专题18：物理光学new

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1、物理光学一、典型例题：[例1]在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏幕上观察到了彩色干涉条纹，若在双缝中的一缝前放一红色滤光片（只能透过红光），另一缝前放一绿色滤光片（只能透过绿光），这时（）A、只有红色和绿色的双缝干涉条纹，其他颜色的双缝干涉条纹消失B、红色和绿色的双缝干涉条纹消失，其他颜色的双缝干涉条纹依然存在C、任何颜色的双缝干涉条纹都不存在，但屏上仍有光亮D、屏上无任何光亮[解析]在双缝干涉实验的装置中，缝的宽度跟光的波长相差不多，在双缝分别放上红色和绿色滤光片之后，由于红光和绿光的频率不相等，在光屏上不可再出现干涉条纹了，但由于满足

2、产生明显衍射现象的条件，所以在屏上将同时出现红光和绿光的衍射条纹，故正确的选项为C。[例2]某金属在一束黄光照射下，恰好能有电子逸出（即用频率小于这种黄光的光线照射就不可能有电子逸出），在下述情况下，逸出电子的多少和电子的最大初动能会发生什么变化？⑴增大光强而不改变光的频率；⑵用一束强度更大的红光代替黄光；⑶用强度相同的紫光代替黄光。[解析]“正好有电子逸出”，说明此种黄光的频率恰为该种金属的极限频率。⑴增大光强而不改变光的频率，意味着单位时间内入射光子数增多而每个光子能量不变，根据爱因斯坦光电效应方程，逸出的光电子最大初动能不变，但光电子

3、数目增大。⑵用一束强度更大的红光代替黄光，红光光子的频率小于该金属的极限频率，所以无光电子逸出。⑶用强度相同的紫光代替黄光，因为一个紫光光子的能量大于一个黄光光子的能量，而强度相同，因而单位时间内射向金属的紫光光子数将比原来少，因此，逸出的电子数将减少，但据爱因斯坦光电效应方程，光电子的最大初动能将增大。[例3]把一个凸透镜的弯曲表面压在另一个玻璃平面上，让光从上方射入（图甲），这时可以看到亮暗相间的同心圆（图乙），这个现象是牛顿首先发现的，这些同心圆叫做牛顿环，解释为什么会出现牛顿环。7[解析]凸透镜的弯曲上表面反射的光和下面的玻璃平面向

4、上反射的光相互叠加，由于来自这两个面的反射的光的路程差不同，在有些位置相互加强，在有些位置相互削弱，因此出现了同心圆状的明暗相间的条纹。[例4]把一个平行玻璃板压在另一个平行玻璃板上，一端用薄片垫起，构成空气劈尖，让单色光从上方射入（如图），这时可以看到亮暗相间的条纹，下面关于条纹的说法中正确的是（）A、将薄片向着劈尖移动使劈角变大时，条纹变疏B、将薄片远离劈尖移动使劈角变小时，条纹变疏C、将上玻璃板平行上移，条纹向着劈尖移动D、将上玻璃板平行上移，条纹远离劈尖移动[解析]楔形空气层的上下两个表面反射的两列光波发生干涉，空气层厚度相同的地方

5、，两列波的路程差相同，故如果被测表面是平的，干涉条纹就是一组平行的直线，如上图，当劈角为α时，相邻两条纹间等于，当劈角增大为β时，相邻的条纹左移至A’、C’处，条纹间距变为。设－=△s，则－=△s，故=，=。因为β>α，所以>，故劈角增大时，条纹变密。同理，当上玻璃板平行上移时，易得A’C’CA为平行四边形，所以条纹向壁尖移动，且间距不变，本题选B、C。二、课堂练习1、先后用两种不同的单色光，在相同的条件下用同一双缝干涉装置做实验，在屏幕上相邻的两条亮纹间距不同，其中间距较大的那种单色光比另一种单色光①在真空中的波长较短②在玻璃中传播速度较

6、大③在玻璃中传播时，玻璃的折射率较大④其光子的能量较小以上说法正确的是（）A、①③B、②④C、①④D、②③2、a、b是两束相互平行的单色可见光，当它们从空气射入水中时各自发生如图所示的折射现象，已知折射角r1>r2，由此可以判定（）①a光光子能量小；②在水中b光波长长一些；③让它们在同一双缝上发生干涉，所得相邻两条干涉条纹间距△xa>△xb；④a、b从水中射入空气时，则a光的临界角小一些。A、只有①②B、只有①③7C、只有②④D、只有②③3、下列说法正确的是：A、光波是一种概率波B、光波是一种电磁波C、单色光从密介质进入光疏介质时，光子的能

7、量改变D、单色光从光密介质进入光疏介质时，光的波长不变4、神光“II”装置是我国规模最大、国际上为数不多的高功率固体激光系统，利用它可获得能量为2400J、波长λ为0.35μm的紫外激光。已知普朗克恒星h=6.63×10－34J·s，则该紫外激光所含光子数为多少个。（取两位有效数字）5、太阳光垂直射到地面上时，1m2地面接受的太阳光的功率为1.4kW，其中可见光部分约占45%。⑴假如认为可见光的波长约为0.55μm，日地间距离R=1.5×1011m，普朗克恒量h=6.6×10－34J·s，估算太阳每秒辐射出的可见光光子为多少。⑵若已知地球的

8、半径r=6.4×106m，估算地球接受的太阳光的总功率。6、已知锌板的极限波长λO=372nm，氢原子的基态能量为－13.6eV，若氢原子的核外电子从量子数n=2跃迁到n=1时所