光学和近代物理

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1、光学和近代物理初步桝象速用象律面条现光应现规平光的貫线传播光的反射现象控制光路规律棱镜光的折射儿何光学光学全反射光路可逆光的波粒二彖性光的干涉波动说光的偏振光的衍射光的电磁说微粒说光电效应光子说光谱波动光学中子核结构质子原子核天然放射现象核反应核裂变核外电子聚变原子结构几何光学和波动光学光的反射和折射（几何光学）1.反射定律Q=ia；反射角i：入射角2.绝对折射率（光从真空屮到介质）n=C/V=sini/sin丫光的色散，可见光屮红光折射率小。n:折射率C:真空屮的光速V:介质中的光速i：入射角Y：折射角3.透

2、镜成像公式l/U+l/V=l/fU:物距V:像距（虚像取负值）f:焦距（凹透镜取负值）4.像的放大率m=像长/物长=

3、V

4、/UV:像距U:物距5.凸透镜成像规律B203）5.共辘法测凸透镜的焦距匸（L2・d2）/4L成立条件：L>4ff：凸透镜的焦距L:物与屏Z间的距离d:移动凸透镜两次成像位置间的距离6.光从介质中进入真空或空气中时发生全反射的临界角C：sinC=l/n7.凸透镜中物和像的移动速度比较:成倒立缩小像时，物移动速度大于像移动速度:V物>V像。注：（1）平面镜反射成像规律:成等大正立的虚像，像与物

5、沿平面镜对称。（2）三棱镜折射成像规律:成虚像,出射光线向底边偏折，像的位置向顶角偏移。（3）在用共辘法求凸透镜的焦距时成像时，第一次成像的物距就是第二次成像的像距。（4）凹透镜与凸面镜成都是缩小的虚像。（5）光导纤维是光的全反射的实际应用，放大镜是凸透镜，近视眼镜是凹透镜（6）熟记各种光学仪器的成像规律，利用反射（折射）规律、光路的可逆、透镜的三条特殊光线等作出光路图是解题关键。（7）白光通过三棱镜发色散规律：紫光靠近底边出射B198光的本性（光既有粒子性，又有波动性，称为光的波粒二象性）1.两种学说：微粒说

6、（牛顿）波动说（惠更斯）2.双缝干涉:屮间为亮条纹，亮条纹位置:d=nX暗条纹位置:d=（2n+l）X/2n=0,l,2,3,…d:路程差（光程差）九:光的波长"2:光的半波长3.光的颜色由光的频率决电光的频率由光源决定，与介质无关，光的颜色按频率从低到高的排列顺序是：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。（助记：紫光的频率大，波长小。）4.薄膜干涉:增透膜的厚度是绿光在薄膜中波长的1/4,即增透膜厚度d=X/45.电磁波谱（按波长从大到小排列）:无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、丫射线。6.光子说，一个光子的

7、能量E=hvh:普朗克常量v:光的频率7.光电方程mVm2/2=hv-WmVm2/2:光电子初动能hv:光子能量W:金属的逸出功注:⑴要会区分光的干涉和衍射产生原理、条件、图样及应用,如双缝干涉、薄膜干涉、单缝衍射、圆孔衍射、圆屏衍射等（2）理解光的电磁说,光的电磁本质以及红外线、紫外、线伦琴射线发现和特性、产生机理、实际应用。（3）光的直线传播只是一种近似规律。（4）英它相关内容：光的本性学说发展史/泊松亮斑/发射光谱/吸收光谱/光谱分析/原子特征谱线/光电效应的规律B245/光子说/光电管及其应用B248/

8、光的波粒二性/精典考题反思（例1如图19・1所示，折射率为n=Q的液面上有一点光源S,发出一条光线，垂直地射到水图I〉］平放置于液体中且距液面高度为h的平面镜M的0点上，当平面镜绕垂直于纸面的轴0以角速度co逆时针方向匀速转动时，液面上的观察者跟踪观察，发现液面上有一光斑掠过，且光斑到P点后立即消失，求：（1）光斑在这一过程的平均速度。（2）光斑在P点即将消失时的瞬时速度。（例2）.—近轴会聚光束会聚在轴线上的F点，如图19-2所示，现在使该会聚集光束会聚与F相距△的F，处，可让光束通过一块垂直于光轴放置的两面

9、平行的平板玻璃，若此玻璃的折射率为n,则此玻璃板的厚度d为多少?FF'(例3)某金属在一束黃光的照射下正好有电子逸出，则在下述情况下逸出电子的多少和电子的最大初动能有什么变化？(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黃光。(3)用一束强度比黄光小得多的紫光代替黄光。(例4)激光器是一个特殊的光源，它发出的光便是激光，红宝石激光器发射的激光是不连续的一道一道的闪光，每道闪光称为一个光脉冲，现有一红宝石激光器，发射功率为1.0X10"“，所发射的每个光脉冲持续的时间△/为1.0xl0~U5,波

10、长为793.4nm,问每列光脉冲的长度1是多少？其中含有的光子数n是多少？原子和原子核原子和原子核1.0粒子散射试验结果：(a)大多数的a粒子不发生偏转。(b)少数a粒子发生了较大角度的偏转。(C)极少数a粒子岀现大角度的偏转(甚至反弹回来)。2.原子核的大小10-15--10-14m,原子的半径约10・10m(原子的核式结构)3.玻尔的原子模型：(a)能量状态量子化:En=El/n2