专题七 光学原子物理学.doc

专题七 光和原子物理 一、考点回顾 光学分几何光学和光的本性两部分。前者讨论光传播的规律及其应用，主要运用几何作图的方法。后者重在探究光是什么？。主要知识如下表： 原子物理的知识难度不太大，但点多面宽，复习中应从原子结构三模型的发展过程、原子核反应的两类反应形式去把握知识体系，具体见下表： 二、经典例题剖析 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。 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，若其他操作正确，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′，而现在误把O2O2′作为折射光线，由于O1O1′平行于O2O2′，所以折射角没有改变，因此折射率不变。C正确。 3．如下图所示，折射率为n＝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点后立即消失，求： (1)光斑在这一过程的平均速度。 (2)光斑在P点即将消失时的瞬时速度。 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： sinθ＝，θ＝45° (1)因为θ＝45°，PA＝OA＝h，t＝ (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2ωh，所以光斑沿液面向左的速度 v＝v线/cos45°＝2ωh/cos45°＝4ωh。 4．如右图为查德威克发现中子的实验示意图，其中①为_________________，②为________________，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；。 5如图所示，两块同样的玻璃直角三棱镜ABC，两者的AC面是平行放置的，在它们之间是均匀的未知透明介质。一单色细光束O垂直于AB面入射，在图示的出射光线中【 】 A．1、2、3（彼此平行）中的任一条都有可能 B．4、5、6（彼此平行）中的任一条都有可能 C．7、8、9（彼此平行）中的任一条都有可能 D．只能是4、6中的某一条 光线由左边三棱镜AB面射入棱镜，不改变方向；接着将穿过两三棱镜间的未知透明介质进入右边的三棱镜，由于透明介质的两表面是平行的，因此它的光学特性相当于一块两面平行的玻璃砖，能使光线发生平行侧移，只是因为它两边的介质不是真空，而是折射率未知的玻璃，因此是否侧移以及侧移的方向无法确定（若未知介质的折射率n与玻璃折射率相等，不侧移；若n时，向上侧移；若n时，向下侧移），但至少可以确定方向没变，仍然与棱镜的AB面垂直。这样光线由右边三棱镜AB面射出棱镜时，不改变方向，应为4、5、6中的任意一条。选项B正确。 点评：平时碰到的两面平行的玻璃砖往往是清清楚楚画出来的，是有形的，其折射率大于周围介质的折射率，这时光线的侧移方向也是我们熟悉的。而该题中，未知介质形成的两面平行的“玻璃砖”并未勾勒出来，倒是其两侧的介质（三棱镜）被清楚地勾勒出来了，而且前者的折射率未必大于后者。这就在一定程度上掩盖了两面平行“玻璃砖”的特征。因此我们不仅要熟悉光学元件的光学特征，而且要会灵活地运用，将新的情景转化为我们熟知的模型。 6氢原子处于基态时，原子能量E1= -13.6eV，已知电子电量e =1.6×10-19C，电子质量m=0.91×10-30kg，氢的核外电子的第一条可能轨道的半径为r1=0.53×10-10m （1）若要使处于n=2的氢原子电离，至少要用频率多大的电磁波照射氢原子？ （2）氢原子核外电子的绕核运动可等效