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2017年中考物理辅导:光的本性

2017-01-19 16:09摘录:网络关注度:
导读:(一)光的本性的学说 学说 基本内容 实验事实 提出的科学家 波动说 光是某种振动以波的形式向外传播 光的独立传播、光的反射、折射、杨氏试验、菲涅尔圆盘衍射 惠更斯 微粒说 光是沿直线传播的高速粒子流 光的直线传播、反射 牛顿 电磁说 光是一种电磁波 光
(一)光的本性的学说
学说基本内容实验事实提出的科学家
波动说光是某种振动以波的形式向外传播光的独立传播、光的反射、折射、杨氏试验、菲涅尔圆盘衍射惠更斯
微粒说光是沿直线传播的高速粒子流光的直线传播、反射牛顿
电磁说光是一种电磁波光速的测定、光与电磁波的相似性,赫兹实验麦克斯韦
光子说光是不连续的一份一份的,光子能量E=hν,光子只能整个的产生、传播、消失热辐射规律、光电效应爱因斯坦
波粒二象性光既具有波动性,又具有粒子性---微观粒子的共性光的干涉、衍射、光电效应 
(二)光的干涉和衍射1、光的干涉:(1)产生条件:两束频率相同的光迭加(2)干涉现象:I.双缝干涉(1801年杨氏实验)实验装置:单缝(单孔)获得频率一定的线(点光源;双缝(双孔)将频率一定的光分成两束条纹特征:单色光:中央亮纹;两侧明暗相间;宽度相等,亮度基本相同;条纹间距(宽度:ΔX=Lλ/d)白光:中央为白色;两侧明暗相间的条纹;每条亮纹靠近中央为紫色,外侧为红色条纹明暗:距离两缝路程差为半波长的奇数倍为暗条纹;偶数倍为亮条纹II.薄膜干涉:相干光的获得:一定频率的光经薄膜前后表面反射,两束频率相同的反射光相迭加条纹特征:单色光:明暗相间白光:彩纹;同一亮条纹薄膜薄处为紫光,厚处为红光应用:检查平面、增透膜(入射光波长的1/4,淡紫色的原因)2、光的衍射(1)产生条件:孔、缝或障碍物的尺寸很小,与可见光波长相比差不多或更小时才有明显的衍射现象(2)干涉现象:I.单缝衍射:条纹特征:单色光:中央条纹宽而亮;两侧明暗相间的条纹;两侧条纹窄而亮度递减快白光:中央条纹为宽亮的白色条纹;两侧为彩纹,每一亮纹内侧为紫色,外侧为红色条纹观察:游标卡尺的构造、原理、读数方法;缝由0.2mm变宽时条纹由稀变密II.小孔衍射:孔由大到小:屏上见到的现象:亮斑→小孔成像→衍射花样;单色光:中央亮点大而亮;四周明暗相间圆条纹窄而亮度递减快;白光:中央为白色亮点,四周彩纹;中央亮点大而亮,四周彩纹窄而暗III.不透明圆盘衍射:影的轮廓模糊不清,出现明暗相间的条文,阴影中心有亮斑-泊松亮斑(三)光的电磁本性
种类产生机理主要作用应用举例
无线电波振荡电路中的自由电子的周期性运动电磁作用广播电视
红外线原子的外层电子受激发产生热作用易穿透云雾红外遥感
可见光视觉作用 
紫外线化学作用生物作用照相杀菌
伦琴射线原子内层电子受激发产生穿透作用X光透视
γ射线原子核受激发产生穿透作用探伤、治疗肿瘤
(四)光电效应:1、意义:在光(包括不可见光)照射下,从物体发射出电子的现象叫光电效应2、实验规律:I.每种金属都有一种极限频率ν0,入射光的ν〉ν0才发出光电子,入射光ν〈ν0不论光照射时间多长,光多强也不能发生光电效应;II.光电子的最大初动能随入射光的ν的增大而增大,与光强无关;III.瞬时发生:入射光照射到金属上到发射电子几乎不需要时间,小于1纳秒;IV.饱和光电流与光强度成正比3、波动说与光电效应的矛盾:波动理论:光的能量由光的强度决定,光的强度又由光的振幅决定,与频率无关;波动理论与光电效应实验的前3条矛盾4、光子说对光电效应的解释:——I.金属中的一个电子吸收一个光子的全部能量;——II.逸出功W是从金属表面上逸出的电子克服原子核的引力做的功,W由金属本身的特性决定,对一种金属为定值;III.从能量关系搞清mvm2/2=hν-W(不要求计算)(五)光谱
种类产生条件特征实例
发射光谱连续光谱(许多原子组成的整体发光)炽热的固体、液体及高压气体发出连续分布的一切波长的光组成白炽灯、蜡烛、弧光灯
明线光谱(单个原子发光)稀薄气体(高压放电)发光;固体液体物质到电弧或煤气灯火焰中烧一些不连续的亮线组成霓虹灯
吸收光谱高温物体发出的白光通过较冷的物质蒸汽在连续光谱的背景下一些不连续的暗线太阳光谱
光谱分析:原理:利用明线、吸收光谱中的特征谱线;用途:鉴别物质、确定成分(六)光的波粒二象性1、光既具有波动性,又具有粒子性,有的波动性显著,有的粒子性显著2、物质波:也称德布罗意波,波长λ=h/p.3、波粒二象性中的波是几率波(物质波),不是机械波,也不是电磁波,不是宏观意义中的波;波粒二象性中的粒子也不是宏观意义中的粒子(质点),光子运动既没有一定的轨道,是无规则的,与质点运动不同,不遵从牛顿定律
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