名师点津专题17光的本性-新人教[原创]】.docVIP

07年二轮复习名师点津 专题十七 光的本性 内容解读 光的波动性和微粒性 内容 要求 94.光本性学说的发展简史 95.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 96.光的衍射 97.光的偏振现象 98.光谱和光谱分析.红外线、紫外线、X射线、射线以及它们的应用.光的电磁本性.电磁波谱. 99.光电效应.光子.爱因斯坦光电效应方程 100.光的波粒二象性.物质波 101.激光的特性及应用 Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅱ Ⅰ Ⅰ 1.在光本性学说的发展简史中要求知道微粒说和波动说. 2.理解光的干涉和衍射的条件和条纹特征，知道光的偏振现象证明光是一种横波. 3.知道电磁波谱中的各种电磁波的产生机理和作用. 4.掌握光电效应、光子、爱因斯坦光电效应方程并能够熟练应用，此外了解物质粒子的波动性和激光的应用. 考点清单 1 光的波动性 一、光的干涉 （一）光的干涉 1.干涉是波的特有现象；只有相干波源才能产生稳定的干涉现象；光若具有波动性则必能观察到它的干涉现象，但必须要有产生干涉现象的相干光源. 2.相干光源：频率相等；振动情况相同. 3.典型干涉实验：扬氏双缝干涉实验；薄膜干涉实验. （二）双缝干涉 1.实验结果： （1）用单色光源在屏上出现明暗相间的等距干涉条纹；（2）若用白光做该实验则屏上出现彩色的干涉条纹. 2.实验分析： （1）当屏上某点到双缝S1、S2的路程差是光波波长的整数倍时，在这些地方出现亮纹； （2）当屏上某点到双缝S1、S2的路程差是光波半波长的奇数倍时，在这些地方出现暗纹； （3）干涉条纹是等间距的； （4）同样条件的双缝实验，用红光和紫光得到的相邻暗条纹或亮纹间的宽度不等. 3.结论： （1）相邻暗暗相间条纹间的距离=（l/d）·λ；（2）同一实验中，任意两个相邻的亮纹或暗纹间的距离是相等的；（3）与l、d、λ三因素有关，当l、d相同条件下，与λ成正比，所以红光和紫光分别做实验得到的条纹间隔是不同的，红光的波长比紫光的波长长，因而红光干涉条纹比紫光宽. [例] 用氦氖激光器进行双缝干涉实验，已知使用的双缝间距离d =0.1mm，双缝到屏的距离L =6.0m，测得屏上干涉条纹中亮纹的间距是3.8cm，氦氖激光器发出的红光的波长λ是多少？假如把整个装置放入折射率是4/3的水中，这时屏上的条纹间距是多少？ [剖析] 由条纹间距、双缝间距d，双缝到屏的距离L及波长λ的关系，可测光波的波长，同理知道水的折射率，可知该波在水中的波长，然后由、d、L、λ的关系，可计算条纹间距. [解析] 由可以得出，红光的波长λ m m 激光器发出的红光的波长是6.3×10-7m. 如果整个装置放入水中，激光器发出的红光在水中的波长为λ′ m =4.7×10-7m 这时屏上条纹的间距是： m =2.8×10-2m. （三）薄膜干涉 1.成因：薄膜前表面和后表面分别反射间夹的两列光波叠加，这两列波是同一光源发出的，所以是相干波，由于同一水平线上的薄膜厚度近似相同，所以干涉后能产生水平的明暗条纹. 2.如果膜的厚度为d，折射率为n前后表面的反射光的光程差为2d，则： （1）当2d是光波半波长的偶数倍时，在这些地方出现亮纹； （2）当2d是光波半波长的奇数倍时，在这些地方出现暗纹. 3.如果膜的厚度均匀变化，若用单色光照射，相邻的条纹间的距离是相等的，若用白光照射，则在薄膜某一厚度的地方某一波长的光反射后增强，而另一些波长的光反射后减弱，这样薄膜的像上就出现彩色条纹. 4.光的干涉在技术上的应用 （1）干涉法检查镜面 检查精密零件的表面质量如图17-4所示将被检查平面和放在上面的透明标准样板的一端垫一薄片，使样板的标准平面和被检查平面间形成一个楔形空气薄层，单色光从上面照射，入射光在空气层的上、下表面反映出两列光波叠加情况，从反射光中看到干涉条纹，根据干涉条纹的形状，来确定工件表面情况. 图17-4 （2）镜片增透膜 在光学元件（透镜、棱镜）的表面涂一层薄膜，当薄膜的厚度是光在薄膜中波长的1/4时，在薄膜的两个面上的反射光，光程差恰好等于半波长，因而相互抵消，达到减小反射光、增大透射光强度的作用. 二、光的衍射 1.光的衍射：光离开直线路径绕到障碍物阴影区域内的现象叫光的衍射.任何障碍物都要吧使光发生衍射. 2.产生明显衍射的条件：障碍物或小孔尺寸跟光的波长相差不多或比光的波长小. 3.明显衍射的现象 （1）白光的单缝衍射：中央宽、亮的白色条纹；两侧窄、暗的彩色条纹； （2）单色光的单缝衍射：中央宽、亮的明条纹；两侧明暗相间的条纹，条纹间距向两侧越来越窄. 三、光的电磁说和电磁波谱 1.光的电磁说 19世纪60年代，英国物理学家麦克斯韦提出电磁场的理论，预见了电磁波的存在，并提出