幾何光學(xué)物理光學(xué)知識(shí)點(diǎn).ppt

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,光源,基本規(guī)律,反射定律,色散,基本光學(xué)器件,成像規(guī)律,,全反射,,折射定律,,幾何光學(xué)部分,一、光的直線(xiàn)傳播：,1. 光的直線(xiàn)傳播----- 光在同一種均勻介質(zhì)中沿直線(xiàn)傳播。 本影和半影，日食和月食,2、光的直線(xiàn)傳播的現(xiàn)象,（1）小孔成像.,（2）影,定義：在物體的后面光線(xiàn)照不到的區(qū)域.,影的分類(lèi),,本影,半影,光線(xiàn)完全照不到的區(qū)域. 在此區(qū)域看不到光源.,只有部分光源能照到的區(qū)域， 在此區(qū)域只能看到光源的一部分,（應(yīng)用）日食、月食.,注意：①不可能出現(xiàn)月環(huán)食；這是由日、地、月三者間的距離所決定的； ②月亮全部在地球半影區(qū)時(shí)不會(huì)形成月食。,例1：當(dāng)?shù)厍蜻\(yùn)行到太陽(yáng)與月亮之間時(shí)就會(huì)發(fā)生月食,圖給出了地球擋住太陽(yáng)的影區(qū).當(dāng)月球部分進(jìn)入_____影區(qū)時(shí)發(fā)生月偏食. 當(dāng)月球全部進(jìn)入_____影區(qū)時(shí), 就會(huì)發(fā)生月全食.,B,B,例2：當(dāng)月球運(yùn)行到太陽(yáng)和地球之間適當(dāng)位置時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)日食（如下圖）．在A、B處的人們看到的是日____食，A處看到的是______圖形象，B處看到的是____圖形象；在C處的人們看到的是____食，看到的是____圖形象．若這時(shí)在高空經(jīng)過(guò)D處，看到的則是日___食，看到的是___圖形象．,偏,Ⅲ,Ⅰ,環(huán),Ⅱ,全,Ⅳ,例3.如圖所示，在高為3.2m處有一點(diǎn)光源S，在緊靠著光源S處有一小球A以初速υ0作平拋運(yùn)動(dòng)。若在落地點(diǎn)預(yù)先放置一豎直屏幕，不計(jì)空氣阻力，小球A在屏幕上的影子P作什么運(yùn)動(dòng)?,二. 光的反射定律,反射光線(xiàn)跟入射光線(xiàn)和法線(xiàn)在同一平面內(nèi)，反射光線(xiàn)和入射光線(xiàn)分居于法線(xiàn)兩側(cè)，反射角等于入射角。,注意：,a. 在光的反射現(xiàn)象中，光路是可逆的， b.不論鏡面反射還是漫反射都遵循反射定律,三．平面鏡對(duì)光線(xiàn)的控制作用 只改變光束的傳播方向，不改變光束的散聚性質(zhì)．,一個(gè)平面鏡對(duì)光線(xiàn)的控制作用．,（1）平面鏡對(duì)光線(xiàn)有反射作用，反射光與入射光遵循反射定律．,（2）一束平行光的情況：入射光方向不變，平面鏡轉(zhuǎn)動(dòng)α角，反射光轉(zhuǎn)動(dòng)2α角．,（3）一束發(fā)散光的情況：經(jīng)平面鏡反射后，仍是發(fā)散光，且發(fā)散程度不變．,平面鏡的成像特點(diǎn),平面鏡成像的作圖法：,平面鏡成等大、正立的虛像，像與物關(guān)于鏡面對(duì)稱(chēng)．,1、如圖所示,a、b、c 三條光線(xiàn)能交于一點(diǎn)S,形成會(huì)聚光束.今在S點(diǎn)前任置一塊與3條光線(xiàn)所在平面垂直的平面鏡,將3條線(xiàn)截住,那么( ) (A)3條光線(xiàn)的反射光可能交于一點(diǎn)、也可能不交于一點(diǎn) (B)3條反射光線(xiàn)一定不 交于一點(diǎn) (C)3條反射光線(xiàn)一定交于 鏡前一點(diǎn) (D)3條反射光線(xiàn)的延長(zhǎng)線(xiàn) 交于鏡后一點(diǎn),C,2、一個(gè)光源從地面上沿豎直方向?qū)⒁患?xì)束平行光向上投射到一片和光線(xiàn)垂直的平面上．平面鏡與地面的距離為30m，如果把平面鏡繞水平軸且通過(guò)入射點(diǎn)的軸線(xiàn)轉(zhuǎn)過(guò)15角，則地面上將在距離光源 ____ m處得一光斑。,17.3,兩平面鏡互成直角,入射光線(xiàn)AB經(jīng)過(guò)兩次反射后,反射光線(xiàn)為CD,今以平面鏡的交線(xiàn)為軸,將鏡轉(zhuǎn)動(dòng)10,兩平面鏡仍保持直角,在入射光線(xiàn)保持不變的情況下,經(jīng)過(guò)兩次反射后,反射光線(xiàn)為C′D ′,則C′D ′與CD ( ) A.不相交,同向平行 B.不相交,反向平行 C.相交成20 角 D.相交成40 角,A,例6：在圖中，BC為一障物，BC正上方有一平面鏡M，畫(huà)出觀察者眼睛在A點(diǎn)通過(guò)平面鏡M能看到BC右邊地面上哪部分的像。,解：先作眼睛A的像A′，,連接A′B交地面于D，交M于D′，連接D′ A。,,連接AB延長(zhǎng)交M于E′ ，,,E′,連接A′ E′延長(zhǎng)交地面于E，,DE即為所求。,,（注意箭頭）,04年全國(guó)理綜17,解：畫(huà)出光路圖，,由相似三角形關(guān)系得,l = h/3,A,1．光的折射定律： （1）折射光線(xiàn)在入射光線(xiàn)和法線(xiàn)所在的平面上， 折射光線(xiàn)和入射光線(xiàn)分居在法線(xiàn)的兩側(cè)， （2）入射角的正弦跟折射角的正弦之比為一常數(shù),2. 折射率：（1）光從真空射入某種介質(zhì)時(shí)，入射角的正弦跟折射角的正弦之比,在光的折射現(xiàn)象中，光路也是可逆的。,一. 光的折射,（2）折射率等于光在真空中的速度c 跟光在這種介質(zhì)中的速度v之比，n= c/v．,98年高考．如圖所示，一儲(chǔ)油圓桶，底面直徑與桶高均為d．當(dāng)桶內(nèi)無(wú)油時(shí)，從某點(diǎn)A恰能看到桶底邊緣上的某點(diǎn)B．當(dāng)桶內(nèi)油的深度等于桶高一半時(shí)，在A點(diǎn)沿AB方向看去，看到桶底上的C點(diǎn)，C、B相距d/4。由此可得油的折射率n＝ ；光在油中傳播的速度v= ．（結(jié)果可用根式表示）,解：由幾何關(guān)系得：BO= CO=,n=sini / sinr = ／ 2,Sini = Sinr =,4. 光線(xiàn)通過(guò)平行玻璃磚后的出射光線(xiàn)和入射光線(xiàn)平行且有側(cè)向位移。側(cè)向位移的大小跟平行玻璃磚的厚度及入射角、折射率有關(guān)。,,,,,,,,δ,i,r,d,1,2,如右圖所示,有一個(gè)長(zhǎng)方形容器,高為30厘米,寬為40厘米,在容器的底部平放著一把長(zhǎng)40厘米的刻度尺.眼睛在OA延長(zhǎng)線(xiàn)上的E點(diǎn)觀察,視線(xiàn)沿著EA斜向下看恰能看到尺的左端零刻度.現(xiàn)保持眼睛的位置不變,向容器內(nèi)倒入某種液體且滿(mǎn)至容器口,這時(shí)眼睛仍沿EA方向觀察,恰能看到尺上20厘米的刻度,則此種液體的折射率為 .,1.44,1996年上海高考.,．如圖，一玻璃柱體的橫截面為半圓形，細(xì)的單色光束從空氣射向柱體的O點(diǎn)（半圓的圓心），產(chǎn)生反射光束1和透射光束2，已知玻璃折射率為 ，入射角為45（相應(yīng)的折射角為24），現(xiàn)保持入射光不變，將半圓柱繞通過(guò)O點(diǎn)垂直于圖面的軸線(xiàn)順時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)15，如圖中虛線(xiàn)所示，則（ ） A．光束1轉(zhuǎn)過(guò)15 B．光束1轉(zhuǎn)過(guò)30 C．光束2轉(zhuǎn)過(guò)的角度小于15 D．光束2轉(zhuǎn)過(guò)的角度大于15,B C,03年江蘇高考8,二．全反射問(wèn)題,當(dāng)入射角增大到某一角度，使折射角達(dá)到90時(shí)，折射光完全消失，只剩下反射光，這種現(xiàn)象.,（1）光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì),當(dāng)折射 角變?yōu)?0時(shí)的入射角叫臨界角； （2）光從折射率為n的介質(zhì)射向真空時(shí),臨界角的計(jì)算公式:,產(chǎn)生全反射的條件：,（1）光必須從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)；,（2）入射角必須等于或大于臨界角．,全反射臨界角：,1997年高考 光線(xiàn)在玻璃和空氣的分界面上發(fā)生全反射的條件是（ ） (A)光從玻璃射到分界面上,入射角足夠小 (B)光從玻璃射到分界面上,入射角足夠大 (C)光從空氣射到分界面上,入射角足夠小 (D)光從空氣射到分界面上,入射角足夠大,B,91年高考.一束光從空氣射向折射率n= 的某種玻璃的表面,如圖所示. i 代表入射角,則（ ） (A)當(dāng)i 45時(shí)會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象 (B)無(wú)論入射角i 是多大,折射角r 都不會(huì)超過(guò)45 (C)欲使折射角r=30,應(yīng)以i =45的角度入射 (D)當(dāng)入射角 時(shí)，反射光線(xiàn)跟折射光線(xiàn)恰好互相垂直,B C D,偏折角度θ跟棱鏡材料的折射率有關(guān)，折射率越大，偏折角度越大.偏折角度θ還跟入射角的大小有關(guān)系.,三.通過(guò)棱鏡的光線(xiàn),（2）白光通過(guò)三棱鏡后產(chǎn)生色散現(xiàn)象，,（3）全反射棱鏡是橫截面成等腰直角三角形的三棱鏡。,（1）光線(xiàn)通過(guò)三棱鏡兩次向底面偏折，通過(guò)三棱鏡所成的像向頂角偏移，,四. 光的色散 一束白光經(jīng)過(guò)棱鏡后會(huì)發(fā)生色散，在光屏上形成一條彩色的光帶，這條彩色的光帶叫做光譜.光譜中紅光在最上端，紫光在最下端，中間是橙、黃、綠、藍(lán)、靛等色光.這表明各種色光通過(guò)棱鏡后的偏折角度不同.紅光的偏折角度最小，紫光的偏折角度最大. 不同色光通過(guò)棱鏡后的偏折角度不同，表明棱鏡材料對(duì)不同色光的折射率不同.紅光的偏折角度小，表明棱鏡材料對(duì)紅光的折射率小；紫光的偏折角度大，表明棱鏡材料對(duì)紫光的折射率大.,白光通過(guò)三棱鏡，要發(fā)生色散，紅光偏折角最小，紫光偏折角最大． 偏折角從小到大的順序是：紅、橙、黃、綠、藍(lán)、紫．,結(jié)論—— 從紅到紫的方向有： （1）同一介質(zhì)對(duì)不同色光的折射率逐漸增大． （2）在同一介質(zhì)中不同色光的傳播速度逐漸減?。?（3）光的頻率逐漸增大． （4）在真空中的波長(zhǎng)逐漸減?。?（5）光子的能量逐漸增大．,如圖示：紅光和紫光沿同一方向射向玻璃半球的球心，經(jīng)折射后從球面射出，若紅光在玻璃中傳播時(shí)間為t紅，紫光在玻璃中傳播時(shí)間為t紫，則a 是 光， t紅 t紫（填＞、＜或 =）,解：白光通過(guò)三棱鏡，發(fā)生色散，紅光偏折角最小，紫光偏折角最大．所以a是紅光。 t=r/v=rn/c 紅光的折射率小，t小。,紅,＜,1999年高考 一束單色光，在真空中波長(zhǎng)為6.0010-7 m，射入折射率為1.50的玻璃中．它在此玻璃中的波長(zhǎng)是 m，頻率是 Hz． （真空中光速是3.00108m／s）,4.0010-7,5.001014,解: 光從一種介質(zhì)傳播到另一種介質(zhì)時(shí),頻率保持不變, 波速和波長(zhǎng)發(fā)生改變.,f=c/λ= 5.001014 Hz,λ ′=v/f=c/nf= λ/n=4.0010-7 m,例5. 如圖所示，OO′是半圓柱形對(duì)稱(chēng)面與紙面的交線(xiàn)．在圖內(nèi)有兩束與OO′平行且距OO′距離相等的單色光A和B，從玻璃磚射出后相交于OO′的下方的P點(diǎn)．由此可以得出的結(jié)論是 [ ] A．A光在玻璃磚中的速度比B光在玻璃磚中的速度小 B．玻璃磚對(duì)A光的折射率比對(duì)B光的折射率小 C．在空氣中，A光的波長(zhǎng)比B光的波長(zhǎng)短 D．B光光子的能量比A光光子的能量小,A C D,如圖，a和b 都是厚度均勻的平玻璃板，它們之間的夾角為φ，一細(xì)光束以入射角θ從P點(diǎn)射入，θ ＞ φ，已知此光束由紅光和藍(lán)光組成，則當(dāng)光束透過(guò)b板后， （ ） A．傳播方向相對(duì)于入射光方向向左偏轉(zhuǎn)φ角 B．傳播方向相對(duì)于入射光方向向右偏轉(zhuǎn)φ角 C．紅光在藍(lán)光的左邊 D．紅光在藍(lán)光的右邊,,03年江蘇高考10,,分析見(jiàn)下頁(yè),下一頁(yè),解析：,光線(xiàn)通過(guò)平行玻璃磚后的出射光線(xiàn)和入射光線(xiàn)平行且有側(cè)向位移，所以從a板射出的光線(xiàn)，傳播方向與a板入射的光線(xiàn)平行，,通過(guò)b板射出的光線(xiàn)與b板入射的光線(xiàn)平行，所以答案A、B都錯(cuò)。,同時(shí)，由于玻璃對(duì)紅光的折射率小于藍(lán)光的折射率，所以，通過(guò)a板后，紅光的折射角大，紅光的側(cè)向位移大，應(yīng)選D答案。,上一頁(yè),04年浙江21,發(fā)出白光的細(xì)線(xiàn)光源ab，長(zhǎng)度為l0，豎直放置，上端a恰好在水面以下，如圖。現(xiàn)考慮線(xiàn)光源ab發(fā)出的靠近水面法線(xiàn)(圖中的虛線(xiàn))的細(xì)光束經(jīng)水面折射后所成的像，由于水對(duì)光有色散作用，若以l1表示紅光成的像的長(zhǎng)度，l2表示紫光成的像的長(zhǎng)度，則 （ ） A．l1l2l0 C．l2l1l0 D．l2l1l0,點(diǎn)撥：物體在液體中的視深 h′= h / n （見(jiàn)例1）,紫光的折射率最大，所以h′最小。,D,光的本性部分,,波動(dòng)性,粒子性,,,光的干涉 雙縫干涉 薄膜干涉,光的衍射,光的電磁說(shuō),,光電效應(yīng),,光子說(shuō),,光的波粒二象性,第一部分 光的波動(dòng)性,光的波動(dòng)說(shuō),,惠更斯,一、光的干涉,兩列相干光波相疊加，某些區(qū)域的光被加強(qiáng)，某些區(qū)域的光被減弱，且加強(qiáng)區(qū)與減弱區(qū)互相間隔的現(xiàn)象叫光的干涉現(xiàn)象.,產(chǎn)生干涉現(xiàn)象的條件之一: 是兩列光必須是頻率相同的相干光源.,,雙縫干涉,1、雙縫干涉：,由同一光源發(fā)出的光經(jīng)過(guò)兩個(gè)細(xì)縫后形成兩列光波疊加時(shí)會(huì)產(chǎn)生干涉。,當(dāng)這兩列光波到達(dá)某點(diǎn)的路程差等于光的波長(zhǎng)的整 數(shù)倍時(shí)，該處的光相加強(qiáng)，出現(xiàn)亮條紋；,當(dāng)這兩列光波到達(dá)某點(diǎn)的路程差等于光的半波長(zhǎng)的 奇數(shù)倍時(shí)，該處的光相減弱，出現(xiàn)暗條紋；,相鄰兩條干涉條紋的間距,即條紋間距與波長(zhǎng)成正比,2、薄膜干涉：由薄膜前后表面反射的的兩列光 波疊加而成。例如肥皂泡及水面上的油膜呈現(xiàn)的彩色花紋。 劈形薄膜干涉可產(chǎn)生平行相間條紋。 增透膜的厚度應(yīng)該是光在薄膜中波長(zhǎng)的1/4。,薄膜干涉,光的衍射現(xiàn)象是光離開(kāi)直線(xiàn)路徑而繞到障礙物后面的現(xiàn)象。,產(chǎn)生明顯衍射的條件：障礙物或孔的尺寸能和波長(zhǎng)相比或比波長(zhǎng)小。,雙縫干涉圖樣與單縫衍射圖樣的區(qū)別： 干涉條紋是等間距排列的條紋，衍射圖樣是不等間距、中間亮紋最亮，而兩邊條紋逐漸變窄變暗的不均勻條紋.,光的干涉和光的衍射說(shuō)明光是一種波。,二、光的衍射,,,,光的干涉條紋和衍射條紋的比較,a.光的電磁說(shuō)————光在本質(zhì)上是一種電磁波.,b.電磁波譜——電磁波按波長(zhǎng)由大到小的排列為 無(wú)線(xiàn)電波、紅外線(xiàn)、可見(jiàn)光、紫外線(xiàn)、X射線(xiàn)、γ射線(xiàn),c.電磁波的產(chǎn)生機(jī)理——無(wú)線(xiàn)電波由振蕩電路產(chǎn)生 紅外線(xiàn)、可見(jiàn)光、紫外線(xiàn)由原子的外層電子受激后產(chǎn)生 X射線(xiàn)由原子的內(nèi)層電子受到激發(fā)后產(chǎn)生 γ射線(xiàn)由原子核受到激發(fā)后產(chǎn)生。,三、光的電磁說(shuō)和電磁波譜,雙縫干涉現(xiàn)象中(用單色光照射),下列說(shuō)法中正確的是（ ） A.波峰與波峰疊加或波谷與波谷疊加,都產(chǎn)生亮條紋; B.波峰與波峰疊加出現(xiàn)亮條紋,波谷與波谷疊加出現(xiàn)暗條紋; C.在屏上某處離兩相干光源路程差是半波長(zhǎng)偶數(shù)倍時(shí)出現(xiàn)暗條紋; D.在屏上某處離兩相干光源路程差是半波長(zhǎng)奇數(shù)倍時(shí)出現(xiàn)暗條紋,AD,1、,2、用單色光照射肥皂薄膜（ ） A.看到的干涉圖樣是明暗相間的條紋; B.從光源發(fā)出的光與肥皂膜表面反射的光發(fā) 生干涉,形成干涉圖樣。 C.一束入射光從薄膜的前表面和后表面分別反射出來(lái),形成兩列波,這兩列波頻率相同,所以可以產(chǎn)生干涉; D.若改用白光照射則看不到干涉條紋。,A、C,3、下列現(xiàn)象屬于光的干涉的有:（ ） A.在水面上的油膜呈現(xiàn)的彩色花紋; B.雨后天空中呈現(xiàn)的彩虹 C.通過(guò)卡尺狹縫看遠(yuǎn)處的日光燈呈現(xiàn)的彩色花紋 D.肥皂泡上呈現(xiàn)的彩色環(huán)紋。,A、D,4、下列對(duì)增透膜的敘述中正確的是（ ） A.攝影機(jī)鏡頭涂一層增透膜后,可減少玻璃對(duì)光 的吸收 B.增透膜是為了增加光的透射,減少光的反射 C.增透膜的厚度應(yīng)為入射光在薄膜中波長(zhǎng)的1/4 D.增透膜的厚度應(yīng)為入射光在真空中長(zhǎng)波的1/4,B、C,5、對(duì)光的技術(shù)所依賴(lài)的光學(xué)原理,下列敘述中正確是（ ） A.光導(dǎo)纖維應(yīng)用的是光的全反射現(xiàn)象; B.鏡頭表面的增透膜應(yīng)用的是光的衍射現(xiàn)象; C.用空氣劈檢查平面的質(zhì)量應(yīng)用光的干涉現(xiàn)象; D.分光鏡利用了光的色散現(xiàn)象。,A、C、D,6、用單色光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，下述說(shuō)法中正確的是 ( ) A．相鄰干涉條紋之間的距離相等 B．中央明條紋寬度是兩邊明條紋寬度的2倍 C．屏與雙縫之間距離減小，則屏上條紋間的距離增大 D．在實(shí)驗(yàn)裝置不變的情況下，紅光的條紋間距小于藍(lán)光的條紋間距,96年上海高考題,A,A.變疏 B.變密 C.不變 D.消失,7.劈尖干涉是一種薄膜干涉，其裝置如圖1所示。將一塊平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夾入兩張紙片，從而在兩玻璃表面之間形成一個(gè)劈形空氣薄膜。當(dāng)光垂直入射后，從上往下看到的干涉條紋如圖2所示。干涉條紋有如下特點(diǎn)：⑴任意一條明條紋或暗條紋所在位置下面的薄膜厚度相等；⑵任意相鄰明條紋或暗條紋所對(duì)應(yīng)的薄膜厚度差恒定。現(xiàn)若在圖1裝置中抽去一張紙片，則當(dāng)光垂直入射到新的劈形空氣薄膜后，從上往下觀察到的干涉條紋 ( ),03年上海高考8,A,,例8、,把一個(gè)具有球面的平凸透鏡平放在平行透明玻璃板上(如圖)。現(xiàn)用單色光垂直于平面照射,在裝置的上方向下觀察,可以看到干涉條紋,那么關(guān)于兩束干涉光及干涉條紋的說(shuō)法正確的是 ( ) A.兩束干涉光是 a、b面反射形成的 B.干涉條紋是中央疏邊緣密的同心圓 C.兩束干涉光是 b、c面反射形成的 D.干涉條紋中是中央密邊緣疏的同心圓,B C,第二部分 光的粒子性,一、光電效應(yīng),1.光電效應(yīng)：物體在光的照射下釋放出電子的現(xiàn) 象叫光電效應(yīng).在光電效應(yīng)中物體釋放出的電子 叫光電子.光電子定向移動(dòng)形成的電流叫光電流.,2.光電效應(yīng)的規(guī)律.,光電效應(yīng)規(guī)律,1. 每種金屬都有發(fā)生光電效應(yīng)的極限頻率,2.光電效應(yīng)的產(chǎn)生幾乎是瞬時(shí)的,3.光電子的最大初動(dòng)能Ekm和入射光強(qiáng)度無(wú)關(guān), 只隨入射光頻率γ的增大而增大,4.單位時(shí)間打出的光電子與入射光強(qiáng)度成正比,1.光子說(shuō)：空間傳播的光不是連續(xù)的，是一份一份的，每一份叫一個(gè)光子，每個(gè)光子的能量E=h ?0(其中h=6.6310-34Js，稱(chēng)做普朗克常量). 愛(ài)因斯坦就是因?yàn)樘岢隽斯庾诱f(shuō)及對(duì)光電效應(yīng)的研究而獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的.,二、光子說(shuō),四. 愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程,愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程的圖象,愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程是能量守恒定律在光電效應(yīng)現(xiàn)象中的表現(xiàn)形式,逸出功和極限頻率的關(guān)系,極限波長(zhǎng)和極限頻率的關(guān)系,由 v= λ f 得,五、光的波粒二象性,光的干涉和衍射表明光確實(shí)是一種波，光電 效應(yīng)和康普頓效應(yīng)無(wú)可辯駁地證明了光是 一種粒子，因此說(shuō)：光是一種波，同時(shí)光也是一種粒子，光具有波粒二象性,? 單個(gè)光子表現(xiàn)為粒子性,? 大量光子的運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)為波動(dòng)性,? 波長(zhǎng)較長(zhǎng)、頻率較低的光，波動(dòng)性較顯著,? 波長(zhǎng)較短、頻率較高的光，粒子性較顯著,? 光是一種概率波,?一切微觀粒子都有波粒二象性,例在研究光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中，根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)繪出光電子最大初動(dòng)能Ek跟照射光頻率ν的關(guān)系圖象如圖所示.圖線(xiàn)的斜率tgα＝ ，橫軸上的截距表示該金屬發(fā)生光電效應(yīng)的 ，縱軸上的截距的絕對(duì)值表示該金屬的 的大小.若換用其他金屬做同樣的實(shí)驗(yàn)，測(cè)繪得到的圖線(xiàn)與此圖的圖線(xiàn)相比較 相同， 不同.,h,極限頻率,逸出功,斜率,縱橫截距,9、在演示光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中，原來(lái)不帶電的一塊鋅板與靈敏驗(yàn)電器相連．用弧光燈照射鋅板時(shí)，驗(yàn)電器的指針就張開(kāi)一個(gè)角度，這時(shí) ( ) A．鋅板帶正電，指針帶負(fù)電 B．鋅板帶正電，指針帶正電 C．鋅板帶負(fù)電，指針帶正電 D．鋅板帶負(fù)電，指針帶負(fù)電,B,95年全國(guó)高考,96年上海高考,1.當(dāng)某種單色光照射到金屬表面時(shí)，金屬表面有光電子逸出．如果光的強(qiáng)度減弱，頻率不變，則 ( ) A．光的強(qiáng)度減弱到某一最低數(shù)值時(shí)，就沒(méi)有光電子逸出 B．單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)減少 C．逸出光電子的最大初動(dòng)能減小 D．單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)和光電子的最大初動(dòng)能都要減小,B,2.紅、橙、黃、綠四種單色光中，光子能量最小的是 ( ) A．紅光 B．橙光 C．黃光 D．綠光,A,96年全國(guó)高考題,98年全國(guó)高考題,10、一細(xì)束平行光經(jīng)玻璃三棱鏡折射后分解為互相分離的三束光，分別照射到相同的金屬板a，b，c上，如圖所示．已知金屬板b有光電子放出，則可知 ( ),A．板a一定不放出光電子 B．板a一定放出光電子 C．板c一定不放出光電子 D．板c一定放出光電子,D,2．用某種單色光照射某種金屬表面，發(fā)生光電效應(yīng)，現(xiàn)將該單色光的光強(qiáng)減弱，則（ ） A．光電子的最大初動(dòng)能不變 B．光電子的最大初動(dòng)能減少 C．單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的光電子數(shù)減少 D．可能不發(fā)生光電效應(yīng),A C,03年江蘇高考2,2004年廣東高考6,分別用波長(zhǎng)為λ和 的單色光照射同一金屬板,發(fā)出的光電子的最大初動(dòng)能之比為1:2,以h表示普朗克常量,c表示真空中的光速,則此金屬板的逸出功為 （ ） A． B． C． D．,B,6．圖為X射線(xiàn)管的結(jié)構(gòu)示意圖，E為燈絲電源，要使射管發(fā)出X射線(xiàn)，須在K、A兩電極間加上幾萬(wàn)伏的直流高壓， ( ) （A）高壓高源正極應(yīng)接在P點(diǎn)，X射線(xiàn)從K極發(fā)出 （B）高壓電源正極應(yīng)接在P點(diǎn)，X射線(xiàn)從A極發(fā)出 （C）高壓電源正極應(yīng)接在Q點(diǎn)，X射線(xiàn)從K極發(fā)出 （D）高壓電源正極應(yīng)接在Q點(diǎn)，X射線(xiàn)從A極發(fā)出,D,2000年高考試題,例 光電效應(yīng)的規(guī)律是： (1) 任何一種金屬都有一個(gè)________頻率, 入射光的頻率必須________這個(gè)頻率, 才能產(chǎn)生光電效應(yīng); (2) 光電子的最大初動(dòng)能與 無(wú)關(guān), 只隨著 的增大而增大; (3) 入射光照射到金屬上時(shí), 光電子的發(fā)射幾乎是________, 一般不超過(guò)________; (4) 產(chǎn)生光電效應(yīng)時(shí), 光電流的強(qiáng)度與 成正比.,極限,大于,入射光的強(qiáng)度,入射光頻率,瞬時(shí)的,10-9秒,入射光的強(qiáng)度,P137/例3、從太陽(yáng)到達(dá)地球的光流強(qiáng)度，在垂直于光的傳播方向上是1.4103 W/m2 ，如果把太陽(yáng)光看成是平均頻率為5 1014 Hz的單色光，在垂直于太陽(yáng)光的地球表面的 1c m2 的面積上，每秒接收到的光子數(shù)有多少個(gè)？,解：每秒鐘太陽(yáng)光照到地球上1 cm2的能量為,E= 1.4103 110-4= 0.14 J,每個(gè)光子的能量為 E 1=hγ=6.63 10-34 5 1014 =3.3 10 -19 J,∴n=E/ E 1 = 0.14 / 3.3 10 -19 =4.2 10 17個(gè),例4、 有一小燈泡的規(guī)格為“6V、0.3A”，正常工作時(shí)大約有6%的電能轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢?jiàn)光，試估算每一秒鐘釋放出來(lái)的可見(jiàn)光的光子數(shù)。,解：,一秒鐘消耗電能 W=Pt=UIt=1.8J,一秒鐘轉(zhuǎn)變成的可見(jiàn)光能,E =0.06 1.8= 0.108J,每個(gè)光子的能量為 E1=hγ,E = n hγ,可見(jiàn)光的頻率粗略取 γ =510 14Hz,n=E/hγ =0.108/(6.6310 – 34 510 14) = 310 17,例6、某金屬用頻率為v2 的光照射時(shí)產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能是用頻率為v1的光照射產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能的2倍，則這種金屬的逸出功W＝___________ ．,例8、 用光子能量為4.5eV的光照射某金屬, 從該金屬表面逸出的電子最大初動(dòng)能為2.0eV. 這種金屬的電子逸出功為_(kāi)_______, 能使這種金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)的光的極限頻率為 ________ . 如果以光子能量8.0eV的光照射該金屬, 則逸出的電子的最大初動(dòng)能是____________.,解：W=hν- EK= 4.5 - 2.0 =2.5 eV,ν0=W/h=2.5 1.6 10-19 / 6.6310-34= 61014Hz,EK1= hν1- W = 8 - 2.5 = 5.5 eV,2.5eV,61014Hz,5.5eV,例9、已知每秒鐘從太陽(yáng)射到地球上垂直于太陽(yáng)光的每平方米截面上的輻射能為1.410 3 J，其中可見(jiàn)光約占45%。設(shè)可見(jiàn)光的波長(zhǎng)均為0.55μm，太陽(yáng)向各個(gè)方向的輻射是均勻的，太陽(yáng)與地球間距離為1.510 11 m，則太陽(yáng)每秒輻射出的可見(jiàn)光的光子數(shù)大約為 。 （只要求二位有效數(shù)字）,解：,太陽(yáng)每秒輻射出來(lái)的能量,E=4πR2 1.410 3 J,= 4 3.14 (1.5 1011) 2 1.4 103 = 410 26 J,根據(jù)題意有，E 45%=n hc/λ,∴n= E 45% λ/hc,=[410 26 0.45 0.55 10 - 6] ／ 6.6 10-34 3 108,= 4.910 44,4.910 44,20．人眼對(duì)綠光最為敏感。正常人的眼睛接收到波長(zhǎng)為530nm的綠光時(shí)，只要每秒有6個(gè)綠光的光子射入瞳孔，眼睛就能察覺(jué)。普朗克常量為 光速為 ，則人眼能察覺(jué)到綠光時(shí)所接收到的最小功率是 （ ） A． W B． W C． W D． W,04年天津,A,04年北京18,已知一束可見(jiàn)光a是由m、n、p三種單色光組成的,檢測(cè)發(fā)現(xiàn)三種單色光中，n、p兩種色光的頻率都大于m色光；n色光能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，而p色光不能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)。那么，光束a通過(guò)三棱鏡的情況是（ ）,A,19．下表給出了一些金屬材料的逸出功。 現(xiàn)用波長(zhǎng)為400nm的單色光照射上述材料，能產(chǎn)生光電效應(yīng)的材料最多有幾種？（ ） (普朗克常量h = 6.610-34Js，光速c = 3.00108m/s) A．2種 B．3種 C．4種 D．5種,04年浙江19,B,