光学 原子物理 (7)
光学 原子物理
光学原子物理一、基本概念（一）光的干涉条件：频率相同, 振动方向相同，相位差恒定。
现象：两个相干光源发出的光在相遇的空间相互叠加时，形成明暗相间的条纹。
1．双缝干涉相干光源的获取：采用“分光”的透射法。
当这两列光源到达某点的路程差：Δγ＝kλ(k=0,1,2……)出现亮条纹Δγ＝（2k＋１）λ／2 (k=0,1,2……)暗条纹条纹间距Δx=(L/d) λ（明纹和暗纹间距）·用单色光作光源，产生的干涉条纹是等间距；·用白光作光源，产生彩色干涉条纹，中央为白色条纹；2．薄膜干涉：相干光源的获取，采用“分光”的反射法由薄膜的前后两个表面反射后产生的两列相干光波叠加形成的干涉现象：·入射光为单色光，可形成明暗相间的干涉条纹·入射光是白光，可形成彩色干涉条纹。
3．光的干涉在技术上的应用（1）用干涉法检查平面（等间距的平行线）（2）透镜和棱镜表面的增透膜，增透膜的厚度等于入射光在薄膜中波长的1/4 （二）光的衍射光离开直线路径绕到障碍物阴影里的现象为称光的衍射现象。
*产生明显衍射条件：障碍物或孔的尺寸小于光波波长或和光波波长差不多。
*现象：（１）泊松亮斑（２）单缝衍射·单色光通过单缝时，形成中间宽且亮的条纹，两侧是明暗相间的条纹，且条纹宽度比中间窄；·白光通过单缝时，形成中间宽的白色条纹，两侧是窄且暗的彩色条纹。
（三）光的电磁说１．电磁波谱a．将无线电波，红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、γ射线按频率由小到大（或波长从长到短）的顺序排列起来，组成电磁波谱；b．·无线电波是LC振荡电路中自由电子周期性运动产生·红外线、可见光、紫外线是原子的外层电子受激发后产生；·伦琴射线是原子的内层电子受到激发后产生；·γ射线是原子核受到激发后产生。
２．光谱与光谱分析光谱*由于每种元素都有自己的特征谱线，明线光谱或吸收光谱都含有这些特征谱线，故可根据明线光谱或吸收光谱分析，鉴别物质或确定它的化学组成。
高中物理光学原子物理知识要点精编WORD版
高中物理光学原子物理知识要点精编W O R D版IBM system office room 【A0816H-A0912AAAHH-GX8Q8-GNTHHJ8】光学一、光的折射2．光在介质中的光速：n=n/n1．折射定律：n=nnn大角nnn小角3．光射向界面时，并不是全部光都发生折射，一定会有一部分光发生反射。
4．真空/空气的n等于1，其它介质的n都大于1。
5．真空/空气中光速恒定，为n=3×108m/s，不受光的颜色、参考系影响。
光从真空/空气中进入介质中时速度一定变小。
6．光线比较时，偏折程度大（折射前后的两条光线方向偏差大）的光折射率n大。
二、光的全反射1．全反射条件：光由光密（n大的）介质射向光疏（n小的）介质；入射角大于或等于临界角C，其求法为nnn n=n。
n2．全反射产生原因：由光密（n大的）介质，以临界角C射向空气时，根据折射定律，空气中的sin角将等于1，即折射角为90°；若再增大入射角，“sin空气角”将大于1，即产生全反射。
3．全反射反映的是折射性质，折射倾向越强越容易全反射。
即n越大，临界角C越小，越容易发生全反射。
4．全反射有关的现象与应用：水、玻璃中明亮的气泡；水中光源照亮水面某一范围；光导纤维（n大的内芯，n小的外套，光在内外层界面上全反射）三、光的本质与色散1．光的本质是电磁波，其真空中的波长、频率、光速满足n=nn（频率也可能用n表示），来源于机械波中的公式n=n/n。
2．光从一种介质进入另一种介质时，其频率不变，光速与波长同时变大或变小。
3．将混色光分为单色光的现象成为光的色散。
不同颜色的光，其本质是频率不同，或真空中的波长不同。
同时，不同颜色的光，其在同一介质中的折射率也不同。
4．色散的现象有：棱镜色散、彩虹。
5．红光和紫光的不同属性汇总如下：四、光的干涉1．只有频率相同的两个光源才能发生干涉。
2．光的干涉原理（同波的干涉原理）：真空中某点到两相干光源的距离差即光程差Δs。
光学、原子物理
第四节光学、原子物理一、知识结构 (一)光学1.懂得光的直线传播的性质，并能据此解释有关的自然现象。
2.掌握平面镜成像的特点，并利用它解决实际问题。
3.掌握光的折射规律及其应用；了解全反射的条件及临界角的计算，理解棱镜的作用原理。
4.明确透镜的成像原理和成像规律，能熟练应用三条特殊光线的作用和物像的对应关系作图，正确理解放大率的概念和光路可逆的问题。
注意光斑和像的区别和联系。
5.了解光的干涉现象和光的衍射现象及加强、减弱的条件。
6.掌握光的电磁学说的内容；明确不同电磁波产生的机理和各种射线的特点和作用。
理解光谱的概念和光谱分析的原理。
7.掌握光电效应规律，理解光电效应四个实验的结论，了解光的波粒二象性的含义。
(二)原子物理1.掌握卢瑟福核式结构模型及其意义。
2.了解玻尔的三个量子化假设。
3.掌握α、β、γ射线的本质和本领。
4.了解放射性元素的半衰期及其应用。
二、例题解析例1下列成像中，能满足物像位置互换(即在成像处换上物体，则在原物体处一定成像)的是()A.平面镜成像B.置于空气中的玻璃凹透镜成像C.置于空气中的玻璃凸透镜成实像D.置于空气中的玻璃凸透镜成虚像 【解析】由光路可逆原理，本题的正确选项是C例2在“测定玻璃的折射率”实验中，已画好玻璃砖界面两直线aa ′与bb ′后，不小心误将玻璃砖向上稍平移了一点，如下图左所示，若其他操作正确，则测得的折射率将()A.变大B.变小C.不变D.变大、变小均有可能【解析】要解决本题，一是需要对测折射率的原理有透彻的理解，二是要善于画光路图。
设P 1、P 2、P 3、P 4是正确操作所得到的四枚大头针的位置，画出光路图后可知，即使玻璃砖向上平移一些，如上图右所示，实际的入射角没有改变。
实际的折射光线是O 1O ′1，而现在误把O 2O ′2作为折射光线，由于O 1O ′1平行于O 2O ′2，所以折射角没有改变，因此折射率不变。
例3如下图所示，折射率为n ＝2的液面上有一点光源S ，发出一条光线，垂直地射到水平放置于液体中且距液面高度为h 的平面镜M 的O 点上，当平面镜绕垂直于纸面的轴O 以角速度ω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。
原子物理知识点总结
第17章 光电效应 波粒二象性一．能量子（1）定义：普朗克认为，带电微粒辐射或者吸收能量时，只能辐射或吸收某个最小能量值的整数倍．即能量的辐射或者吸收只能是一份一份的．这个不可再分的最小能量值ε叫做能量子．（2）能量子的大小：ε＝h ν，其中ν是电磁波的频率，h 称为普朗克常量．h ＝6.63×10－34 J ·s. 二、光电效应 1．光电效应现象光电效应：在光的照射下金属中的电子从金属表面逸出的现象，叫做光电效应，发射出来的电子叫做光电子． 2．光电效应实验规律(1)每种金属都有一个极限频率．(2)光子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光的频率增大而增大． (3)光照射到金属表面时，光电子的发射几乎是瞬时的． (4)光电流的强度与入射光的强度成正比． 3．爱因斯坦光电效应方程(1)光子说：空间传播的光的能量是不连续的，是一份一份的，每一份叫做一个光子．光子的能量为ε＝h ν，其中h 是普朗克常量，其值为6.63×10－34 J ·s. (2)光电效应方程：E k ＝h ν－W 0.其中h ν为入射光的能量，E k 为光电子的最大初动能，W 0是金属的逸出功． 4．遏止电压与截止频率(1)遏止电压：使光电流减小到零的反向电压U c .(2)截止频率：能使某种金属发生光电效应的最小频率叫做该种金属的截止频率(又叫极限频率)．不同的金属对应着不同的极限频率．(3)逸出功：电子从金属中逸出所需做功的最小值，叫做该金属的逸出功．5．由E k －ν图象(如图)可以得到的信息 (1)极限频率：图线与ν轴交点的横坐标νc .(2)逸出功：图线与E k 轴交点的纵坐标的绝对值E ＝W 0. (3)普朗克常量：图线的斜率k ＝h . 6．用光电管研究光电效应(两条线索 ①通过频率分析：光子频率高→光子能量大→产生光电子的最大初动能大． ②通过光的强度分析：入射光强度大→光子数目多→产生的光电子多→光电流大． 三、光的波粒二象性与物质波 1．光的波粒二象性(1)光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有波动性． (2)光电效应和康普顿效应说明光具有粒子性．(3)光既具有波动性，又具有粒子性，称为光的波粒二象性．2.光的散射：光在介质中与物质微粒相互作用，因而传播方向发生改变的现象。
第精选讲光学原子物理学
第十一讲 光学 原子物理学一、光的直线传播1、光在同一均匀介质中是沿直线传播的。
光在真空中传播速度为：C=3×108m/s 日食，月食，影子，小孔成像说明光的直线传播二、光的反射1、光的反射定律光射到两种介质的界面上时，反射光线、入射光线和法线在同一平面内；反射光线、入射光线分居在法线的两侧；反射角等于入射角。
2、在光的反射中，光路是可逆的。
三、光的折射1、光从一种介质进入另一种介质时，光的传播方向发生改变的现象，叫光的折射2、光的折射定律⑴内容：折射光线和入射光线在同一平面内，折射光线和入射光线分别位于法线的两侧，入射角正弦和折射角正弦的比值为一定值．⑵公式：光从真空进入介质中 r i nsin sin = 3、折射率 vc n = 4、在光的折射现象中，光路是可逆的四、全反射光从光密介质进入光疏介质时，光全部反射回原来介质中的现象，叫光的全反射1、产生全反射的条件：⑴光由光密介质进入光疏介质 ⑵入射角大于临界角2、临界角：光从光密介质中射到光疏介质中，折射角为90°时的入射角叫临界角。
3、应用（1）水中或玻璃中的气泡看起来特别明亮（2）光导纤维（3）全反射棱镜五、棱镜1、棱镜对光线的作用光线经棱镜二次反射后向底边偏折，折射率ｎ越大，偏折角θ越大 3、棱镜对光路的控制－全反射棱镜4、光的色散白光经过三棱镜后分成七色光：从上到下依次是：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。
说明紫光在同一种介质中的折射率最大，速度最小。
生活中的现像：雨后的彩虹光本性一、光的干涉1、条件：两列频率相同的光波叠加。
2、双缝干涉——托马斯.杨（1）实验装置图（2）实验现象：①同种单色光：屏上出现明暗相间条纹，条纹间距相等，中央为亮纹②不同种单色光：相邻亮纹（或相邻暗纹）间距相等，红光的大，紫光的小。
③白光：屏上出现明暗相间的彩色条纹，中央为白色亮纹。
注：实验中其他条件不变时，条纹的间距与波长成正比。
3、薄膜干涉及光的干涉的应用（1）薄膜干涉：光照到薄膜，出现明暗相间的条纹用白光照射时，不同厚度处会出现不同色光的亮纹，形成彩色的干涉条纹。
高中物理光学原子物理知识要点
机械波传播需要介质,但电磁波传播不需要介质,而且在真空中的速度总等于光速,进入 介质传播速度会降低。
机械波有纵波有横波,但电磁波都就是横波。
机械波不就是概率波,但电磁波就是概率波。
波粒二象性
一、能量量子化
1.普朗克假设微观粒子的能量不就是连续变化的,用“能量子”概念完美解释了黑体辐射实 验(之前的科学家们用能量连续变化的观点都解释不通),标志着量子力学的诞生。
1.振动方向与传播方向平行的波称为纵波,如声波。 振动方向与传播方向垂直的波称为横波,如光波(电磁波)、绳子上的波。
2.偏振原理不便叙述,详见教材。现象为当旋转两个偏振片中的一个时,透过的光强度会随之 变化,甚至会消失(即当两偏振片相应方向垂直时)。 3.光的偏振说明光就是一种横波。偏振可应用于镜头、车灯、立体电影等。 七、激光
全反射
容易
大
容易
波长越大越 有可能发生 明显衍射
四、光的干涉
1.只有频率相同的两个光源才能发生干涉。
2.光的干涉原理(同波的干涉原理): 真空中某点到两相干光源的距离差即光程差 Δs。
当
时,即光程差等于半波长的奇数倍时,由于两光源对此点
的作用总就是步调相反,叠加后使此点振动减弱;
当
时,即光程差等于波长的整数倍,半波长的偶数倍时,由于两光源对
1.激光的特点就是一致性高、平行度好、强度高(并非单个光子能量大)
电磁波
一、电磁波的发现
1.麦克斯韦建立了经典电磁场理论,预言了电磁波的存在;赫兹通过实验证实了电磁波的存 在。
2.电磁场理论要点(一个字都不能错):变化的磁场产生电场;变化的电场产生磁场。将“电场” 改为“电流”,或将“产生电场”改为“产生变化的电场”、“产生磁场”改为“产生变化的 磁场”都就是错误的。
原子物理学(杨福家)总结
原子物理学四、五、六、七、八章总结第四章1、定性解释电子自旋定性解释电子自旋和和轨道运动相互作用的物理机制。
原子内价电子的自旋磁矩与电子轨道运动所产生的磁场间的相互作用，是磁相互作用。
电子自旋对轨道磁场有两个取向，导致了能级的双重分裂，这就是碱金属原子能级双重结构的由来这种作用能通常比电子与电子之间的静电库仑能小（在LS 耦合的情况下），因此是产生原子能级精细结构即多重分裂（包括双重分裂）的原因。
2、原子态55D 4的自旋和轨道角的自旋和轨道角动量动量动量量子数是多少？总角量子数是多少？总角量子数是多少？总角动量动量动量在空间有几在空间有几个取向，如何实验证实？自旋量子数：s=2轨道量子数：l=2角动量量子数：J=4总角动量在空间有9个取向。
由于J J J m J −−=,,1,⋯，共12+J 个数值，相应地就有12+J 个分立的2z 数值，即在感光片上就有12+J 个黑条，它代表了12+J 个空间取向。
所以，从感光黑条的数目，就可以求出总角动量在空间有几个取向。
3、写出碱金属原子的能级公式，说明各写出碱金属原子的能级公式，说明各量量含义含义。
22jl njl n Rhc Z E ∆−−=其中，Z：原子序数，R：里德堡常数，h：普朗克常量，c：光速，n：主量子数，jl ∆：量子数亏损。
4、朗德间隔定则德间隔定则：：在三重态中，一对相邻的能级之间的间隔与两个J 值中较大的那个成正比。
5、同科电子：n 和l 二量子数相同的电子。
6、Stark 效应效应：：原子能级在外加电场中的移位和分裂。
7、塞曼效应效应：：一条谱线在外磁场作用下一分为三，彼此间间隔相等，且间隔值为B B µ。
反常塞曼效应：光谱线在磁场中分裂的数目可以不是三个，间隔也不尽相同。
8、帕邢帕邢--巴克效应：在磁场非常强的情况下，反常塞曼效应会重新表现为正常塞曼效应，即谱线的多重分裂会重新表现为三重分裂，这是帕邢和巴克分别于1912和1913年发现的,故名帕邢-巴克效应。
光学和原子物理知识点总结
光学和原子物理知识点总结一、光学知识点总结：1.光的性质：光是一种电磁波，有波动和粒子性质，具有传播速度、波长、频率等特点。
2.光的传播：光在介质中传播具有折射和反射现象，符合斯涅尔定律和菲涅尔定律。
3.光的干涉和衍射：光的干涉是指光波互相叠加形成明暗条纹，根据干涉的方式可以分为干涉仪、杨氏双缝干涉等；光的衍射是光波通过小孔或障碍物后出现偏折现象。
4.波粒二象性：光既可以表现出波动性，又可以表现出粒子性。
光子是光的微观粒子，它具有能量量子化性质，与频率和波长有关。
5.光的偏振：光的偏振是指光波振动方向相同的现象，可利用偏光片实现光的偏振和解偏。
6.光的发射和吸收：物质吸收光能量后会发生跃迁，由低能级到高能级称为吸收，由高能级到低能级称为发射。
二、原子物理知识点总结：1.原子结构：原子由原子核和绕核运动的电子构成，原子核由质子和中子组成，电子以轨道的形式存在。
2.原子模型：目前常用的原子模型是量子力学中的泡利原理，描述原子中的电子排布规律。
3.原子光谱：原子内电子跃迁过程中会辐射出特定的波长的光，形成原子光谱，可以用来研究原子内结构。
4.原子核衰变：原子核的衰变包括α衰变、β衰变和γ射线衰变，其中α衰变是放出α粒子，β衰变是放出β粒子，γ射线衰变是电磁波的放射。
5.原子核反应：原子核反应是指原子核之间的相互作用，包括核裂变、核聚变和放射性衰变等。
6.原子核能级：原子核具有能级结构，不同能级对应不同的核子排布和核态，能级之间的跃迁导致放射性核衰变或核反应的发生。
以上为光学和原子物理知识点的总结，光学研究光的传播和相互作用，原子物理研究原子结构和性质。
深入理解和应用这些知识，对于物理学和相关领域的研究都具有重要的意义。
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计算题
15．(14分)1801年，托马斯·杨用双缝干涉实验研究了光波的性质．1834年，洛埃利用单面镜同样得到了杨氏干涉的结果(称洛埃镜实验)．
(1)洛埃镜实验的基本装置如图所示，S为单色光源，M为一平面镜．试用平面镜成像作图法在答题卡上画出S经平面镜反射后的光与直接发出的光在光屏上相交的区域．
(2)设光源S到平面镜的垂直距离和到光屏的垂直距离分别为a和L，光的波长为λ，在光屏上形成干涉条纹．写出相邻两条亮纹(或暗纹)间距离Δx的表达式．
16．(14分)等腰直角棱镜放在真空中，如图所示，，一束单色光以
60o的入射角从AB侧面的中点射入，折射后再从AC侧面射出，出射光线偏离入射光线的角度为30o，（已知单色光在真空中的光速为C），（1）请作出光路图；（2）求此单色光通过三棱镜的时间是多少？。