光学原子物理

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1、高考光学原子物理学完美总结光的本性一、基本概念（一）光的干涉条件：频率相同,振动方向相同，相位差恒定。现象：两个相干光源发出的光在相遇的空间相互叠加时，形成明暗相间的条纹。1．双缝干涉相干光源的获取：采用“分光”的透射法。当这两列光源到达某点的路程差：　　Δγ＝kλ　　　　　　　(k=0,1,2……)出现亮条纹　　Δγ＝（2k＋１）λ／2(k=0,1,2……)暗条纹条纹间距Δx=(L/d)λ（明纹和暗纹间距）·用单色光作光源，产生的干涉条纹是等间距；·用白光作光源，产生彩色干涉条纹，中央为白色条纹；2．薄膜干涉：相干光源的获取，采用“分光”的反射法　由薄膜的前后两个表面反射后产生的两列相干

2、光波叠加形成的干涉现象：　·入射光为单色光，可形成明暗相间的干涉条纹　·入射光是白光，可形成彩色干涉条纹。3．光的干涉在技术上的应用（1）用干涉法检查平面（等间距的平行线）（2）透镜和棱镜表面的增透膜，增透膜的厚度等于入射光在薄膜中波长的1/4（二）光的衍射　　　光离开直线路径绕到障碍物阴影里的现象为称光的衍射现象。　*产生明显衍射条件：障碍物或孔的尺寸小于光波波长或和光波波长差不多。　*现象：（１）泊松亮斑（２）单缝衍射　·单色光通过单缝时，形成中间宽且亮的条纹，两侧是明暗相间的条纹，且条纹宽度比中间窄；　·白光通过单缝时，形成中间宽的白色条纹，两侧是窄且暗的彩色条纹。（三）光的电磁说１

3、．电磁波谱a．将无线电波，红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、γ射线按频率由小到大（或波长从长到短）的顺序排列起来，组成电磁波谱；b．·无线电波是LC振荡电路中自由电子周期性运动产生　·红外线、可见光、紫外线是原子的外层电子受激发后产生；　·伦琴射线是原子的内层电子受到激发后产生；·γ射线是原子核受到激发后产生。２．光谱与光谱分析光　　　　谱发射光谱：物体发光直接产生的光谱连续光谱：连续分布，一切波长的光都有，由炽热的固体，液体和高压气体产生。　　　　Ex.电灯丝，炽热的钢水，物质燃烧发出的光。明线光谱：有一些不连续波长的亮线组成的光谱，由稀薄气体或金属的蒸汽发光产生。Ex.光谱管、霓虹灯、

4、在煤气灯火焰中燃钠、钾的盐类物质发出的光。吸收光谱：连续光谱中某些波长的光被物质吸收后出现一些不连续的暗线所组成，由高温物体发出的白光通过温度较低的气体后产生，如太阳光谱，就是太阳内部发出的强光经过温度比较低的太阳大气层时产生的吸收光谱。*由于每种元素都有自己的特征谱线，明线光谱或吸收光谱都含有这些特征谱线，故可根据明线光谱或吸收光谱分析，鉴别物质或确定它的化学组成。（一）光电效应，光子1．光电效应：在光的照射下（可见光或不可见光），物体发射电子的现象，发射出的电子叫光电子。2．光电效应的规律a．极限频率：任何一种金属，都有一个极限频率，入射光的频率必须大于这个极限频率，才能发生光电效应。

5、b．最大初动能：光电子的最大初动能，与入射光的强度无关，只随入射光的频率增大而增大。c．瞬时性：光电效应的产生几乎是瞬时的，一般不超过10-9sd．光电流强度：当入射光的频率大于极限频率时，光电流的强度与入射光的强度成正比3．爱因斯坦的光子说　光是一份一份地不连续传播的，每一份叫做一个光子，光子的能量与它的频率成正比:E=hυ,K光谱朗克常数=6.63×10-34J·S(hυ=Ek+W=Ek+hυ0)υ0：极限频率注意：光的强度是指光束的能量;若单位时间内射到金属表面单位面积上的频率为υ，光子数为n，则光强为nhυ。4．光的波粒二象性*大量的光子运动规律表现出波动性，个别光子运动表现出粒子

6、性;*光的波长越长，波动性越明显，越容易观察到光的干涉和衍射，光频率越高，粒子性越明显，贯穿本领越强;*光速v，频率υ，波长λ的关系v=λυ光子能量E=hυ=hc/λ0=hv/λ*光从真空射入介质中，频率不变，故光的颜色和光子能量不变，但波长和光速发生变化。一、基本实验1．能叙述光电效应的实验过程及相关结论2．会用卡尺（或小孔）观察光的单缝衍射现象原子物理学二、基本实验1．α粒子散射实验的装置及发生的现象（见P83图28-13）2．卢瑟福发现质子的实验装置、过程及结论（见P101图29-7、8、9）3．查德威克发现中子的实验示意图（见P103图29-10）原子和原子核一、基本概念和基本知识

7、（一）原子的核式结构1．α粒子散射现象用放射源产生的α粒子轰击金箔，其实验结果：①大多数α粒子穿过金箔后仍能沿原来的方向步进；②少数α粒子发生较大偏转；③极少数α粒子偏转超过900，有的甚至几乎达到1800，为了解释此现象卢瑟福提出原子的核式结构模型。2．原子的核式结构模型：在原子的中心有一个很小的核叫做原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕核旋转。*原子核所带的正电荷数=核外