高三总复习光的本性复习纲要与指导

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1、光的本性复习纲要与指导知识结构厂光的干涉一］1八乂厂波动性一波动说电磁说一I光的本性一I—光的衍射一I波粒二象性」粒了性一光电效应——光子说」光的干涉和衍射的区别与联系(1)干涉和衍射都是波所特有的现彖，它们都表明光具有波动性，但它们是两种不同的现彖.光的十涉是光波叠加后，rti于各点上相十波的振动步调冇差别，致使光强在冇的地方加强，在有的地方减弱，形成光强有规律分布的现象.光的衍射则是指光波绕过障碍物进入直线传播的阴影区的现象.所以不能认为光的干涉和衍射是一回事或差不多.(2)光的T涉现象和衍射现象是经常同吋出现的.例如，发纶衍射

2、时总是伴随着产住干涉现彖.在单缝衍射实验中，由于衍射，单缝上的各点成为新的点光源(子光源)，发出了波，这些了波相互干涉的结果，就形成了衍射条纹.双缝干涉中也包含了光的衍射.如果光通过两条缝后不发生衍射，那么两束光分别射到光屏上根本不会相遇，还有什么干涉可言呢？实际上，双缝干涉条纹也可看成两个单缝衍射条纹叠加的结果.但是，相干光束也可以不依赖衍射获得，如用互成小角度的两个平而镜对-•束光反射°,可以形成两束相干光而产牛:干涉现彖，这两个相干光束在叠加前按几何光学的方法来处理.(3)干涉图样和衍射图样，虽然木质上都是光波叠加的结果，但两

3、者是冇明显区别的.双缝干涉条纹屮，屮央亮度和两边亮纹的宽度是相同的，亮度也相差不多；单缝衍射条纹小，中央亮纹与两边的亮纹相比，既宽乂亮.(4)人们通常把山有限个分立的相T•光源(如杨氏双缝)的光叠加所产牛的图样称为干涉图样；把由连续分布的相干光源(如单缝衍射中的光缝)的光(町看作无数多个子波)叠加所产生的图样，称为衍射图样.%1.光波和机械波的比较(1)相同点：都是波，都具有周期性，都是传播能量的过程；波的频率都是由波源决定，与介质无关；波速、波长与频率三者祁满足关系式D=Xf.(1)不同点：%1机械波是介质质点振动的传播，它离不开

4、介质，不能在真空中传播；光波是电磁波,由于电磁场木身是一种物质，光波可在真空中传播.%1机械波的传播速度与介质冇关，而与频率无关；光波的传播速度不仅与介质冇关,还与频率有关，不同频率的光在同一介质屮传播时，频率小的光传播速度人.%1机械波从空气进入其他介质（如水）中，传播速度增大；光从空气进入其他介质（如水）中，传播速度减小.%1.关于光电效应的几个问题（1）正确理解光强概念，是解释光电效丿应规律的关键.所谓光的强度是指单位时间内照射在单位而积上的光能.按照波动理论，光的强度是由光波的振幅决定的，跟频率无关，因此，无论光的频率如何，

5、只要光强足够大或照射吋间足够长，都能使电子获得足够的能量产生光电效应.由此町见，波动说无法解释为什么频率低于极限频率的光不论强度多大都不能产生光电效应;也无法解释为什么光电了的最大初动能只与光的频率有关而与光的强度无关.根据光子说，光强等于单位时间内入射到金属表面单位面积上的光子数与每个光子的能量的乘积，即刃•加.对某一种色光来说，其频率是一•定的，每个光子的能量加也是一定的，光强则由单位时间内入射到单位而积上的光了数目决定.根据光了说的光强概念，不难解释为什么光电了的最大初动能与光的强度无关.因为一定频率的光入射到金属表面时，入射

6、光的强度再人，只是入射的光子数目很多，而每个光子的能最不会增人，因此电子吸收一个光子的能量逸出的最大初动能也不会增加.所以，在光电效应中，照射光的强度决定了单位时间内照射到金属表而的光子数目，从而决定了单位时间内逸出的光电子数冃，也就决定了光电流的强度；照射光的频率，则决定了每个光了的能量，从而决定了光电了逸出后的最大初动能大小.（2）金属屮的电子能否吸收两个或多个光子的能最成为光电子？如果电子能够将若干个光子的能量陆续吸收并积累起來，或者一个电子能同时吸收两个甚至更多光子，那么即使入射光的频率很低，不也可以产生光电子吗？实际上，当

7、金属中的一个电子吸收了一个光子后，如杲获得的能量述不足以逸出金属表而，那么它的能量将很快向外界传递而回到原來的能量状态，这个过程不会超过10一％.在这么短的时间内，即使入射光很强，投射到金属上的光子数仍比金属表面的电子数少得多，电子再吸收一个光子的可能性是极小的.因此，一个电子连续吸收或同时吸收两个或多个光子的可能性是微乎其微的.%1.对光的本性的认识史给我们的启示（1）光学是物理学中一门古老的学科，然而人类对光的木性的认识却经历了漫长而又曲折的过程.对光的木性的认识发展的线索如下：微粒说历史悠久——波动说奋力对抗——电磁说深入本质

8、————光子说异军突起——二象性一统认识（2）回顾对光的本性的认识史，我们可以得到如下几点启示：%1科学研究的棊木方法是：实验（事实）——理论假设（假说）——再实验（提供新的事实）——修正理论（英至建立新的假说）•人们的认识就是不断地