弦与折射角的正弦的比值，叫这种介质的折射率。
? 计算：介质
真空
λλ=
==v c r i n
sin sin 全反射
? 全反射---光从光密质（n 大的）射入光疏质（n 小的）时，光全部反射（没有折射）的现象。
? 条件---（1）光从密质进入疏质；（2）入射角 i 大于临界角C 。 ? 临界角---刚好发生全反射时的入射角，此时折射角等于90度。
? 计算---真空
介质λλarcsin arcsin n 1arcsin
C ===c v
? 应用---蜃景、光导纤维。
光的色散
? 全反射棱镜---截面为等腰直角三角形的棱镜。
? 光的色散---原因棱镜材料对不同色光的的折射率不同。对红光的折射率最小---偏折较少； 对紫光的折射率最大---偏折较多。 红橙黄绿蓝靛紫七色光的频率越来越大。 光的波动性和微粒性
? 1. 光的本性说的发展简史。
? 2.光的干涉现象、双缝干涉、薄膜干涉，双缝干涉的条纹间距与波长的关系。 ? 3.光的衍射。 ? 4.光的偏振现象。
? 5.光谱和光谱分析，红外线、紫外线、X 射线、γ射线以及它们的应用，光的电磁本性，电磁波谱。
? 6.光电效应、光子、爱因斯坦光电效应方程。* ? 7.光的波粒二象性，物质波。 ? 8.激光的特性及应用。 光的本性说的发展简史
? 17世纪---牛顿：光的微粒说；惠更斯：光的波动说。 ? 1801英国的托马斯●杨---光的干涉实验成功。 ? 19世纪60年代---迈克斯韦的电磁波的预言。 ? 19世纪80年代末---赫兹验证了电磁波的存在。 ? 19世纪末---光电效应。
? 20世纪初---爱因斯坦的光子说。 ? 光即具有波动性，又具有粒子性。 光的干涉
? 光的干涉现象---相干光在屏上出现的明暗相间的条纹。
? 双缝干涉---光线通过单缝，再通过双缝（相干光源）在屏上出现明暗相间的条纹。 ? 干涉相长---亮条纹 σ=n λ；
? 干涉相消---暗条纹 σ=（2n+1）λ/2 。 ? 条纹宽度--- △x=L λ/d
? 薄膜干涉---透明物体两个反射面的反射光线的叠加成干涉图样。 ? 薄膜干涉应用：检查物体表面的光滑程度；增透膜。 光的衍射
? 定义---光绕过障碍物传播的现象。
? 明显衍射的条件---障碍物或小孔的尺寸与光的波长差不多，或比光的波长小。 ? 现象---透过纱巾看、通过狭缝观察、光学显微镜、泊松亮斑。 光的偏振现象
? 现象---教材第三册光的偏振图片。 ? 结论---光是一种横波。
? 应用---偏振镜头、计算器等等。 电磁波谱
? 光谱和光谱分析---用来分析物体的组成成分（原子光谱---明显光谱、暗线光谱）
?
满足---E E E h n m ?=-=γ
?
红外线---波长在770nm~106nm 之间。一切物体都向外辐射红外线，它是热传递的一种方式。温度高、颜色深辐射力强。红外遥感、遥控、红外线频率根接近物体分子的固有频率，所以可以用来加热物体，主要体现热效应。
电磁波谱
? 紫外线---波长在400nm~5nm 之间。有荧光作用、促进人体合成维生素D 、消毒杀菌。
?X射线---波长比紫外线还短。德国物理学家伦琴1895年发现的。穿透能力强，穿透物质的
厚度跟物质的密度有关，工业上检查金属内部是否有砂眼、裂纹等缺陷，在医学上透视人体内的病变及骨骼。
?γ射线---波长在10-10nm以下，电离作用非常小，贯穿本领很强，甚至能穿透几厘米厚的
铅板。
?光的电磁本性---光是一种电磁波。
?电磁波谱---频率从低到高的顺序为：无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、x射线、
γ射线。
光电效应
?光电效应---在光的照射下物体发射电子的现象，叫做光电效应。
?波动说遇到的困惑---
? 1.极限频率的问题，光电效应的条件是入射光的频率高于极限频率，而不是和入射光的强
度有关；
? 2.光电效应的瞬时性，不超过10-9秒；
? 3.光电子的最大初动能只与入射光的频率有关，而与入射光的强度无关。
光子说
?光子说---爱因斯坦（1879——1955）于1905年提出，在空间传播的光不是连续的，而是
一份一份的，每一份叫做一个光量子，它的能量跟光的频率成正比且满足--- E=hγ其中h=6.63×10-34 js---普朗克常量
?爱因斯坦光电效应方程：E k=hγ—W
---其中E k为光电子的最大初动能；W为金属的逸出功。
逸出功---是电子脱离某种金属所做功的最小值。
光的波粒二象性
?光的波粒二象性---光是一种波，同时也是一种粒子，光具有波粒二象性。
?概率波—光子在空间各点出现的可能性的大小（概率）可用波动规律来描述。
?物质波---1924年法国物理学家德布罗意（1892——1987）任何一个运动的物体，小到电
子、质子，大到星星、太阳都有一种波与它对应，波长是--- λ= h / p
?物理学把物质分为两大类---实物和场。
激光
?激光的特性---
? 1.激光是一种人工产生的相干光---可调制用来传递信息；
? 2.平行度非常好---远距离传播仍能保持一定强度可以用来测远距离、雷达、跟踪运动目标
测速度；
? 3.聚到很小的一点---读光盘；
? 4.高能量---切割物体、焊接（工业、医学）；
? 5.产生高压---引起核聚变（小颗粒的核燃料用激光从各个方向进行照射）。
原子和原子核
1.α粒子散射实验，原子的核式结构。
? 2.氢原子的能级结构，光子的发射和吸收。*
? 3.氢原子的电子云。
? 4.原子核的组成，天然放射现象，α射线、β射线、γ射线，衰变、半衰期。
? 5.原子核的人工转变、核反应方程、放射性同位素及其应用。
? 6.放射性污染和防护。
? 7.核能、质量亏损、爱因斯坦质能方程。* ? 8.重核的裂变、链式反应、核反应堆。 ? 9.轻核的聚变，可控热核反应。 ? 10.人类对物质结构的认识。 原子的核式结构
? α粒子散射实验---装置及实验
? 现象---绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原路的方向前进，但是有少数α粒子发生了较大的偏转，极少数发生大角度散射甚至达到了180度。
? 结论---原子的核式结构：在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电和几乎全部的质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外的空间运动。
? 原子核：组成---质子：带正电1.6 ×10-19c ；质量为1.67×10-27
kg 中子：不带电，质量比质子稍大。统称为核子。 大小--- 10-15m
氢原子的能级结构、光子的发射和吸收 能级---各状态对应的能量也是不连续的。 基态---能量的最低状态。 激发态---其他能量状态。 各能级的能量关系---E n =E 1/n 2
光子的发射和吸收--- h γ=E m — E n
原子光谱---光谱和光谱分析---用来分析物体的组成成分（原子光谱---明显光谱、暗线光谱） 波尔理论的局限性---经典电磁学理论的制约。 氢原子的电子云
? 对于宏观质点，如果知道它在某一时刻的位置、速度和受力情况，就可以用牛顿运动定律算出以后任意时刻的位置和速度。
? 对于电子等微观粒子，由于不能用确定的坐标描述它们在原子中的位置，因此轨道的说法毫无意义，我们只能知道电子在原子和附近各点出现概率的大小，用疏密不同的点表示出现的概率---称为电子云（教材图） 。 α射线、 β射线、 γ射线
? 实质分别为---氦核、高速电子流、电磁波。
? 电离能力由强到弱--- α射线、β射线、 γ射线。 ? 穿透能力由弱到强---α射线、β射线、 γ射线。 ? 在真空中的传播速度分别为---0.1c 、接近c 、c 。
?
α 衰变的实质---原子核失去一个氦核------He Y X m n m n 4
242+→--
? β衰变的实质---原子核的一个中子变成质子同时释放一个电子------e Y X m n m n 0
11-++→
?
衰变---原子核放出α 或β粒子就变成新核。
? 半衰期---放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间。 放射性污染和防护 ? 应用---射线：可以用γ射线探伤、 α射线消除静电、保存食物、育种（使DNA 发生突变）、放疗、利用半衰期不随物理化学性质而改变的特点进行考古、示踪原子。
? 污染---1945年广岛、长崎两枚原子弹；1987年切尔诺贝利核电站泄漏；2001年9月2日开始的“小小钥匙链放倒13人”。
? 和防护---核电站的厚厚水泥墙；核废料防灾很厚很厚的金属箱内，并埋在深海里；加强
防范意识；核不扩散。 核反应方程
? 原子核的人工转变---
? 1919年卢瑟福用α粒子轰击氮核产生氧17和质子------------H O He N 1117842147
+→+
? 中子的发现-------------n C He Be 1
012
64
29
4+→+
? 核反应方程---表示原子核反应的方程质量数和电荷数都守恒。
核能、质量亏损、爱因斯坦质能方程 ? 核能---核反应中释放出来的能量。
? 质量亏损--- -核反应中释放出能量筒是质量减少。
?
质能方程--- E=mc
2 ? 质能方程演变为--- △E= △mc 2
裂变
? 定义---把重核分裂成质量较小的核，释放出核能的反应。
? 铀核的裂变---n Kr Ba n U 1
092361415610235923++→+
?
链式反应---一般说来，铀核的裂变时总是要放出2~3个中子这些种子又会引起其他的铀核裂变，这样裂变就会不断地进行下去，释放出越来越多的能量。 ? 核电站---控制核裂变的速度（临界体积）。 聚变
? 定义---把轻核合成质量较大的核，释放出核能的反应------n He H H 1
0423121+→+
?
热核反应---使轻核发生聚变时，必须使它们的距离十分接近，达到10-15m 的近距离。所以可以通过高温（几百万摄氏度）剧烈的热运动使得一部分原子核已经具有足够的动能克服相互间的斥力，相互碰撞时发生聚变。
? 可控热核反应---与裂变相比的优点1.释放能量大；2.无放射性物质；3.燃料丰富。 人类对物质结构的认识
? 媒介子---光子（电磁相互作用）、胶子（强相互作用）。
? 轻子---不参加强相互作用的粒子；电子中微子、μ子和μ子中微子、τ子和τ子中微子 ? 强子---参加强相互作用的粒子，有：质子、中子、介子和超子。
光学 原子物理
光学原子物理 一、基本概念 （一）光的干涉 条件：频率相同, 振动方向相同，相位差恒定。 现象：两个相干光源发出的光在相遇的空间相互叠加时，形成明暗相间的条纹。1．双缝干涉相干光源的获取：采用“分光”的透射法。 当这两列光源到达某点的路程差： Δγ＝kλ(k=0,1,2……)出现亮条纹 Δγ＝（2k＋１）λ／2 (k=0,1,2……)暗条纹 条纹间距Δx=(L/d) λ（明纹和暗纹间距） ·用单色光作光源，产生的干涉条纹是等间距； ·用白光作光源，产生彩色干涉条纹，中央为白色条纹； 2．薄膜干涉：相干光源的获取，采用“分光”的反射法 由薄膜的前后两个表面反射后产生的两列相干光波叠加形成的干涉现象： ·入射光为单色光，可形成明暗相间的干涉条纹 ·入射光是白光，可形成彩色干涉条纹。 3．光的干涉在技术上的应用 （1）用干涉法检查平面（等间距的平行线） （2）透镜和棱镜表面的增透膜，增透膜的厚度等于入射光在薄膜中波长的1/4 （二）光的衍射 光离开直线路径绕到障碍物阴影里的现象为称光的衍射现象。
*产生明显衍射条件：障碍物或孔的尺寸小于光波波长或和光波波长差不多。 *现象：（１）泊松亮斑（２）单缝衍射 ·单色光通过单缝时，形成中间宽且亮的条纹，两侧是明暗相间的条纹，且条纹宽度比中间窄； ·白光通过单缝时，形成中间宽的白色条纹，两侧是窄且暗的彩色条纹。 （三）光的电磁说 １．电磁波谱 a．将无线电波，红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、γ射线按频率由小到大（或波长从长到短）的顺序排列起来，组成电磁波谱； b．·无线电波是LC振荡电路中自由电子周期性运动产生 ·红外线、可见光、紫外线是原子的外层电子受激发后产生； ·伦琴射线是原子的内层电子受到激发后产生； ·γ射线是原子核受到激发后产生。 ２．光谱与光谱分析 光 谱 *由于每种元素都有自己的特征谱线，明线光谱或吸收光谱都含有这些特征谱线，故可根据明线光谱或吸收光谱分析，鉴别物质或确定它的化学组成。
5052高一物理光学原子物理测试题
《光学、原子物理》测试题 一、选择题 1、某介质的折射率为2，一束光从介质射向空气，入射角为60°，如图1所示的哪个光路图是正确的? 图1 2.如图2所示是光电管使用的原理图.当频率为ｖ ０的可见光照射到阴极Ｋ上时，电流表中有电流通过，则（） 图2 （Ａ）若将滑动触头Ｐ移到Ａ端时，电流表中一定没有电流通过 （Ｂ）若将滑动触头Ｐ逐渐由图示位置移向Ｂ端时，电流表示数一定增大 （Ｃ）若用紫外线照射阴极Ｋ时，电流表中一定有电流通过 （Ｄ）若用红外线照射阴极Ｋ时，电流表中一定有电流通过 3、物体从位于凸透镜前3f处逐渐沿主轴向透镜靠近到1.5f处的过程中，像和物体的距离将( ) (A)逐渐变小； (B)逐渐变大； (C)先逐渐增大后逐渐变小； (D)先逐渐变小后逐渐变大. 4.由中国提供永磁体的阿尔法磁谱仪如图3所示，它曾由 航天飞机携带升空，将来安装在阿尔法国际空间站中，主要使 命之一是探索宇宙中的反物质.所谓的反物质即质量与正粒子 相等，带电量与正粒子相等但相反，例如反质子即为，假 若使一束质子、反质子、α粒子和反α粒子组成的射线，通过 ＯＯ'进入匀强磁场Ｂ２而形成的4条径迹，则( ) 图3
(Ａ)1、2是反粒子径迹 (Ｂ)3、4为反粒子径迹 (Ｃ)2为反α粒子径迹 (Ｄ)4为反α粒子径迹 5、某原子核A 先进行一次β衰变变成原子核B ，再进行一次α衰变变成原子核C ，则： (A)核C 的质子数比核A 的质子数少2 (B)核A 的质量数减核C 的质量数等于3 (C)核A 的中子数减核C 的中子数等于3 (D)核A 的中子数减核C 的中子数等于5 6、在玻尔的原子模型中,比较氢原子所处的量子数n =1及n =2的两个状态,若用E 表示氢原子的能量,r 表示氢原子核外电子的轨道半径,则: (A) E 2>E 1,r 2>r 1 (B) E 2>E 1,r 2 光学 一、光的折射 1．折射定律：2．光在介质中的光速： 3．光射向界面时，并不是全部光都发生折射，一定会有一部分光发生反射。 4．真空/空气的n等于1，其它介质的n都大于1。 5．真空/空气中光速恒定，为，不受光的颜色、参考系影响。光从真空/空气中进入介质中时速度一定变小。 6．光线比较时，偏折程度大（折射前后的两条光线方向偏差大）的光折射率n大。 二、光的全反射 1．全反射条件：光由光密（n大的）介质射向光疏（n小的）介质；入射角大于或等于临界角C，其求法为。 2．全反射产生原因：由光密（n大的）介质，以临界角C射向空气时，根据折射定律，空气中的sin角将等于1，即折射角为90°；若再增大入射角，“sin空气角”将大于1，即产生全反射。 3．全反射反映的是折射性质，折射倾向越强越容易全反射。即n越大，临界角C越小，越容易发生全反射。 4．全反射有关的现象与应用：水、玻璃中明亮的气泡；水中光源照亮水面某一范围；光导纤维（n大的内芯，n小的外套，光在内外层界面上全反射） 三、光的本质与色散 1．光的本质是电磁波，其真空中的波长、频率、光速满足（频率也可能用表示），来源于机械波中的公式。 2．光从一种介质进入另一种介质时，其频率不变，光速与波长同时变大或变小。 3．将混色光分为单色光的现象成为光的色散。不同颜色的光，其本质是频率不同，或真空中的波长不同。同时，不同颜色的光，其在同一介质中的折射率也不同。 4．色散的现象有：棱镜色散、彩虹。 5．红光和紫光的不同属性汇总如下： 频率f(或ν) 真空中里的 波长λ 折射率n 同一介质中 的光速 偏折程度临界角C 红光大大大紫光大大大 原因 n越大偏折 越厉害 发生全反射光子能量发生光电效应 双缝干涉时的 条纹间距Δx 发生明显衍 射 红光大容易紫光容易大容易 原因临界角越小 越容易发生 全反射 波长越大越 有可能发生 明显衍射 四、光的干涉 1．只有频率相同的两个光源才能发生干涉。 2．光的干涉原理（同波的干涉原理）： 真空中某点到两相干光源的距离差即光程差Δs。 当时，即光程差等于半波长的奇数倍时，由于两光源对此点的作用总是步调相反，叠加后使此点振动减弱； 当时，即光程差等于波长的整数倍，半波长的偶数倍时，由于两光源对此点的作用总是步调一致，叠加后使此点振动加强。 3．杨氏双缝干涉：单色光源经过双缝形成相干光，在屏上形成明暗相间的等间距条纹。双缝间距离d、双缝到屏的距离L、光的波长λ、条纹间距Δx的关系为。 4．双缝干涉的条纹间距指的是两条相邻的明条纹中心的距离。其它条件相同时，光的波长越大，条纹间距越大，明、暗条纹本身也越粗。 5．若使用白光做双缝干涉实验，会得到彩色的条纹，中央明纹为白色。 6．薄膜干涉：光射向薄膜时，在膜的外、内表面各反射一次，两束反射光在外表面相遇发生干涉。若叠加后振动加强，则会使反射光增强，透射光减弱；若叠加后振动减弱，则会使反射光减弱，透射光增强。 7．薄膜干涉的现象与应用：彩色肥皂泡、彩色油膜；增透膜、增反膜、检查工件平整度。 五、光的衍射 光学、原子物理知识总结 光学 一、光的折射： 1、折射定律：折射光线与入射光线、发现处在同一平面内，折射光线与入射光线分别位于法线的两侧。入射角的正弦与折射角的正弦成正比。 表达式：r i n sin sin = 2、折射现象中，光路可逆。 3、折射率： 物理意义：反应介质的光学特性，折射率大，说明光从真空射入到该介质时，偏折大。 （1）r i n sin sin = 为比值定义。由介质本身的光学性质和光的频率决定。 （2）v c n =，任何介质的折射率总大于1。 （3）r i n sin sin =中i 总是真空中光线与法线的夹角。 4、几个典型的折射光路 （1）平行玻璃砖的光路 两面平行的玻璃砖，出射光线和入射光线平行，且光线发生了侧移。 （2）球形玻璃砖的光路 （3）平行玻璃砖的光的侧移距离 如图所示，由题意可知，O 2A 为偏移距离Δx ，有：Δx ＝d cos r ·sin(i －r ) n ＝sin i sin r 若为同一单色光，即n 值相同．当i 增大时，r 也增大，但i 比r 增大得快， sin(i －r )＞0且增大，d cos r ＞0且增大。 若入射角相同，则：Δx ＝d sin i (1－cos i n 2－sin 2i )即当n 增大，Δx 也增大 结论： （1）同种单色光的侧移距离随入射角的增大而增大 （2）不同种单色光的折射率大的侧移距离大 二、全反射 1、条件：① 光从光密介质射入光疏介质。 ② 入射角大于等于临界角。 2、临界角：n C 1 sin = ，C 为折射角为900时的入射角。 B A i 30° 120° r ′ O A E B C D O ′ 60° M 一、原子的核式结构 卢瑟福根据α粒子散射实验观察到的实验现象推断出了原子的核式结构．α粒子散射实验的现象是：①绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进；②极少数α粒子则发生了较大的偏转甚至返回．注意，核式结构并没有指出原子核的组成． 二、波尔原子模型 玻尔理论的主要内容： 1．“定态假设”：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些状态中，电子虽做变速运动，但并不向外辐射电磁波，这样的相对稳定的状态称为定态． 定态假设实际上只是给经典的电磁理论限制了适用范围：原子中的电子绕核转动处于定态时不受该理论的制约． 2．“跃迁假设”：电子绕核转动处于定态时不辐射电磁波，但电子在两个不同定态间发生跃迁时，却要辐射(吸收)电磁波(光子)，其频率由两个定态的能量差值决定hν＝E m －E n ． 3．“能量量子化假设”和“轨道量子化假设”：由于能量状态的不连续，因此电子绕核转动的轨道半径也不能任意取值． 三、原子核的衰变及三种射线的性质 1．α衰变与β衰变方程 α衰变：X A Z →42Y A Z --＋42He β衰变：X A Z →1Y A Z +＋01e - 2．α和β衰变次数的确定方法 先由质量数确定α衰变的次数，再由核电荷数守恒确定β衰变的次数． 3．半衰期(T )：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间． 4．特征：只由核本身的因素所决定，而与原子所处的物理状态或化学状态无关． 5．规律：N ＝N 01()2 t T ． 6．三种射线 射线 α射线 β射线 γ射线 物质微粒 氦核 42He 电子01e - 光子γ 带电情况 带正电(2e ) 带负电(－e ) 不带电 速度 约为110 c 接近c c 贯穿本领 小(空气中飞行几厘米) 中(穿透几毫米厚的铝板) 大(穿透几厘米厚的铅板) 电离作用 强 次 弱 四、核能 1．爱因斯坦质能方程：E ＝mc 2． 2．核能的计算 (1)若Δm 以千克为单位，则： ΔE ＝Δmc 2． (2)若Δm 以原子的质量单位u 为单位，则： ΔE ＝Δm ×931.5 MeV ． 3．核能的获取途径 (1)重核裂变：例如 235 92U ＋10n →13654Xe ＋9038Sr ＋1010n (2)轻核聚变：例如 2 1H ＋31H →42He ＋10n 聚变的条件：物质应达到超高温(几百万度以上)状态，故聚变反应亦称热核反应． 二、考查衰变、裂变、聚变以及人工转变概念 ●例2 现有三个核反应： ①24 11Na →2412Mg ＋____； ②23592U ＋10n →14156Ba ＋9236Kr ＋____；③21H ＋31H →42He ＋____． 完成上述核反应方程，并判断下列说法正确的是( ) A ．①是裂变，②是β衰变，③是聚变 重要概念和规律 1．原子核式结构学说（卢瑟福） 实验基础α粒子散射实验——用放射源发出的α粒子穿过金箔，发现绝大多数α粒子按原方向前进，少数α粒子发生较大的偏转。极少数发失大角度偏转。个别被弹回．基本内容在原子中心有一个带正电的核（半径约10-15～10-14m），集中了几乎全部原子质量、带负电的电子在核外绕核旋转（原子半径约10-10m）。困难问题按经典理论，电子绕核旋转将辐射电磁波，能量会逐渐减小，电子运行的轨道半径不断变小，大量原子发出的光谱应该是连续光谱。 2．玻尔理论（玻尔）实验基础氢光谱规律的研究。基本内容（三点假设）（1）原子只能处于一系列不连续的、稳定的能量状态（定态），其总能量En（包括动能和电势能）与基态总能量量的关系为En=E1/n2（n＝1、2、3……）。（2）原子在两个定态之间跃迁时，将辐射（或吸收）一定频率时光子；光子的能量为hν=E初-E终。（3）电子绕核运行的可能轨道是不连续的。各可能轨道的半径rn=n2r1基态轨道半径r1。（n=1、2、3……）。困难问题无法解释复杂原子的光谱． 3. 放射现象（贝克勒尔） 三种射线（1）α射线氦原子核流。v≈c/10。贯穿本领很小。电离作用很强。 （2）β射线高速电子流。v≈c。贯穿本领强，电离作用弱。 （3）γ射线波长很短的电磁波。v=c。贯穿本领很强，电离作用很弱。 衰变规律遵循电量、质量（和能量）守恒。 α衰变、β衰变、γ衰变（γ衰变是伴随着α衰变或β衰变同时发生的）。 半衰期放射性元素的原子读有半数发生衰变所需要的时间。由核内部本身因素决定．跟原子所处的物理状态或化学状态无关．公式 4．原子核的组成 实验基础 （1）质子发现（1919年，卢瑟福） 147N + 24He → 817O + 11H （2）中子发现（1932年，查德威克） 49Be + He → 612C + 01n 基本内容原子核由质子和中子（统称核子）组成．原子核的质量数等于质子数与中子数之和．原子核的电荷数等于质子数。各核子间依靠强大的核力来集在核内。 5．放射性同位素质子数相同、中子数不同，具有放射性的原子。 实验基础用α粒子盖击铝核首先实现用人工方法得到放出性同位素磷（1934年，约里奥? 第四节光学、原子物理 一、知识结构 (一)光学 1. 2. 3.掌握光的折射规律及其应用；了解全反射的条件及临界角的计算，理解棱镜的作用原 4.明确透镜的成像原理和成像规律，能熟练应用三条特殊光线的作用和物像的对应关系 5. 6.掌握光的电磁学说的内容；明确不同电磁波产生的机理和各种射线的特点和作用。理 7.掌握光电效应规律，理解光电效应四个实验的结论，了解光的波粒二象性的含义。 (二) 1. 2. 3.掌握α、β、γ 4. 例1 下列成像中，能满足物像位置互换(即在成像处换上物体，则在原物体处一定成像)的是( ) A.平面镜成像 B. C.置于空气中的玻璃凸透镜成实像 D.置于空气中的玻璃凸透镜成虚像 【解析】由光路可逆原理，本题的正确选项是C 例2 在“测定玻璃的折射率”实验中，已画好玻璃砖界面两直线aa′与bb′后，不小心误将玻璃砖向上稍平移了一点，如下图左所示，若其它操作正确，则测得的折射率将 ( ) A.变大 B.变小 C.不变 D. 【解析】要解决本题，一是需要对测折射率的原理有透彻的理解，二是要善于画光路图。 设P1、P2、P3、P4是正确操作所得到的四枚大头针的位置，画出光路图后可知，即使玻璃砖向上平移一些，如上图右所示，实际的入射角没有改变。实际的折射光线是O1O′1，而 现在误把O 2O ′2作为折射光线，由于O 1O ′1平行于O 2O ′2，所以折射角没有改变，因此折射率不变。 例3 如右图所示，折射率为n ＝2的液面上有一点光源S ， 发出一条光线，垂直地射到水平放置于液体中且距液面高度为h 的平面镜M 的O 点上，当平面镜绕垂直于纸面的轴O 以角速度ω 逆时针方向匀速转动时，液面上的观察者跟踪观察，发现液面上 有一光斑掠过，且光斑到P (1) (2)光斑在P 【解析】光线垂直于液面入射，平面镜水平放置时反射光线沿原路返回，平面镜绕O 逆时针方向转动时经平面镜的反射，光开始逆时针转动，液面上的观察者能得到由液面折射出去的光线，则看到液面上的光斑，从P 处向左再也看不到光斑，说明从平面镜反射P 点的光线在液面产生全反射，根据在P 处产生全反射条件得： ?90sin sin θ＝n 1＝2 1 sin θ＝2 2，θ＝45° (1)因为θ＝45°，PA ＝OA ＝h ，t ＝ω8π＝ω 8π -V ＝ω 8πh ＝π h ω8 (2)光斑转到P 位置的速度是由光线的伸长速度和光线的绕O 转动的线速度合成的，光 斑在P 位置的线速度为22ωh v ＝v 线/cos45°＝22ωh/cos45°＝4ωh 。 例4 如右图为查德威克发现中子的实验示意图，其中 ①为 ，② ，核反应方程 为 【解析】有关原子物理的题目每年高考都有题，但以选 择题和填空题为主，要求我们复习时注意有关的理论提出都是依据实验结果的，因此要注意 每个理论的实验依据 答案：中子流 质子流 94Be+ 42He 126C+ 10n (一) 物理学科第十三单元光学和原子物理 一、选择题 1.光由一种介质进入另一种不同介质（） A、传播速度发生变化 B、频率发生变化 C、波长保持不变 D、频率和波长都发生变化 2.在光电效应中，用一束强度相同的紫光代 替黄光照射时（） A、光电子的最大初动能不变 B、光电子的最大初动能增大 C、光电子的最大初动能减小 D、光电流增大 3.光从甲介质射入乙介质，由图可知（） A、甲介质是光疏介质，乙是光密介质 B、入射角大于折射角 C、光在甲介质中的传播速度较小 D、若甲为空气，则乙的折射率为6／2 4.表面有油膜的透明玻璃片，当有阳光照射 时，可在玻璃片表面和边缘分别看到彩色 图样，这两种现象（） A、都是色散现象 B、前者是干涉现象，后者是色散现象 C、都是干涉现象 D、前者是色散现象，后者是干涉现象 5.光在玻璃和空气的界面上发生全反射的条 件是（） A、光从玻璃射到分界面上，入射角足够小 B、光从玻璃射到分界面上，入射角足够大 C、光从空气射到分界面上，入射角足够小 D、光从空气射到分界面上，入射角足够大6.一束光从空气射到折射率ｎ＝2的某种玻璃的表面，如图所示，i代表入射角，则下列说法中错误 ．．的是（） A、当ｉ＞π／4时会发生全反射现象 B、无论入射角ｉ是多大，折射角r都不会 超过π／4 C、欲使折射角ｒ＝π／6，应以ｉ＝π／4 的角度入射 D、当入射角ｉ＝arctg2时，反射光线跟 折射光线恰好垂直 7.用强度和频率都相同的两束紫外线分别照射 到两种不同金属的表面上，均可发生光电效应，则下列说法中错误的是（） A、两束紫外线光子总能量相同 B、从不同的金属表面逸出的光电子的最大初 动能相同 C、在单位时间内从不同的金属表面逸出的光 电子数相同 D、从不同的金属表面逸出的光电子的最大初 动能不同 8.在杨氏双缝干涉实验中，下列说法正确的是 （） A、若将其中一缝挡住，则屏上条纹不变，只 是亮度减半 B、若将其中一缝挡住，则屏上无条纹出现 C、若将下方的缝挡住，则中央亮度的位置将 下移 D、分别用红蓝滤光片挡住，屏上观察不到条 纹 9.一束白光斜射水面而进入水中传播时，关于 红光和紫光的说法正确的是（） 光学习题答案 第一章：光的干涉 1、 在杨氏双缝实验中，设两缝之间的距离为0.2mm ,在距双缝1m 远的屏上观察干涉 条纹,若入射光是波长为400nm 至760nm 的白光,问屏上离零级明纹20mm 处,哪些波长的光最大限度地加强? 解:已知:0.2d mm =, 1D m =, 20l mm = 依公式: 五种波长的光在所给观察点最大限度地加强。 2、 在图示的双缝干涉实验中，若用薄玻璃片（折射率1 1.4n =）覆盖缝S 1 ，用同样厚 度的玻璃片（但折射率2 1.7n =）覆盖缝S 2 ，将使屏上原来未放玻璃时的中央明条纹所在处O 变为第五级明纹，设单色波长480nm λ=,求玻璃片的厚度d （可认为光线垂直穿过玻璃片） 34104000104009444.485007571.46666.7d l k D d k l mm nm D k nm k nm k nm k nm k nm δλ λλλλλλ-==∴==?===========11111故: o d 屏 O 解：原来，210r r δ=-= 覆盖玻璃后， 2211218 21 ()()5()558.010r n d d r n d d n n d d m n n δλ λ λ-=+--+-=∴-== =?- 3、在双缝干涉实验中，单色光源S 0到两缝S 1和S 2的距离分别为12l l 和，并且123l l λ=-，λ为入射光的波长，双缝之间的距离为d ，双缝到屏幕的距离为D ，如图，求： （1） 零级明纹到屏幕中央O 点的距离。 （2） 相邻明条纹的距离。 解：（1）如图，设0p 为零级明纹中心，则： 21022112112021()()03()/3/r r d p o D l r l r r r l l p o D r r d D d λ λ-≈+-+=∴-=-==-= (2)在屏上距0点为x 处， 光程差 /3dx D δλ≈- 明纹条件 (1,2,3)k k δλ=± = (3)/k x k D d λλ=±+ 在此处令K=0，即为（1）的结果， 相邻明条纹间距1/k k x x x D d λ+?=-= 4、白光垂直照射到空气中一厚度为43.810e nm =?的肥皂泡上，肥皂膜的折射率 1.33n =，在可见光范围内44(4.0107.610)?-?，那些波长的光在反射中增强？ 解：若光在反射中增强，则其波长应满足条件 1 2(1,2,)2 ne k k λλ+= = 光学原子物理 智慧点亮人生——走过高三的体悟 学生在温馨、舒适、亲切、向上的环境中学习生活，力求让班级的每一名学生和教师在愉悦的环境中最大的释放自己的聪明才智;“如果学生生活在批评中，他便学会谴责；如果学生生活在敌视中，他便会好斗；如果学生生活在恐惧中，他便会忧心忡忡；如果学生生活在鼓励中，他便学会自信；如果学生生活在受欢迎的环境里，他便学会钟爱别人；如果学生生活在友谊中，他便会觉得生活在一个多么美好的世界里。”是我的教育理念. “赏识学生，严格管理”，是我的工作思路。在进行班级管理的过程中我思考什么样的师生关系是能最大发挥教育功效的，对合作型的师生关系我有深刻的体会；利用班会我和学生沟通,教师和学生的关系是合作关系，合作的前提是——互相欣赏；我在进行管理学生的过程中，一直挖掘学生的优点，但不回避缺点。例如，班级的刘勤谭在我接受班级时，他错误不断，并和老师有很大的抵触情绪。在和他进行过几次交流后，效果很不好；我经过思考后，在很多情况下，谈到刘勤谭，是个聪明的孩子，在班集体劳动中很积极；他发现老师是欣赏他的，在遇到问题时老师在对他严格管理时，他也能欣然接受，并做的很好，有时让老师很感动。我们工作的对象是人，是活生生的、富有个性的学生。作为班主任，要树立以人为本，以学生为本的思想，建立合作型的关系，引导学生做自己生命的主人，做社会的人。要以开放的心态和包容的气度正确对待那些具有鲜明个性的学生，要以博大的爱心和崇高的师德尊重、爱护、关心和引导学生。班主任的工作方式不仅诉诸于行为，而更多地诉诸情感与心理。 师生、生生间的真情是建设良好班级的前提条件。通过谈心与学生真情交流，共同探讨班级问题，一个人出了问题，其他同学都会伸出援手，帮助解决，班级的凝聚力增强了，成为真正的一家人;同学们有了主人翁意识，愿意为这个班付出. 学生到学校接受教育，这不仅仅指学习文化知识，还应该包括学习做人的道理，学习今后再学习、再发展的本领;学生是班级的主体，班级应是学生锻炼各种能力的舞台，而班主任则应是这舞台的顾问、向导。在班级管理方式上，我把班主任管理与学生自我管理有机结合起来，既充分发挥班主任的主导作用，又特别重视学生的主体能动性。在班级管理制度的建设上，坚持班主任把握方向的前提下，使学生逐步学会自我管理，成为班级管理的主人。为了将学生推向舞台，我与学生一起设定众多的岗位，例如，在进入高三后，班级根据需要设立“综合素质管理员”，根据大家的推荐和自我推荐，宋 光学原子物理 光的反射和折射 1. 光的直线传播，本影和半影。 ? 2.光的反射、反射定律、平面镜成像的作图法。* ? 3.光的折射、折射定律、折射率、全反射和临界角。* ? 4.光导纤维。 ? 5.棱镜、光的色散。 光的直线传播 ? 光的直线传播---同一种均匀介质中宏观上沿直线传播（不考虑光的衍射）。 ? 本影---光线完全照射不到的区域。 ? 半影---部分光线照射不到的区域。 光的反射 ? 光的反射---光照射到物体表面的时候，总有一部分光被反射回去的现象。 ? 反射定律---三线共面、法线居中、反射角等于入射角（传播方向一定变化，传播速度一定不变）。 ? 平面镜成像的作图法---利用光的反射定律，虚像和物体关于平面镜为对称。 光的折射 ? 光的折射---光从一种介质进入另一种介质中时，传播方向通常发生改变的现象（垂直入射除外） ? 折射定律---三线共面、法线居中； 垂直入射时，折射角等于入射角等于0度。 斜射时，入射角的正弦与折射角的正弦成正比。 ? 折射率---光从真空中射入介质中时，入射角的正弦与折射角的正弦的比值，叫这种介质的折射率。 ? 计算：介质 真空 λλ= ==v c r i n sin sin 全反射 ? 全反射---光从光密质（n 大的）射入光疏质（n 小的）时，光全部反射（没有折射）的现象。 ? 条件---（1）光从密质进入疏质；（2）入射角 i 大于临界角C 。 ? 临界角---刚好发生全反射时的入射角，此时折射角等于90度。 ? 计算---真空 介质λλarcsin arcsin n 1arcsin C ===c v ? 应用---蜃景、光导纤维。 光的色散 ? 全反射棱镜---截面为等腰直角三角形的棱镜。 ? 光的色散---原因棱镜材料对不同色光的的折射率不同。对红光的折射率最小---偏折较少； 对紫光的折射率最大---偏折较多。 红橙黄绿蓝靛紫七色光的频率越来越大。 光的波动性和微粒性 第四部分：光学、原子物理 一、知识结构 (一)光学 1.懂得光的直线传播的性质，并能据此解释有关的自然现象。 2.掌握平面镜成像的特点，并利用它解决实际问题。 3.掌握光的折射规律及其应用；了解全反射的条件及临界角的计算，理解棱镜的作用原理。 4.明确透镜的成像原理和成像规律，能熟练应用三条特殊光线的作用和物像的对应关系作图，正确理解放大率的概念和光路可逆的问题。注意光斑和像的区别和联系。 5.了解光的干涉现象和光的衍射现象及加强、减弱的条件。 6.掌握光的电磁学说的内容；明确不同电磁波产生的机理和各种射线的特点和作用。理解光谱的概念和光谱分析的原理。 7.掌握光电效应规律，理解光电效应四个实验的结论，了解光的波粒二象性的含义。 (二)原子物理 1.掌握卢瑟福核式结构模型及其意义。 2.了解玻尔的三个量子化假设。 3.掌握α、β、γ射线的本质和本领。 4.了解放射性元素的半衰期及其应用。 二、例题解析 例1 下列成像中，能满足物像位置互换(即在成像处换上物体，则在原物体处一定成像)的是( ) A.平面镜成像 B.置于空气中的玻璃凹透镜成像 C.置于空气中的玻璃凸透镜成实像 D.置于空气中的玻璃凸透镜成虚像 【解析】由光路可逆原理，本题的正确选项是C 例2 在“测定玻璃的折射率”实验中，已画好玻璃砖界面两直线aa′与bb′后，不小心误将玻璃砖向上稍平移了一点，如下图左所示，若其它操作正确，则测得的折射率将 ( ) A.变大 B.变小 C.不变 D.变大、变小均有可能 【解析】要解决本题，一是需要对测折射率的原理有透彻的理解，二是要善于画光路图。 设P1、P2、P3、P4是正确操作所得到的四枚大头针的位置，画出光路图后可知，即使玻璃砖向上平移一些，如上图右所示，实际的入射角没有改变。实际的折射光线是O1O′1，而现在误把O2O′2作为折射光线，由于O1O′1平行于O2O′2，所以折射角没有改变，因此折射率不变。 光学习题答案 第一章：光的干涉 1、 在氏双缝实验中，设两缝之间的距离为0.2mm ,在距双缝1m 远的屏上观察干涉条纹,若入射光是波长为400nm 至760nm 的白光,问屏上离零级明纹20mm 处,哪些波长的光最大限度地加强? 解:已知:0.2d mm =, 1D m =, 20l mm = 依公式: 五种波长的光在所给观察点最大限度地加强。 2、 在图示的双缝干涉实验中，若用薄玻璃片（折射率1 1.4n =）覆盖缝S 1 ，用同样厚度的玻璃片（但折射率2 1.7n =）覆盖缝S 2 ，将使屏上原来未放玻璃时的中央明条纹所在处O 变为第五级明纹，设单色波长480nm λ=,求玻璃片的厚度d （可认为光线垂直穿过玻璃片） 34104000104009444.485007571.46666.7d l k D d k l mm nm D k nm k nm k nm k nm k nm δλλλλλλλ-==∴==?===========11111故: o d 屏 O 解：原来，210r r δ=-= 覆盖玻璃后， 221121821()()5()558.010r n d d r n d d n n d d m n n δλ λ λ-=+--+-=∴-===?- 3、在双缝干涉实验中，单色光源S 0到两缝S 1和S 2的距离分别为12l l 和，并且123l l λ=-，λ为入射光的波长，双缝之间的距离为d ，双缝到屏幕的距离为D ，如图，求： （1） 零级明纹到屏幕中央O 点的距离。 （2） 相邻明条纹的距离。 解：（1）如图，设0p 为零级明纹中心，则： 21022112112021()()0 3()/3/r r d p o D l r l r r r l l p o D r r d D d λλ-≈+-+=∴-=-==-= (2)在屏上距0点为x 处， 光程差 /3dx D δλ≈- 明纹条件 (1,2,3)k k δλ=± = (3)/k x k D d λλ=±+ 在此处令K=0，即为（1）的结果， 相邻明条纹间距1/k k x x x D d λ+?=-= 4、白光垂直照射到空气中一厚度为43.810e nm =?的肥皂泡上，肥皂膜的折射率 1.33n =，在可见光围44(4.0107.610)?-?，那些波长的光在反射中增强？ 解：若光在反射中增强，则其波长应满足条件 12(1,2,)2 ne k k λλ+= = 即 4/(21)ne k λ=- 在可见光围，有 v c n r i = =sin sin 几何光学 一、光的反射定律: 1、内容:反射光线、入射光线、法线在同一平面内,反射光线与入射光线在法线两侧,反射角等于入射角。 围绕入射点将平面镜偏转a 角度,法线也偏转a 角度,反射光线偏转2a 角度。 镜面反射与漫反射都遵守光的反射定律。 2、平面镜成像规律:物体在平面镜中成虚像,像与物体大小相等,像与物体 到镜面的距离相等,像与物体的连线与镜面垂直。(对称) 二、光的折射定律,折射率 1、内容:折射光线、入射光线、法线在同一平面内,折射光线、入射光线在法线两侧,入射角的正弦值与折射角的正弦值成正比。 2、折射率(n):光从真空射入介质中时,入射角正弦值与折射角的正弦值之比。 光在真空中的速度与光在介质中速度之比。 3、任何介质的折射率n 都大于1。(空气近似等于1) 折射率表明了介质的折光本领,也表示对光传播的阻碍本领。 注意: 在反射、折射现象中,光路就是可逆的;在几何光学中作出光路图就是解题关键; 三、全反射,临界角 1、光疏介质:折射率较小的介质。 光密介质:折射率较大的介质。 光疏介质与光密介质就是相对的。 2、定义:光由光密介质射向光疏介质时,折射光线全部消失,只剩反射光线的现象。全反射光线不就是折射光线。 3、全反射的条件:①光密介质射入光疏介质; C 光从介质中进入真空或空气中时发生全反射的临界角C: sinC ＝1/n 4、光导纤维 光导纤维就是光的全反射的实际应用 四、棱镜:横截面就是三角形或梯形。 1、三棱镜能使射向侧面的光线向底面偏折,相同条件下,n 越大,光线偏折越多。 并将白色光分解为:红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七色光。 (光的色散) 棱镜对红光的折射率小,介质中的红光光速大; 棱镜对蓝光的折射率大,介质中的蓝光光速小。 (1)三棱镜折射规律:出射光线向底边偏折 (2)白光通过三棱镜发生色散规律:紫光靠近底边偏得最很 ｛光的色散,可见光中红光折射率小,n:折射率,c:真空中的光速,v:介质中的光速,｝ 2、全反射棱镜:横截面就是等腰直角三角形(临界角C=42度)。如右图。 3、作用: 三棱镜:向底边偏折光线,色散。 平行玻璃砖:平移光线 科目：物理教案号：2-01 专题光学和原子物理 光学 一、光的直线传播 主要考察与影子相关的问题，包括日食和月食。见练习册相关习题 二、光的反射与平面镜成像 （2006年第16题）如图，在高度为H=3.0m的较长室内的天花板上镶嵌着很大的平面镜。室内地板上直立着一面高h=2.0m的挡板A，挡板与纸面垂直，把此室隔成图示左右两间。在左间中，距A为l=1m 处的地板上有一点状光源S。求右间中地板上被此光源照亮的区域的宽度。 三、光的折射、全反射和色散 （2009年第2题）一半圆柱形玻璃砖放置在竖直面内，其截面如图所示。 图中O为圆心，MN为竖直方向的直径，长为2R。有一束细光线自O点 沿水平方向射出玻璃砖，可以观测到有光线自玻璃砖内射出。现将入射光 线缓慢平行下移，当入射光与O点的距离为d时，从玻璃砖射出的光线刚 好消失，则此玻璃的折射率为（ C ） A B C R d D d R （2011年第16题）如图，直角三角形ABC 为一玻璃棱柱的横截面，ACB=/3π∠。P 为AC 上的一点，一束细光线从P 点入射，侧面BC 上可以观察到有光线自玻璃棱柱内射出。当入射角逐渐变为=/6θπ时，从玻璃棱柱射出的光线刚好消失。求此玻璃的折射率。 解：全反射时由折射定律： sin 30sin n r ?= ；1 sin C n = 222 2 11 413 42 n n n n n n --+=21= ，∠C =60°，棱镜材 （2000年第19题）在厚度为d ，折射率为n 的大玻璃平板的下表面，紧贴着一个边长为a 的正方形发光面。为了从玻璃平板的上方看不到该发光面，可在玻璃板的上表面贴一块不透光的纸片。求所贴纸片的最小面积。 解：如图1所示，发光点A 发出的光线AB 在上表面处发生全反射，以C 表示玻璃中的临界角， 光学 一、光的折射 1.折射定律: 2.光在介质中的光速: 3.光射向界面时,并不就是全部光都发生折射,一定会有一部分光发生反射。 4.真空/空气的n等于1,其它介质的n都大于1。 5.真空/空气中光速恒定,为,不受光的颜色、参考系影响。光从真空/空气中进入介质中时速度一定变小。 6.光线比较时,偏折程度大(折射前后的两条光线方向偏差大)的光折射率n大。 二、光的全反射 1.全反射条件:光由光密(n大的)介质射向光疏(n小的)介质;入射角大于或等于临界角C,其求法为。 2.全反射产生原因:由光密(n大的)介质,以临界角C射向空气时,根据折射定律,空气中的sin 角将等于1,即折射角为90°;若再增大入射角,“sin空气角”将大于1,即产生全反射。 3.全反射反映的就是折射性质,折射倾向越强越容易全反射。即n越大,临界角C越小,越容易发生全反射。 4.全反射有关的现象与应用:水、玻璃中明亮的气泡;水中光源照亮水面某一范围;光导纤维(n 大的内芯,n小的外套,光在内外层界面上全反射) 三、光的本质与色散 1.光的本质就是电磁波,其真空中的波长、频率、光速满足(频率也可能用表示),来源于机械波中的公式。 2.光从一种介质进入另一种介质时,其频率不变,光速与波长同时变大或变小。 3.将混色光分为单色光的现象成为光的色散。不同颜色的光,其本质就是频率不同,或真空中的波长不同。同时,不同颜色的光,其在同一介质中的折射率也不同。 4.色散的现象有:棱镜色散、彩虹。 频率f(或ν) 真空中里的 波长λ 折射率n 同一介质中 的光速 偏折程度临界角C 红光大大大紫光大大大 原因 n越大偏折 越厉害 发生全反射光子能量发生光电效应 双缝干涉时的 条纹间距Δx 发生明显衍 射 红光大容易紫光容易大容易 原因临界角越小 越容易发生 全反射 波长越大越 有可能发生 明显衍射 四、光的干涉 1.只有频率相同的两个光源才能发生干涉。 2.光的干涉原理(同波的干涉原理): 真空中某点到两相干光源的距离差即光程差Δs。 当时,即光程差等于半波长的奇数倍时,由于两光源对此点的作用总就是步调相反,叠加后使此点振动减弱; 当时,即光程差等于波长的整数倍,半波长的偶数倍时,由于两光源对此点的作用总就是步调一致,叠加后使此点振动加强。 3.杨氏双缝干涉:单色光源经过双缝形成相干光,在屏上形成明暗相间的等间距条纹。双缝间 距离d、双缝到屏的距离L、光的波长λ、条纹间距Δx的关系为。 4.双缝干涉的条纹间距指的就是两条相邻的明条纹中心的距离。其它条件相同时,光的波长越大,条纹间距越大,明、暗条纹本身也越粗。 5.若使用白光做双缝干涉实验,会得到彩色的条纹,中央明纹为白色。 6.薄膜干涉:光射向薄膜时,在膜的外、内表面各反射一次,两束反射光在外表面相遇发生干涉。若叠加后振动加强,则会使反射光增强,透射光减弱;若叠加后振动减弱,则会使反射光减弱,透射光增强。 7.薄膜干涉的现象与应用:彩色肥皂泡、彩色油膜;增透膜、增反膜、检查工件平整度。 五、光的衍射 1.光绕过障碍物传播即光的衍射。只有障碍物、孔、缝的尺寸小到可以与光的波长比拟时, 第十一讲光学原子物理与宇宙 §11.1光的干涉衍射光电效应 一、选择题 1．关于各种电磁波的波长关系，以下说法中正确的是（）。 （A）红外线的波长比无线电波的波长长（B）X射线的波长比可见光的波长长（C）紫外线的波长比γ射线的波长长（D）绿光的波长比紫光的波长长 2．一束绿光照射到某金属上时不能产生光电效应，以下哪些措施有可能使该金属产生光电效应（）。 （A）换用一束光强更强的绿光（B）换用一束紫外线 （C）换用一束红外线（D）延长照射时间 3．一个可见光的光子的能量与下列哪个数字最接近（）。 （A）10-15J （B）10-17J （C）10-19J （D）10-21J 4．以下各项符合物理史实的是（）。 （A）牛顿最早提出光的波动说（B）爱因斯坦最先提出量子理论 （C）惠更斯首先发现光的干涉现象（D）麦克斯韦首先提出光是一种电磁波 5．下列现象中属于光的干涉现象的是（）。 （A）水面油膜在阳光下呈现出彩色花纹（B）雨后天空出现彩虹 （C）两片玻璃片叠放时在阳光下出现彩色花纹 （D）太阳光透过玻璃在玻璃边缘出现彩色花纹 二、填空题 6．双缝干涉的实验示意图如图所示，若要使干涉条纹的间距变大可改用波长更______（填“长”或“短”）的单色光，或是使双缝与光屏间的距离_______（填“增大”或“减小”）。 7．光通过狭缝，当缝较宽时观察到____________________，当缝较窄时观察到___________________，在不透明的小圆板阴影中心有一亮斑，就是著名的________亮斑，这也是光的________现象，它说明了光沿直线传播只是一种______规律，当___________时就不再沿直线传播了。 8．在可见光中_______光的光子能量最大，波长为4×10-7m的可见光光子的能量为____J。 9．可见光中黄光频率为5×1014Hz，一盏发射功率为10W的黄灯，每秒钟发射的光子数为_________。 10．利用光电管产生光电流的电路如图所示，电源的正极应接在 ______端（填“a”或“b”）。若电流表示数为8μA，则每秒从光 电管阴极发射的光电子至少是_________个。（已知电子电量为 1.6×10-19C） 11．用黄光照射一不透明的圆板时，在圆板的背影中恰能看到一黄色光斑，当改用红光照射此圆板，则在圆板的背影中______看到一红色光斑，用黄光照射一金属板时恰能发生光电效应，若改用红光照射此金属板时______发生光电效应。（填“能”或“不能”） 12．如图所示为伦琴射线管的示意图，K为阴极， 发射的电子初速为零，A为对阴极（阳极），当 AK间加直流电压U＝30 kV时，电子被加速打到 对阴极A上，使之发出伦琴射线，设电子的动能 全部转化为伦琴射线的能量，已知电子电量e＝1.6 ×10-19C，质量m＝0.91×10-30kg，普朗克常量h ＝6.63×10-34J·s，则电子到达对阴极时的速度v＝________m/s，由对阴极发出的伦琴射线的最短波长为_______m。（取一位有效数字） 光学、原子物理 1．酷热的夏天，在平坦的柏油马路上，你会看到在一定距离之外，地面显得格外明 亮，仿佛是一片水面，似乎还能看到远处车、人的倒影，但当你靠近“水面”时，它也随你的靠近而后退。对此现象正确的解释是 ( ) A ．同海市蜃楼具有相同的原理，是由于光的全反射造成的 B ．“水面”不存在，是由于酷热难耐，人产生的幻觉 C ．太阳光辐射到地面，使地表空气温度升高，折射率大，发生全反射 D ．太阳光辐射到地面，使地表空气温度升高，折射率小，发生全反射 2．一束单色光由左侧时的清水的薄壁圆柱比，图为过轴线的截面 图，调整入射角α，光线恰好在水和空气的界面上发生全反射，已知水 的折射角为4/3，求α的值。 3．如图所示，一细光束通过玻璃三棱镜折射后分成a 、b 、 c 三束单色光，则这三种单色光中（ ） A ．光子的能量E a 高中物理光学、原子物理知识要点
光学、原子物理知识总结
11高考光学原子物理专题
原子物理光学知识点.doc
第四节 光学、原子物理
高三物理第一轮复习单元练习十三 光学和原子物理(附答案)
光学原子物理习题解答
最新光学原子物理
光学原子物理
第四部分： 光学、原子物理
光学原子物理习题问题详解
光学和原子物理知识点总结
光学和原子物理
高中物理光学原子物理知识要点
第十一讲光学原子物理与宇宙
光学原子物理