几何光学物理光学知识点课件

光光源源直直线传播播规律律（几何方法）（几何方法）光的光的传播速度播速度（物理（物理实质）基基本本规律律反射定律反射定律色散色散基基本本光光学学器器件件成成像像规律律全反射全反射折射定律折射定律面面镜透透镜棱棱镜几何光学部分几何光学部分1-一、光的直一、光的直线传播：播：1.光的直光的直线传播播-光在同一种均匀介光在同一种均匀介质中沿直中沿直线传播。播。本影和半影，日食和月食本影和半影，日食和月食2、光的直、光的直线传播的播的现象象（1 1）小孔成像）小孔成像.（2）影影定义：在物体的后面光线照不到的区域.2-影影的的分分类本影本影半影半影光线完全照不到的区域.在此区域看不到光源.只有部分光源能照到的区域，在此区域只能看到光源的一部分（应用）日食、月食用）日食、月食.注意：注意：不可能出不可能出现月月环食；食；这是由日、是由日、地、月三者地、月三者间的距离所决定的；的距离所决定的；月亮全部在地球半影区月亮全部在地球半影区时不会形成月食。不会形成月食。3-例例1：当当地地球球运运行行到到太太阳阳与与月月亮亮之之间时就就会会发生生月月食食,图给出出了了地地球球挡住住太太阳阳的的影影区区.当当月月球球部部分分进入入_影影区区时发生生月月偏偏食食.当当月月球球全全部部进入入_影区影区时,就会就会发生月全食生月全食.BAA太阳太阳地球地球BB4-例例2：当当月月球球运运行行到到太太阳阳和和地地球球之之间适适当当位位置置时，就就会会出出现日日食食（如如下下图）在在A、B处的的人人们看看到到的的是是日日_食食，A处看看到到的的是是_图形形象象，B处看看到到的的是是_图形形象象；在在C处的的人人们看看到到的的是是_食食，看看到到的的是是_图形形象象若若这时在在高高空空经过D处，看看到到的的则是日是日_食，看到的是食，看到的是_图形象形象偏偏环全全5-例例3.3.如如图所所示示，在在高高为3.2m3.2m处有有一一点点光光源源S S，在在紧靠靠着着光光源源S S处有有一一小小球球A A以以初初速速0 0作作平平抛抛运运动。若若在在落落地地点点预先先放放置置一一竖直直屏屏幕幕，不不计空空气气阻阻力力，小小球球A A在在屏屏幕幕上上的的影影子子P P作作什什么么运运动?v0SPXABCDyx6-二二.光的反射定律光的反射定律反射光反射光线跟入射光跟入射光线和法和法线在同一平面在同一平面内，反射光内，反射光线和入射光和入射光线分居于法分居于法线两两侧，反射角等于入射角。反射角等于入射角。注意：注意：a.a.在光的反射在光的反射现象中，光路是可逆的，象中，光路是可逆的，b.不不论镜面反射面反射还是漫反射都遵循反射定律是漫反射都遵循反射定律7-三平面三平面镜对光光线的控制作用的控制作用只改只改变光束的光束的传播方向，不改播方向，不改变光束的散聚性光束的散聚性质一个平面一个平面镜对光光线的控制作用的控制作用（1）平面）平面镜对光光线有反射作用，反射光与入射光有反射作用，反射光与入射光遵循反射定律遵循反射定律（2）一束平行光的情况：入射光方向不）一束平行光的情况：入射光方向不变，平面，平面镜转动角，反射光角，反射光转动2角角（3）一束）一束发散光的情况：散光的情况：经平面平面镜反射后，仍是反射后，仍是发散光，且散光，且发散程度不散程度不变8-平面平面镜的成像特点的成像特点平面平面镜成像的作成像的作图法：法：平面平面镜成等大、正立的虚像，像与物关于成等大、正立的虚像，像与物关于镜面面对称称 9-1、如如图所所示示,a、b、c 三三条条光光线能能交交于于一一点点S,形形成成会会聚聚光光束束.今今在在S点点前前任任置置一一块与与3条条光光线所所在在平平面面垂直的平面垂直的平面镜,将将3条条线截住截住,那么那么()(A)3条条光光线的的反反射射光光可可能能交交于于一一点点、也也可可能能不不交交于于一点一点(B)3条反射光条反射光线一定不一定不交于一点交于一点(C)3条反射光条反射光线一定交于一定交于镜前一点前一点(D)3条反射光条反射光线的延的延长线交于交于镜后一点后一点cabSSC10-2、一个光源从地面上沿、一个光源从地面上沿竖直方向将一直方向将一细束平束平行光向上投射到一片和光行光向上投射到一片和光线垂直的平面上垂直的平面上平面平面镜与地面的距离与地面的距离为30m，如果把平面，如果把平面镜绕水平水平轴且通且通过入射点的入射点的轴线转过15角，角，则地面上将在距离光源地面上将在距离光源_m处得一光斑。得一光斑。ABO17.311-两平面两平面镜互成直角互成直角,入射光入射光线AB经过两次反射后两次反射后,反射光反射光线为CD,今以平面今以平面镜的交的交线为轴,将将镜转动10,两平面两平面镜仍保持直角仍保持直角,在入射光在入射光线保持不保持不变的情况下的情况下,经过两次反射后两次反射后,反射光反射光线为CD,则CD与与CD()A.不相交不相交,同向平行同向平行B.不相交不相交,反向平行反向平行C.相交成相交成20角角D.相交成相交成40角角ABCDABCDA12-例例6：在在图中中，BC为一一障障物物，BC正正上上方方有有一一平平面面镜M，画画出出观察察者者眼眼睛睛在在A点点通通过平平面面镜M能能看看到到BC右右边地地面面上哪部分的像。上哪部分的像。ACBM解：解：先作眼睛先作眼睛A的像的像A，A连接接AB交地面于交地面于D，交，交M于于D，连接接DA。DD连接接AB延延长交交M于于E，E连接接AE延延长交地面于交地面于E，EDE即即为所求。所求。（注意箭（注意箭头）13-17图中中M是是竖直放置的平面直放置的平面镜，镜离地面的距离可离地面的距离可调节。甲、。甲、乙二人站在乙二人站在镜前，乙离前，乙离镜的距离的距离为甲离甲离镜的距离的的距离的2倍，如倍，如图所示。二人略所示。二人略错开，以便甲能看到乙的像。以开，以便甲能看到乙的像。以l 表示表示镜的的长度，度，h表示乙的身高，表示乙的身高，为使甲能看到使甲能看到镜中乙的全身像，中乙的全身像，l 的最小的最小值为（）CDhABh甲甲乙乙lM解：解：画出光路画出光路图，由相似三角形关系得由相似三角形关系得l =h/3A14-1光的折射定律：光的折射定律：（1）折射光）折射光线在入射光在入射光线和法和法线所在的平面上，所在的平面上，折射光折射光线和入射光和入射光线分居在法分居在法线的两的两侧，（2）入射角的正弦跟折射角的正弦之比）入射角的正弦跟折射角的正弦之比为一常数一常数2.折射率：（折射率：（1）光从真空射入某种介）光从真空射入某种介质时，入射角的正，入射角的正弦跟折射角的正弦之比弦跟折射角的正弦之比在光的折射在光的折射现象中，光路也是可逆的。象中，光路也是可逆的。一一.光的折射光的折射（2 2）折射率等于光在真空中的速度）折射率等于光在真空中的速度c c 跟光在跟光在这种介种介质中的中的速度速度v v之比，之比，n=c/vn=c/v15-98年高考年高考如如图所示，一所示，一储油油圆桶，底面直径与桶高均桶，底面直径与桶高均为d当桶内无油当桶内无油时，从某点，从某点A恰能看到桶底恰能看到桶底边缘上的某点上的某点B当桶内油的深度等于桶高一半当桶内油的深度等于桶高一半时，在，在A点沿点沿AB方向看去，方向看去，看到桶底上的看到桶底上的C点，点，C、B相距相距d/4。由此可得油的折射率。由此可得油的折射率n；光在油中；光在油中传播的速度播的速度v=（结果可用根式表示）果可用根式表示）irABCO解：由几何关系得：解：由几何关系得：BO=CO=n=sini/sinr=2Sini=Sinr=16-4.光光线通通过平行玻璃平行玻璃砖后的出射光后的出射光线和入射光和入射光线平行且有平行且有侧向位移。向位移。侧向位移的大小跟平行向位移的大小跟平行玻璃玻璃砖的厚度及入射角、折射率有关。的厚度及入射角、折射率有关。ird1217-如右如右图所示所示,有一个有一个长方形容器方形容器,高高为30厘米厘米,宽为40厘米厘米,在容器的底部平放着一把在容器的底部平放着一把长40厘米厘米的刻度尺的刻度尺.眼睛在眼睛在OA延延长线上的上的E点点观察察,视线沿着沿着EA斜向下斜向下看恰能看到尺的左端零刻度看恰能看到尺的左端零刻度.现保持眼睛的位置不保持眼睛的位置不变,向容器向容器内倒入某种液体且内倒入某种液体且满至容器口至容器口,这时眼睛仍沿眼睛仍沿EA方向方向观察察,恰恰能看到尺上能看到尺上20厘米的刻度厘米的刻度,则此种液体的折射率此种液体的折射率为.30cm20AOE40cmi1.4418-如如图，一玻璃柱体的横截面，一玻璃柱体的横截面为半半圆形，形，细的的单色光束从空气射向柱体的色光束从空气射向柱体的O点（半点（半圆的的圆心），心），产生生反射光束反射光束1和透射光束和透射光束2，已知玻璃折射率，已知玻璃折射率为，入射角，入射角为45（相（相应的折射角的折射角为24），），现保持入射光不保持入射光不变，将半，将半圆柱柱绕通通过O点垂直于点垂直于图面的面的轴线顺时针转过15，如，如图中虚中虚线所示，所示，则（）A光束光束1转过15B光束光束1转过30C光束光束2转过的角度小于的角度小于15D光束光束2转过的角度大于的角度大于15BC45入射光入射光15O1219-二全反射二全反射问题当入射角增大到某一角度，使折射角达到当入射角增大到某一角度，使折射角达到90时，折射光完，折射光完全消失，只剩下反射光，全消失，只剩下反射光，这种种现象象.（1）光从光密介）光从光密介质射向光疏介射向光疏介质,当折射当折射角角变为90时的的入射角叫入射角叫临界角；界角；（2）光从折射率）光从折射率为n的介的介质射向真空射向真空时临界角的界角的计算公式算公式:产生全反射的条件：生全反射的条件：（1）光必）光必须从光密介从光密介质射向光疏介射向光疏介质；（2）入射角必）入射角必须等于或大于等于或大于临界角界角全反射全反射临界角：界角：20-1997年高考年高考光光线在玻璃和空气的分界面上在玻璃和空气的分界面上发生全反射的条件是（生全反射的条件是（）(A)光从玻璃射到分界面上光从玻璃射到分界面上,入射角足入射角足够小小(B)光从玻璃射到分界面上光从玻璃射到分界面上,入射角足入射角足够大大(C)光从空气射到分界面上光从空气射到分界面上,入射角足入射角足够小小(D)光从空气射到分界面上光从空气射到分界面上,入射角足入射角足够大大B21-91年高考年高考.一束光从空气射向折射率一束光从空气射向折射率n=的某种玻的某种玻璃的表面璃的表面,如如图所示所示.i 代表入射角代表入射角,则（）(A)当当i 45时会会发生全反射生全反射现象象(B)无无论入射角入射角i 是多大是多大,折射角折射角r都不会超都不会超过45(C)欲使折射角欲使折射角r=30,应以以i =45的角度入射的角度入射(D)当入射角当入射角时，反射光，反射光线跟折射跟折射光光线恰好互相垂直恰好互相垂直BCDi空气空气玻璃玻璃n=NO22-偏折角度偏折角度跟棱跟棱镜材料的折射率有关，折射率越大，材料的折射率有关，折射率越大，偏折角度越大偏折角度越大.偏折角度偏折角度还跟入射角的大小有关系跟入射角的大小有关系.三三.通通过棱棱镜的光的光线（2）白光通）白光通过三棱三棱镜后后产生色散生色散现象，象，（3）全反射棱）全反射棱镜是横截面成等腰直角三角形的三棱是横截面成等腰直角三角形的三棱镜。（1）光）光线通通过三棱三棱镜两次向底面偏折，通两次向底面偏折，通过三棱三棱镜所成的像向所成的像向顶角偏移，角偏移，23-四四.光的色散光的色散一束白光一束白光经过棱棱镜后会后会发生色散，在光屏上形成一条生色散，在光屏上形成一条彩色的光彩色的光带，这条彩色的光条彩色的光带叫做光叫做光谱.光光谱中中红光在最光在最上端，紫光在最下端，中上端，紫光在最下端，中间是橙、黄、是橙、黄、绿、蓝、靛等色光、靛等色光.这表明各种色光通表明各种色光通过棱棱镜后的偏折角度不同后的偏折角度不同.红光的偏折光的偏折角度最小，紫光的偏折角度最大角度最小，紫光的偏折角度最大.不同色光通不同色光通过棱棱镜后的偏折角度不同，表明棱后的偏折角度不同，表明棱镜材材料料对不同色光的折射率不同不同色光的折射率不同.红光的偏折角度小，表明棱光的偏折角度小，表明棱镜材料材料对红光的折射率小；紫光的偏折角度大，表明棱光的折射率小；紫光的偏折角度大，表明棱镜材料材料对紫光的折射率大紫光的折射率大.24-白光通白光通过三棱三棱镜，要，要发生色散，生色散，红光偏折角最小，紫光偏折角最小，紫光偏折角最大光偏折角最大偏折角从小到大的偏折角从小到大的顺序是：序是：红、橙、黄、橙、黄、绿、蓝、紫、紫结论从从红到紫的方向有：到紫的方向有：（1）同一介）同一介质对不同色光的折射率逐不同色光的折射率逐渐增大增大（2）在同一介）在同一介质中不同色光的中不同色光的传播速度逐播速度逐渐减小减小（3）光的）光的频率逐率逐渐增大增大（4）在真空中的波）在真空中的波长逐逐渐减小减小（5）光子的能量逐）光子的能量逐渐增大增大25-如如图示：示：红光和紫光沿同一方向射向玻璃半球的球光和紫光沿同一方向射向玻璃半球的球心，心，经折射后从球面射出，若折射后从球面射出，若红光在玻璃中光在玻璃中传播播时间为t红，紫光在玻璃中，紫光在玻璃中传播播时间为t紫紫，则a是是光，光，t红t紫紫（填、或（填、或=）ba解解：白光通：白光通过三棱三棱镜，发生色散，生色散，红光偏折角光偏折角最小，紫光偏折角最大所以最小，紫光偏折角最大所以a是是红光。光。t=r/v=rn/c红光的折射率小，光的折射率小，t小。小。红26-1999年高考年高考一束一束单色光，在真空中波色光，在真空中波长为6.0010-7m，射入折射率，射入折射率为1.50的玻璃中它的玻璃中它在此玻璃中的波在此玻璃中的波长是是m，频率是率是Hz（真空中光速是（真空中光速是3.00108ms）4.0010-75.001014解解:光从一种介光从一种介质传播到另一种介播到另一种介质时,频率保率保持不持不变,波速和波波速和波长发生改生改变.f=c/=5.001014Hz=v/f=c/nf=/n=4.0010-7m27-例例5.如如图所示，所示，OO是半是半圆柱形柱形对称面与称面与纸面的交面的交线在在图内有两束与内有两束与OO平行且距平行且距OO距离相等的距离相等的单色光色光A和和B，从玻璃，从玻璃砖射出后相交于射出后相交于OO的下方的的下方的P点点由此可以得出的由此可以得出的结论是是AA光在玻璃光在玻璃砖中的速度比中的速度比B光在玻璃光在玻璃砖中的速度小中的速度小B玻璃玻璃砖对A光的折射率比光的折射率比对B光的折射率小光的折射率小C在空气中，在空气中，A光的波光的波长比比B光的波光的波长短短DB光光子的能量比光光子的能量比A光光子的能量小光光子的能量小ACDOOPBA28-如如图，a和和b都是厚度均匀的平玻都是厚度均匀的平玻璃板，它璃板，它们之之间的的夹角角为，一一细光束以入射角光束以入射角从从P点射入，点射入，已知此光束由已知此光束由红光和光和蓝光光组成，成，则当光束透当光束透过b板后，板后，（）A传播方向相播方向相对于入射光方向向左偏于入射光方向向左偏转角角B传播方向相播方向相对于入射光方向向右偏于入射光方向向右偏转角角C红光在光在蓝光的左光的左边D红光在光在蓝光的右光的右边ab左左右右P分析分析见下下页下一下一页29-ab解析解析：光光线通通过平行玻璃平行玻璃砖后的出射光后的出射光线和入射光和入射光线平行且有平行且有侧向位移，所以从向位移，所以从a板射出的光板射出的光线，传播播方向与方向与a板入射的光板入射的光线平行，平行，通通过b板射出的光板射出的光线与与b板入射的光板入射的光线平行，所平行，所以答案以答案A、B都都错。同同时，由于玻璃，由于玻璃对红光的折射率小于光的折射率小于蓝光的折射光的折射率，所以，通率，所以，通过a板后，板后，红光的折射角大，光的折射角大，红光的光的侧向位移大，向位移大，应选D答案。答案。上一上一页30-发出出白白光光的的细线光光源源ab，长度度为l0，竖直直放放置置，上上端端a恰恰好好在在水水面面以以下下，如如图。现考考虑线光光源源ab发出出的的靠靠近近水水面面法法线(图中中的的虚虚线)的的细光光束束经水水面面折折射射后后所所成成的的像像，由由于于水水对光光有有色色散散作作用用，若若以以l1表表示示红光光成成的的像像的的长度度，l2表表示示紫紫光光成成的的像像的的长度，度，则（）Al1l2l2l0Cl2l1l0Dl2l1l0 ab水水点点拨：物体在液体中的：物体在液体中的视深深h=h/n（见例例1）紫光的折射率最大，所以紫光的折射率最大，所以h最小。最小。D31-光的本性部分光的本性部分波波动性性粒子性粒子性光的干涉光的干涉双双缝干涉干涉薄膜干涉薄膜干涉光的衍射光的衍射光的光的电磁磁说光光电效效应光子光子说光的波粒二象性光的波粒二象性32-第一部分第一部分 光的光的波波动性性光的波光的波动说惠更斯惠更斯一、光的干涉一、光的干涉 两列相干光波相叠加，某些区域的光被加两列相干光波相叠加，某些区域的光被加强，某些区域的光被减弱，且加，某些区域的光被减弱，且加强区与减弱区与减弱区互相区互相间隔的隔的现象叫光的干涉象叫光的干涉现象象.产生干涉生干涉现象的条件之一象的条件之一:是两列光必是两列光必须是是频率相同的相干光源率相同的相干光源.33-34-1、双、双缝干涉：干涉：由同一光源由同一光源发出的光出的光经过两个两个细缝后形后形成两列光波叠加成两列光波叠加时会会产生干涉。生干涉。当当这两列光波到达某点的路程差等于光的波两列光波到达某点的路程差等于光的波长的整的整数倍数倍时，该处的光相加的光相加强，出，出现亮条亮条纹；当当这两列光波到达某点的路程差等于光的半波两列光波到达某点的路程差等于光的半波长的的奇数倍奇数倍时，该处的光相减弱，出的光相减弱，出现暗条暗条纹；相相邻两条干涉条两条干涉条纹的的间距距即条即条纹间距与波距与波长成正比成正比35-2、薄膜干涉：由薄膜前后表面反射的的两列光、薄膜干涉：由薄膜前后表面反射的的两列光波叠加而成。例如肥皂泡及水面上的油膜呈波叠加而成。例如肥皂泡及水面上的油膜呈现的彩色花的彩色花纹。劈形薄膜干涉可劈形薄膜干涉可产生平行相生平行相间条条纹。增透膜的厚度增透膜的厚度应该是光在薄膜中波是光在薄膜中波长的的1/4。返回返回36-37-光的衍射光的衍射现象是光离开直象是光离开直线路径而路径而绕到障到障碍物后面的碍物后面的现象。象。产生明生明显衍射的条件：障碍物或孔的尺衍射的条件：障碍物或孔的尺寸能和波寸能和波长相比相比或或比波比波长小小。双双缝缝干涉干涉图样图样与与单缝单缝衍射衍射图样图样的区的区别别：干涉条干涉条纹是等是等间距排列的条距排列的条纹，衍射，衍射图样是不等是不等间距、中距、中间亮亮纹最亮，而两最亮，而两边条条纹逐逐渐变窄窄变暗的不均匀条暗的不均匀条纹.光的干涉和光的衍射光的干涉和光的衍射说明光是一种波。明光是一种波。38-39-a.光的光的电磁磁说光在本光在本质上是一种上是一种电磁波磁波.b.电磁波磁波谱电磁波按波磁波按波长由大到小的排列由大到小的排列为 无无线电波、波、红外外线、可、可见光、紫外光、紫外线、X射射线、射射线c.电磁波的磁波的产生机理生机理无无线电波由振波由振荡电路路产生生红外外线、可、可见光、紫外光、紫外线由原子的由原子的外外层电子受激后子受激后产生生 X射射线由原子的由原子的内内层电子受到激子受到激发后后产生生射射线由原子由原子核核受到激受到激发后后产生。生。40-双双缝干涉干涉现象中象中(用用单色光照射色光照射),),下列下列说法中法中正确的是正确的是（）A.波峰与波峰叠加或波谷与波谷叠加波峰与波峰叠加或波谷与波谷叠加,都都产生亮条生亮条纹;B.B.波峰与波峰叠加出波峰与波峰叠加出现亮条亮条纹,波谷与波谷叠加出波谷与波谷叠加出现暗条暗条纹;C.C.在屏上某在屏上某处离两相干光源路程差是半波离两相干光源路程差是半波长偶数倍偶数倍时出出现暗条暗条纹;D.D.在屏上某在屏上某处离两相干光源路程差是半波离两相干光源路程差是半波长奇数倍奇数倍时出出现暗条暗条纹AD41-2、用、用单色光照射肥皂薄膜（色光照射肥皂薄膜（）A.看到的干涉看到的干涉图样是明暗相是明暗相间的条的条纹;B.从光源从光源发出的光与肥皂膜表面反射的光出的光与肥皂膜表面反射的光发生干涉生干涉,形成干涉形成干涉图样。C.一束入射光从薄膜的前表面和后表面分一束入射光从薄膜的前表面和后表面分别反射出来反射出来,形成两列波形成两列波,这两列波两列波频率相同率相同,所以所以可以可以产生干涉生干涉;D.若改用白光照射若改用白光照射则看不到干涉条看不到干涉条纹。A、C42-3 3、下列、下列现象属于光的干涉的有象属于光的干涉的有:（）A.在水面上的油膜呈在水面上的油膜呈现的彩色花的彩色花纹;B.雨后天空中呈雨后天空中呈现的彩虹的彩虹C.通通过卡尺狭卡尺狭缝看看远处的日光灯呈的日光灯呈现的彩色花的彩色花纹D.肥皂泡上呈肥皂泡上呈现的彩色的彩色环纹。A、D43-4、下列、下列对增透膜的叙述中正确的是（增透膜的叙述中正确的是（）A.摄影机影机镜头涂一涂一层增透膜后增透膜后,可减少玻璃可减少玻璃对光光 的吸收的吸收B.增透膜是增透膜是为了增加光的透射了增加光的透射,减少光的反射减少光的反射C.增透膜的厚度增透膜的厚度应为入射光在薄膜中波入射光在薄膜中波长的的1/41/4D.增透膜的厚度增透膜的厚度应为入射光在真空中入射光在真空中长波的波的1/41/4B、C44-5 5、对光的技光的技术所依所依赖的光学原理的光学原理,下列叙述中正下列叙述中正确是确是（）A.光光导纤维应用的是光的全反射用的是光的全反射现象象;B.镜头表面的增透膜表面的增透膜应用的是光的衍射用的是光的衍射现象象;C.用空气劈用空气劈检查平面的平面的质量量应用光的干涉用光的干涉现象象;D.分光分光镜利用了光的色散利用了光的色散现象。象。A、C、D45-6、用、用单色光做双色光做双缝干涉干涉实验，下述，下述说法中正确的是法中正确的是()A相相邻干涉条干涉条纹之之间的距离相等的距离相等B中央明条中央明条纹宽度是两度是两边明条明条纹宽度的度的2倍倍C屏与双屏与双缝之之间距离减小，距离减小，则屏上条屏上条纹间的距离增的距离增大大D在在实验装置不装置不变的情况下，的情况下，红光的条光的条纹间距小于距小于蓝光的条光的条纹间距距A46-A.变疏疏B.变密密C.不不变D.消失消失两两张纸片片图1（俯视图）图27.劈劈尖尖干干涉涉是是一一种种薄薄膜膜干干涉涉，其其装装置置如如图1所所示示。将将一一块平平板板玻玻璃璃放放置置在在另另一一平平板板玻玻璃璃之之上上，在在一一端端夹入入两两张纸片片，从从而而在在两两玻玻璃璃表表面面之之间形形成成一一个个劈劈形形空空气气薄薄膜膜。当当光光垂垂直直入入射射后后，从从上上往往下下看看到到的的干干涉涉条条纹如如图2所所示示。干干涉涉条条纹有有如如下下特特点点：任任意意一一条条明明条条纹或或暗暗条条纹所所在在位位置置下下面面的的薄薄膜膜厚厚度度相相等等；任任意意相相邻明明条条纹或或暗暗条条纹所所对应的的薄薄膜膜厚厚度度差差恒恒定定。现若若在在图1装装置置中中抽抽去去一一张纸片片，则当当光光垂垂直直入入射射到到新新的的劈劈形形空空气气薄薄膜后，从上往下膜后，从上往下观察到的干涉条察到的干涉条纹()A47-把一个具有球面的平凸透把一个具有球面的平凸透镜平放在平行透明平放在平行透明玻璃板上玻璃板上(如如图)。现用用单色光垂直于平面照射色光垂直于平面照射,在装置的在装置的上方向下上方向下观察察,可以看到干涉条可以看到干涉条纹,那么关于两束干涉光那么关于两束干涉光及干涉条及干涉条纹的的说法正确的是法正确的是()A.两束干涉光是两束干涉光是a、b面反射形成的面反射形成的B.干涉条干涉条纹是中央疏是中央疏边缘密的同心密的同心圆C.两束干涉光是两束干涉光是b、c面反射形成的面反射形成的D.干涉条干涉条纹中是中央密中是中央密边缘疏的同心疏的同心圆bacdBC48-第二部分第二部分 光的粒子性光的粒子性一、光一、光电效效应1.光光电效效应：物体在光的照射下：物体在光的照射下释放出放出电子的子的现象叫光象叫光电效效应.在光在光电效效应中物体中物体释放出的放出的电子子叫光叫光电子子.光光电子定向移子定向移动形成的形成的电流叫光流叫光电流流.2.光光电效效应的的规律律.49-光光电效效应规律律1.1.每种金属都有每种金属都有发生光生光电效效应的极限的极限频率率2.2.光光电效效应的的产生几乎是瞬生几乎是瞬时的的3.3.光光电子的最大初子的最大初动能能E Ekmkm和入射光和入射光强度无关度无关,只随入射光只随入射光频率率的增大而增大的增大而增大4.4.单位位时间打出的光打出的光电子与入射光子与入射光强度成正比度成正比50-1.1.光子光子说：空：空间传播的光不是播的光不是连续的，是的，是一份一份的，每一份叫一个光子，每个光一份一份的，每一份叫一个光子，每个光子的能量子的能量E=h E=h 0 0(其中其中h=6.6310h=6.6310-34-34JsJs，称做普朗克常量称做普朗克常量).).爱因斯坦就是因因斯坦就是因为提出了光子提出了光子说及及对光光电效效应的研究而的研究而获得得诺贝尔物理学物理学奖的的.二、光子二、光子说51-四四.爱因斯坦光因斯坦光电效效应方程方程爱因斯坦光因斯坦光电效效应方程的方程的图象象Ek0-W0爱因斯坦光因斯坦光电效效应方程是能量守恒定律在光方程是能量守恒定律在光电效效应现象中的表象中的表现形式形式逸出功和极限逸出功和极限频率的关系率的关系极限波极限波长和极限和极限频率的关系率的关系由由v=f得得52-五五、光光的的波波粒粒二二象象性性光的干涉和衍射表明光确光的干涉和衍射表明光确实是一种波，光是一种波，光电效效应和康普和康普顿效效应无可无可辩驳地地证明了光是明了光是一一种粒子，因此种粒子，因此说：光是一种波，同：光是一种波，同时光也是光也是一种粒子，光具有波粒二象性一种粒子，光具有波粒二象性单个光子表个光子表现为粒子性粒子性大量光子的运大量光子的运动表表现为波波动性性波波长较长、频率率较低的光，波低的光，波动性性较显著著波波长较短、短、频率率较高的光，粒子性高的光，粒子性较显著著光是一种概率波光是一种概率波一切微一切微观粒子都有波粒二象性粒子都有波粒二象性53-例例在在研研究究光光电效效应的的实验中中，根根据据测得得的的数数据据绘出出光光电子子最最大大初初动能能Ek跟跟照照射射光光频率率的的关关系系图象象如如图所所示示.图线的的斜斜率率tg，横横轴上上的的截截距距表表示示该金金属属发生生光光电效效应的的，纵轴上上的的截截距距的的绝对值表表示示该金金属属的的的的大大小小.若若换用用其其他他金金属属做做同同样的的实验，测绘得得到到的的图线与与此此图的的图线相相比比较相同，相同，不同不同.h极限极限频率率逸出功逸出功斜率斜率纵横截距横截距Ek054-9、在演示光、在演示光电效效应的的实验中，原来不中，原来不带电的一的一块锌板与灵敏板与灵敏验电器相器相连用弧光灯照射用弧光灯照射锌板板时，验电器器的指的指针就就张开一个角度，开一个角度，这时()A锌板板带正正电，指，指针带负电B锌板板带正正电，指，指针带正正电C锌板板带负电，指，指针带正正电D锌板板带负电，指，指针带负电B55-1.当某种当某种单色光照射到金属表面色光照射到金属表面时，金属表面有光，金属表面有光电子逸出如果光的子逸出如果光的强度减弱，度减弱，频率不率不变，则()A光的光的强度减弱到某一最低数度减弱到某一最低数值时，就没有光，就没有光电子子逸出逸出B单位位时间内逸出的光内逸出的光电子数减少子数减少C逸出光逸出光电子的最大初子的最大初动能减小能减小D单位位时间内逸出的光内逸出的光电子数和光子数和光电子的最大初子的最大初动能都要减小能都要减小B2.红、橙、黄、橙、黄、绿四种四种单色光中，光子能量最小的色光中，光子能量最小的是是()A红光光B橙光橙光C黄光黄光D绿光光A96年全国高考年全国高考题56-10、一、一细束平行光束平行光经玻璃三棱玻璃三棱镜折射后分解折射后分解为互相分离的三束光，分互相分离的三束光，分别照射到相同的金照射到相同的金属板属板a，b，c上，如上，如图所示已知金属板所示已知金属板b有有光光电子放出，子放出，则可知可知()A板板a一定不放出光一定不放出光电子子B板板a一定放出光一定放出光电子子C板板c一定不放出光一定不放出光电子子D板板c一定放出光一定放出光电子子acbD57-2用某种用某种单色光照射某种金属表面，色光照射某种金属表面，发生光生光电效效应，现将将该单色光的光色光的光强减弱，减弱，则（）A光光电子的最大初子的最大初动能不能不变B光光电子的最大初子的最大初动能减少能减少C单位位时间内内产生的光生的光电子数减少子数减少D可能不可能不发生光生光电效效应AC58-分分别用用波波长为和和的的单色色光光照照射射同同一一金金属属板板,发出出的的光光电子子的的最最大大初初动能能之之比比为1:2,以以h表表示示普普朗朗克克常常量量,c表表示示真真空空中中的的光光速速,则此此金属板的逸出功金属板的逸出功为（）ABCDB59-6图为X射射线管的管的结构示意构示意图，E为灯灯丝电源，要源，要使射管使射管发出出X射射线，须在在K、A两两电极极间加上几万伏的加上几万伏的直流高直流高压，()（A）高）高压高源正极高源正极应接在接在P点，点，X射射线从从K极极发出出（B）高）高压电源正极源正极应接在接在P点，点，X射射线从从A极极发出出（C）高）高压电源正极源正极应接在接在Q点，点，X射射线从从K极极发出出（D）高）高压电源正极源正极应接在接在Q点，点，X射射线从从A极极发出出D60-例例 光光电效效应的的规律律是是：(1)任任何何一一种种金金属属都都有有一一个个_频率率,入入射射光光的的频率率必必须_这个个频率率,才才能能产生生光光电效效应;(2)光光电子子的的最最大大初初动能能与与 无无关关,只只随随着着 的的增增大大而而增增大大;(3)入入射射光光照照射射到到金金属属上上时,光光电子子的的发射射几几乎乎是是_,一一般般不不超超过_;(4)产生生光光电效效应时,光光电流流的的强度度与与成正比成正比.极限极限大于大于入射光的入射光的强度度入射光入射光频率率瞬瞬时的的10-9秒秒入射光的入射光的强度度61-P137/例例3、从太阳到达地球的光流、从太阳到达地球的光流强度，在垂直于度，在垂直于光的光的传播方向上是播方向上是1.4103W/m2，如果把太阳光看成，如果把太阳光看成是平均是平均频率率为51014Hz的的单色光，在垂直于太阳光色光，在垂直于太阳光的地球表面的的地球表面的1cm2的面的面积上，每秒接收到的光子数上，每秒接收到的光子数有多少个？有多少个？解解：每秒：每秒钟太阳光照到地球上太阳光照到地球上1cm2的能量的能量为E=1.4103110-4=0.14J每个光子的能量每个光子的能量为E1=h=6.6310-3451014=3.310-19Jn=E/E1=0.14/3.310-19=4.21017个个62-例例4、有一小灯泡的有一小灯泡的规格格为“6V、0.3A”，正常工作正常工作时大大约有有6%的的电能能转变为可可见光，光，试估算每一秒估算每一秒钟释放出来的可放出来的可见光的光子数。光的光子数。解：解：一秒一秒钟消耗消耗电能能W=Pt=UIt=1.8J一秒一秒钟转变成的可成的可见光能光能E=0.061.8=0.108J每个光子的能量每个光子的能量为E1=hE=nh可可见光的光的频率粗略取率粗略取=51014Hzn=E/h=0.108/(6.63103451014)=3101763-例例6、某某金金属属用用频率率为v2的的光光照照射射时产生生的的光光电子子的的最最大大初初动能能是是用用频率率为v1的的光光照照射射产生生的的光光电子子的的最最大大初初动能能的的2倍倍，则这种种金金属属的的逸逸出出功功W_64-例例8、用用光光子子能能量量为4.5eV的的光光照照射射某某金金属属,从从该金金属属表表面面逸逸出出的的电子子最最大大初初动能能为2.0eV.这种种金金属属的的电子子逸逸出出功功为_,能能使使这种种金金属属产生生光光电效效应的的光光的的极极限限频率率为_.如如果果以以光光子子能能量量8.0eV的的光光照照射射该金金属属,则逸逸出出的的电子子的的最最大大初初动能是能是_.解：解：W=h-EK=4.5-2.0=2.5eV0=W/h=2.51.610-19/6.6310-34=61014HzEK1=h1-W=8-2.5=5.5eV2.5eV61014Hz5.5eV65-例例9、已知每秒已知每秒钟从太阳从太阳射到地球上垂直于太阳光的每平射到地球上垂直于太阳光的每平方米截面上的方米截面上的辐射能射能为1.4103J，其中可，其中可见光光约占占45%。设可可见光的波光的波长均均为0.55m，太阳向各个方向的，太阳向各个方向的辐射是均射是均匀的，太阳与地球匀的，太阳与地球间距离距离为1.51011m，则太阳每秒太阳每秒辐射射出的可出的可见光的光子数大光的光子数大约为。（只要求二位有效数字）（只要求二位有效数字）解解：太阳每秒太阳每秒辐射出来的能量射出来的能量 E=4R21.4103J=43.14(1.51011)21.4103=41026J根据根据题意有，意有，E45%=nhc/n=E45%/hc=410260.450.5510-66.610-343108=4.910444.9104466-20人眼人眼对绿光最光最为敏感。正常人的眼睛接收到波敏感。正常人的眼睛接收到波长为530nm的的绿光光时，只要每秒有，只要每秒有6个个绿光的光子射入光的光子射入瞳孔，眼睛就能察瞳孔，眼睛就能察觉。普朗克常量。普朗克常量为光速光速为，则人眼能察人眼能察觉到到绿光光时所接收所接收到的最小功率是到的最小功率是（）AWBWCWDWA67-已知一束可已知一束可见光光a是由是由m、n、p三种三种单色光色光组成的成的,检测发现三种三种单色光中，色光中，n、p两种色光的两种色光的频率都大率都大于于m色光；色光；n色光能使某金属色光能使某金属发生光生光电效效应，而，而p色色光不能使光不能使该金属金属发生光生光电效效应。那么，光束。那么，光束a通通过三棱三棱镜的情况是（的情况是（）AanmpampnapmnamnpA.B.C.D.68-19下表下表给出了一些金属材料的逸出功。出了一些金属材料的逸出功。现用用波波长为400nm的的单色色光光照照射射上上述述材材料料，能能产生生光光电效效应的材料最多有几种？（的材料最多有几种？（）(普普朗朗克克常常量量h=6.610-34Js，光光速速c=3.00108m/s)A2种种B3种种C4种种D5种种材料材料铯钙镁铍钛逸出功逸出功(10-19J)3.04.35.96.26.6B69-