第十六章光的本性

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1、第十六章光的波动性和微粒性高考要求：内容要求说明光本性学说的发展简史光的干涉现象，双缝干涉，薄膜干涉，双缝干涉的条纹间距与波长的关系；光的衍射光的偏振现象光谱和光谱分析.红外线、紫外线、X射线、γ射线以及它们的应用.光的电磁本性.电磁波谱光电效应.光子.爱因斯坦光电效应方程光的波粒二象性.物质波激光的特性及应用ⅠⅠⅠⅠⅠⅡⅠⅠ本章特点：本章知识在高考中为必考内容，《考试大纲》对本章中各知识点的要求较低，只要求理解、识记，所以高考中涉及的考题难度一般不大，考题数量在二题左右，大多考题以选择题和填空题的形式出现，

2、考察对基本概念的理解，其中考的较多的是光的干涉现象发生的条件、干涉条纹间距的影响因素、光的偏振现象、光电效应等，且常常与几何光学结合出题。随着命题向能力立意方的转化，会有较多的与现代科学技术有着密切联系的近代物理为背景信息提出现。要解决以上问题，应该深刻理解双缝干涉和簿膜干涉的相干光波的来源及干涉条纹的形状，熟练掌握光电效应的四条实验规律，了解光电管在自动控制电路中的应用；第一单元光的干涉和衍射光的电磁说知识要点1.光的干涉两列波长相同的单色光在相互覆盖的区域发生叠加，在某些区域总加强，在另外一些区域总减弱，

3、从而出现明暗相间的条纹，如果是白光，则会出现彩色条纹，这种现象称为光的干涉。当这两列光波到达某点的路程差为波长的整数倍时，该处的光互相加强，出现明条纹；当到达某点的路程差为半波长奇数倍时，该点光互相削弱，出现暗条纹；条纹间距与该单色光波长成正比。明纹之间或暗纹之间的距离总是相等的，根据公式，在狭缝间距离和狭缝与屏距离都不变的条件下，条纹的间距跟波长成正比。在波长不变的条件下，当狭缝与屏的距离增大或狭缝间的距离减小时，条纹的间距增大。用白光做双缝干涉实验时，屏的中央是白色亮纹，离中央白色亮纹最近的是紫色亮纹。相

4、干光源的条件是：两光源频率相同。获得相干光的办法：由于不同的光源甚至是同一光源的不同部分发出的光不满足相干条件，所以要用分光的方法，把一个点光源（或线光源）发出的光分为两列光，从而获得相干光。(1)双缝干涉：由同一光源发出的光经两小孔（双缝）后形成两列光波叠加产生(2)薄膜干涉:由薄膜前、后表面反射的两列光波叠加而成,劈形薄膜干涉可产生平行相间条纹,应用于“用干涉法检查平面”.2.光的衍射光的衍射：光离开直线路径而绕到障碍物阴影里的现象。(了解著名的泊松亮斑)产生明显衍射现象的条件：障碍物或孔的尺寸可以跟光的

5、波长相比或比光的波长小。（注意：衍射没有发生与不发生之分，只有明显与不明显之分。）单色光的衍射条纹也是明暗相间的分布的，但衍射条文中间亮纹最宽，两侧条文逐渐变窄变暗：干涉条纹则是等间距，明暗亮度相同的。白光的衍射条纹和干涉条纹都是彩色的。3.光的电磁说与电磁波谱:光的干涉与衍射充分地表明光是一种波，光的偏振现象又进一步表明光是横波。麦克斯韦对电磁理论的研究预言了电磁波的存在，并得到电磁波传播速度的理论值3.11×108m/s，这和当时测出的光速3.15×108m/s非常接近，在此基础上麦克斯韦提出了光在本质上

6、是一种电磁波，这就是所谓的光的电磁说。赫兹用实验证实了电磁波的存在，并测出其波长与频率，进而得到电磁波的传播速度，用实验证实了光的电磁说。光作为电磁波的一种，与其他的电磁波共同构成电磁波谱。对于电磁波谱，应了解非排布情况、产生机理及实际用途。按频率从小到大的顺序组成的电磁波谱，其产生机理与主要作用如下表：电磁波种类无线电波红外线可见光紫外线伦琴射线γ射线频率(Hz)104～3×10121012～3.9×10143.9×1014～7.5×10147.5×1014～5×10163×1016～3×10203×101

7、9以上真空中波长(m)3×1014～10—43×104～7.7×10—77.7×10—7～4×10—74×10—7～6×10—910—8～10—1210—11以下观察方法无线电技术利用热效应激发荧光利用贯穿本领照相底片感光（化学效应）核技术产生方式LC电路中自由电子的的振荡原子的外层电子受到激发原子的内层电子受到激发原子核受到激发用途通讯，广播，导航加热烘干、遥测遥感，医疗，导向等照明，照相，加热日光灯，黑光灯手术室杀菌消毒，治疗皮肤病等检查探测，透视，治疗等探测，治疗等4.光的偏振:1、只有横波才发生偏振现

8、象，光的偏振现象表明光是一种横波。2、偏振光：在光的传播的垂直方向的平面内，只有沿着某一个特定方向震动的光。如自然光敬意偏振片作用后的光。3、偏振原因：光是横波，是电磁波，场强E和磁感强度B的振动方向均与波的传播方向垂直。所以光有偏振现象。4、应用：利用偏振滤光片摄影、观看立体电影。典型例题【例1】用单色光做双缝干涉实验，下列说法正确的是[]A．相邻干涉条纹之间的间距相等B．中央明条纹宽度是两边明条