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时间:2018-11-23
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1、第十六章光的本性考纲要求1.光本性学说的发展简史Ⅰ2.光的干涉现象,双缝干涉,薄膜干涉,双缝干涉的条纹间距与波长的关系Ⅰ3.光的衍射Ⅰ4.光的偏振现象Ⅰ5.光谱和光谱分析,红外线、紫外线、X射线、γ射线以及综合应用,光的电磁本性,电磁波谱Ⅰ6.光电效应,光子,爱因斯坦光电效应方程Ⅱ7.光的波粒二象性,物质波Ⅰ8.激光的特性及应用Ⅰ知识网络:物理光学光的本性学说发展史光的波粒二象性粒子性――光电效应微粒说(牛顿)波动说(惠更斯)电磁说(麦克斯韦)光子说(爱因斯坦)光的波粒二象说光的干涉波动性光的衍射单元切块:本章以光的干涉、衍射现象为基础,学习光的波动性,以光
2、电效应为基础,学习光的粒子性。最后学习光的波粒二象性。-10-教学目标:1.掌握光的干涉现象。知道双缝干涉的条纹间距与波长的关系2.知道光的衍射3.了解光的偏振4.了解光谱和光谱分析,知道红外线、紫外线、X射线、γ射线的产生机理及主要应用5.掌握光电效应,光子,爱因斯坦光电效应方程,并能够应用这些知识解决有关问题教学重点:光的干涉、衍射、光电效应、光子、爱因斯坦光电效应方程教学难点:光电效应、光子、爱因斯坦光电效应方程的应用教学方法:讲练结合教学过程:一、光的波动性1.光的干涉(1)光的干涉的条件:是有两个振动情况总是相同的波源,即相干波源。(相干波源的频率
3、必须相同)。SS/bdacSS1S2形成相干波源的方法有两种:⑴利用激光(因为激光发出的是单色性极好的光)。⑵设法将同一束光分为两束(这样两束光都来源于同一个光源,因此频率必然相等)。下面4个图分别是利用双缝、利用楔形薄膜、利用空气膜、利用平面镜形成相干光源的示意图。(2)干涉区域内产生的亮、暗纹①亮纹:屏上某点到双缝的光程差等于波长的整数倍,即δ=nλ(n=0,1,2,……)②暗纹:屏上某点到双缝的光程差等于半波长的奇数倍,即δ=(n=0,1,2,……)相邻亮纹(暗纹)间的距离。用此公式可以测定单色光的波长。用白光作双缝干涉实验时,由于白光内各种色光的波长
4、不同,干涉条纹间距不同,所以屏的中央是白色亮纹,两边出现彩色条纹。【例1】用绿光做双缝干涉实验,在光屏上呈现出绿、暗相间的条纹,相邻两条绿条纹间的距离为Δx。下列说法中正确的有A.如果增大单缝到双缝间的距离,Δx将增大B.如果增大双缝之间的距离,Δx将增大C.如果增大双缝到光屏之间的距离,Δx将增大D.如果减小双缝的每条缝的宽度,而不改变双缝间的距离,Δx将增大解:公式中l表示双缝到屏的距离,d表示双缝之间的距离。因此Δx与单缝到双缝间的距离无关,于缝本身的宽度也无关。本题选C。-10-3.光的衍射注意关于衍射的表述一定要准确。(区分能否发生衍射和能否发生明
5、显衍射)⑴各种不同形状的障碍物都能使光发生衍射。⑵发生明显衍射的条件是:障碍物(或孔)的尺寸可以跟波长相比,甚至比波长还小。【例2】平行光通过小孔得到的衍射图样和泊松亮斑比较,下列说法中正确的有A.在衍射图样的中心都是亮斑B.泊松亮斑中心亮点周围的暗环较宽C.小孔衍射的衍射图样的中心是暗斑,泊松亮斑图样的中心是亮斑D.小孔衍射的衍射图样中亮、暗条纹间的间距是均匀的,泊松亮斑图样中亮、暗条纹间的间距是不均匀的解:从课本上的图片可以看出:A.B选项是正确的,C.D选项是错误的。4.光的电磁说⑴麦克斯韦根据电磁波与光在真空中的传播速度相同,提出光在本质上是一种电磁
6、波——这就是光的电磁说,赫兹用实验证明了光的电磁说的正确性。⑵电磁波谱。波长从大到小排列顺序为:无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。各种电磁波中,除可见光以外,相邻两个波段间都有重叠。各种电磁波的产生机理分别是:无线电波是振荡电路中自由电子的周期性运动产生的;红外线、可见光、紫外线是原子的外层电子受到激发后产生的;伦琴射线是原子的内层电子受到激发后产生的;γ射线是原子核受到激发后产生的。⑶各种电磁波的产生、特性及应用。电磁波产生机理特性应用无线电波LC电路中的周期性振荡波动性强无线技术红外线原子的最外层电子受激发后产生的热作用显著,衍射性强加热
7、、高空摄影、红外遥感可见光引起视觉产生色彩效应照明、摄影、光合作用紫外线化学、生理作用显著、能产生荧光效应日光灯、医疗上杀菌消毒、治疗皮肤病、软骨病等伦琴射线原子的内层电子受激发后产生的穿透本领很大医疗透视、工业探伤γ射线原子核受激发后产生的穿透本领最强探伤;电离作用;对生物组织的物理、化学作用;医疗上杀菌消毒;⑷实验证明:物体辐射出的电磁波中辐射最强的波长λm和物体温度T之间满足关系λm T=b(b为常数)。可见高温物体辐射出的电磁波频率较高。在宇宙学中,可以根据接收到的恒星发出的光的频率,分析其表面温度。EKAPQ【例3】右图是伦琴射线管的结构示意图。电
8、源E给灯丝K加热,从而发射出热电子,热电子在K、A间
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