2017届高三物理复习专题九机械振动和机械波、热学、光学和原子物理第2课时光学和原子物理讲义

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1、第2课时　光学和原子物理1．折射率与全反射(1)折射率：光从真空射入某种介质，入射角的正弦与折射角的正弦之比叫做介质的折射率，公式为n＝.实验和研究证明，某种介质的折射率等于光在真空中的传播速度c跟光在这种介质中的传播速度v之比，即n＝.(2)临界角：折射角等于90°时的入射角，称为临界角．当光从折射率为n的某种介质射向真空(空气)时发生全反射的临界角为C，则sinC＝.(3)全反射的条件：①光从光密介质射向光疏介质；②入射角大于或等于临界角．2．光的干涉和衍射(1)光的干涉现象和衍射现象证明了光的波动性，光的偏振现象说明光波为横波．相邻两明条纹(或暗条纹)间的距离与波长成正比

2、，即Δx＝λ，利用双缝干涉实验可测量光的波长．(2)干涉和衍射的产生条件①双缝干涉产生亮、暗条纹的条件：屏上某点到双缝的路程差等于波长的整数倍时，该点干涉加强，出现亮条纹；当路程差等于半波长的奇数倍时，该点干涉减弱，出现暗条纹．②发生明显衍射的条件：障碍物或小孔的尺寸跟光的波长相差不多或比光的波长小．3．能级和能级跃迁(1)轨道量子化核外电子只能在一些分立的轨道上运动rn＝n2r1(n＝1,2,3，…)(2)能量量子化原子只能处于一系列不连续的能量状态En＝(n＝1,2,3，…)(3)吸收或辐射能量量子化原子在两个能级之间跃迁时只能吸收或发射一定频率的光子，该光子的能量由前后两

3、个能级的能量差决定，即hν＝Em－En.4．原子核的衰变衰变类型α衰变β衰变衰变方程X→Y＋HeX→Y＋e衰变实质2个质子和2个中子结合成一整体射出1个中子转化为1个质子和1个电子2H＋2n→Hen→H＋e衰变规律质量数守恒、电荷数守恒5.α射线、β射线、γ射线之间的区别名称α射线β射线γ射线实质氦核流电子流光子速度约为光速的约为光速的99%光速电离作用很强较弱很弱贯穿能力很弱较强最强6.核反应、核能、裂变、轻核的聚变(1)在物理学中，原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程，称为核反应．核反应方程遵循质量数守恒和电荷数守恒的规律．(2)质能方程：一定的能量和一定的质量相联系

4、，物体的总能量和它的质量成正比，即E＝mc2或ΔE＝Δmc2.(3)核物理中，把重核分裂成质量较小的核，释放出核能的反应，称为裂变；把轻核结合成质量较大的核，释放出核能的反应，称为聚变．(4)核能的计算：①ΔE＝Δmc2，其中Δm为核反应方程中的质量亏损；②ΔE＝Δm×931.5MeV，其中质量亏损Δm以原子质量单位u为单位．(5)原子核的人工转变卢瑟福发现质子的核反应方程为：N＋He→O＋H查德威克发现中子的核反应方程为：Be＋He→6C＋n约里奥·居里夫妇发现放射性同位素和正电子的核反应方程为：Al＋He→P＋n，P→Si＋e7．光电效应及其方程(1)光电效应的规律：入射光

5、的频率大于金属的极限频率才能产生光电效应；光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大，与入射光的强度无关；光电流的强度与入射光的强度成正比；光电子的发射几乎是瞬时的，一般不大于10－9s.(2)光电效应方程：Ek＝hν－W.1．光线通过平板玻璃砖后，不改变光线行进方向及光束性质，但会使光线发生侧移，侧移量的大小跟入射角、折射率和玻璃砖的厚度有关．2．对于几何光学方面的问题，应用光路图或有关几何图形进行分析，并与公式配合将一个物理问题转化为一个几何问题，能够做到直观、形象、易于发现隐含条件．3．在配平核反应方程时，一般要求先满足质量数守恒，后满足电荷数守恒.题型1　光的折射和全反

6、射例1　如图1所示，有一束平行于等边三棱镜截面ABC的单色光从空气射向E点，并偏折到F点．已知入射方向与边AB的夹角为θ＝30°，E、F分别为边AB、BC的中点，则(　　)图1A．该棱镜的折射率为B．光在F点发生全反射C．光从空气进入棱镜，波长变小D．从F点出射的光束与入射到E点的光束平行解析　如图分析可知，入射角i＝60°，折射角r＝30°，所以折射率n＝＝＝，A正确；在F点，光的入射角r′＝30°，所以，折射角i′＝i＝60°，所以B、D错误．由n＝知v＝，又v＝λf，得λ＝，故光从空气进入棱镜，波长变小，C正确．答案　AC以题说法　光的几何计算问题往往是光路现象与光的反射

7、、折射、全反射(临界点)及几何图形关系的综合问题．解决此类问题应注意以下几方面：(1)依据题目条件，正确分析可能的全反射及临界角．(2)通过分析、计算确定光传播过程中可能的折射光线、反射光线，把握光的“多过程”现象．(3)准确作出光路图．(4)充分考虑三角形、圆的特点，运用几何图形中的角关系、三角函数、相似形、全等形等，仔细分析光传播过程中产生的几何关系．　如图2所示为一顶角是120°的等腰三角形玻璃ABC.现从AB中点E平行BC入射一束红光，全部从AC中点F平行BC出射，则可知(　　)图2