高中物理知识点总结：光的波粒二象性

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1、-一.教学内容：光的波粒二象性［学习过程］一.能说明光具有波动性的实验光的干涉及衍射实验1.光的干涉及衍射产生条件典型实验图样特点干涉相干光源（f相同）双缝干涉等宽明暗相间的条纹衍射障碍物或小孔的尺寸单缝、圆孔、越窄，衍射明显不等宽跟光波波长差不多圆盘中央亮而宽，边缘暗而窄a.干涉条纹间距△x：两个相邻的亮（暗）条纹间距b.明暗条纹分布规律：光程差δ＝r2－r1中央第一级第二级亮纹δ＝nλ振动加强n＝0n＝1n＝2----增透膜：λ：绿光在增透膜中的波长注：①对光的衍射条纹，缝越窄，衍射现象明显，衍射条纹间距越大。缝宽一定时，波长越长的光，衍射现象明显。②白光的衍射条纹：中央白条纹，

2、两边彩色条纹，红光在外侧。白光的干涉条纹：中央白条纹，两边彩色条纹，红光在外侧。4.光的偏振（1）偏振光的产生方式：①自然光通过起偏器：通过两个轴的偏振片观察自然光，第一个偏振片的作用是把自然光变偏振光，叫起偏器。第二个偏振片的作用是检验光是否为偏振光，叫检偏器。其次，偏振片并非刻有狭缝，而是具有一种特性，即存在一个偏振化方向，只让平行于该方向振动的光通过，其他振动方向的光被吸收了。②自然光射到两种介质的交界面上，如果光入射的方向合适，使反射光和折射光之间的夹角恰好是90°时，反射光和折射光都是偏振光，且偏振方向相互垂直。（2）偏振光的理论意义和应用：①理论意义：光的干涉和衍射现象充

3、分说明了光是波，但不能确定光波是横波还是纵波。光的偏振现象说明光波是横波。②应用：照相机镜头、立体电影、消除车灯眩光等等。----二.光的粒子性（光电效应B类要求）----1.光电效应（1）在光的照射下从物体表面发射电子的现象叫光电效应。发射出的电子叫光电子。（2）演示实验2.光电效应的规律（1）瞬时性10-9S，从光照到发射电子几乎是同时的（2）任何金属存在一个极限频率，只有v入射>v极限发生（3）逸出光电子的最大初动能与入射光强度无关，只随ν入射增大而增大（4）在入射光强度不变时，入射光强增加，光电流增大，饱和光电流与入射光强度成正比。I饱和光电流与λ入射光强度成正比不加电压，少

4、量光电子到阳极，光电流小。加电压，较多光电子到阳极，光电流大。电压大到一定程度，光电流就不再增大，达到饱和光电流。入射光强度：单位时间单位面积入射光的能量。E＝nhv，v不变，增大光强，光子数变大。----3.爱因斯坦光子说：光是由一个个光子构成，每个光子能量：E＝hv，h：普朗克常量。v0不同v不变时，增大I入射，光子数增多，光电子数越多，光电流大4.光的波粒二象性解析：知P点与S1和S2的距离之差，由出现明暗条纹的条件可判断是亮条纹或暗条纹。----由此可知，B光在空气中波长----由光程差δ和波长λ的关系：可见，用B光做光源，P点为亮条纹。例2.劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如

5、图2甲所示，将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夹入两张纸片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜。当光垂直入射后，从上往下看到的干涉条纹如图乙所示。干涉条纹有如下特点：（1）任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等；（2）任意相邻明条纹和暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定。现若在图甲装置中抽去一张纸片，则当光垂直入射到新的劈形空气薄膜后，从上往下观察到的干涉条纹（）A.变疏B.变密C.不变D.消失（2003年上海高考试题）解析：因为相邻两个明纹位置的空气膜高度差和夹角的关系为：△h＝l为相邻明纹的距离）∴变疏，选A答案：A规律总结：抓住本题所给的条件是任意相邻明纹对应

6、的薄膜高度差不变。弄清条纹间距的决定因素。例3.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？（1）增大光强而不改变光的频率；----（2）用一束强度更大的红光代替黄光；（3）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。（1）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，但光电子数目增大。（2）用一束强度更大的红光代替黄光，红光光子的频率小于该

7、金属的极限频率，所以无光电子逸出。（3）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4.如图3所示，阴极K用极限波长λ0＝0.66μm的金属铯制成，用波长λ＝0.50μm的绿光照射阴极K，调整两个极板电压，当A板电压比阴极高出2.5V时，光电流达到饱和，电流表示数为0.64μA，求：（1）每秒