2018-2019学年高中物理教科版选修3-4课件：第五章 第3、4节 光的衍射与偏振 激光
同，故 A 错误。自然光透过一个偏振片成为偏振光，但偏振光经 过偏振片是不可以转化为自然光的，故 C 错误。 答案：BD
激
光
[自读教材· 抓基础]
1．激光 原子受激辐射产生的光，它是人工产生的相干光。 2．激光的特点 (1)强度大：激光的强度可达 1017W/cm2。 (2)方向性好：激光光束的发散角为 10－3rad 数量级。
向一致)
2.偏振光的产生方式 (1)自然光在玻璃、水面等表面反射时，反射光和折射光都是 偏振光，入射角变化时偏振的程度也会变化。自然光射到两种介 质的交界面上，如果光入射的方向合适，使反射光和折射光之间 的夹角恰好是 90° 时，反射光和折射光都是偏振光，且是完全偏 振光，偏振方向相互垂直。 (2)自然光经过偏振片(起偏器)后能形成偏振光。偏振光可以 用另一个偏振片(检偏器)检验。
2．单缝衍射和双缝干涉的比较
名称 项目 单缝衍射 双缝干涉 频率、振动方向相 同， 相位差恒定的两 列光波相遇叠加 条纹宽度相等
区 产生条件 别
障碍物或孔的尺寸比波 长小或跟波长差不多
条纹宽度 条纹宽度不等， 中央最宽
名称 项目
单缝衍射
双缝干涉
条纹 各相邻条纹间距不等， 各相邻条纹等 区别 间距 越靠外条纹间距越小 亮度 间距
中央条纹最亮，两边变 清晰条纹，亮度 暗 基本相等
干涉、衍射都是波特有的现象 联系 干涉、 衍射都有明暗相间的条纹， 条纹都 是光波叠加时加强或者削弱的结果
[学后自检]┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄(小试身手) 在光的单缝衍射实验中可观察到清晰的亮暗相间的图样，图 5 －3－2 四幅图片中属于光的单缝衍射图样的是 ( )
图 5－3－2 A．a、c C．a、d B．b、c D．b、d
解析：a 图中是等间距的光的干涉图样，b 图是单色光的单缝 衍射图样，c 图是水波的衍射图样，d 图是白光的单缝衍射图 样，可见 D 正确。 答案：D
光 的 偏 振
[自读教材· 抓基础]
1．偏振片 由特定的材料制成，每个偏振片都有一个 特定的方向， 只有沿这个方向振动的光波才能通过偏振片，这个方向叫做
透振方向 。偏振片对光波的作用就像狭缝对于机械波的作
用一样。
2．光的分类 (1)自然光： 太阳、 电灯等普通光源发出的光， 包含着大量的、 振动方向不同 而互不相干的线偏振光。 (2)线偏振光 自然光通过偏振片后，只有振动方向与偏振片的透光方向
平行 的成分才能通过，得到的就是线偏振光。
3．结论 光的偏振现象证实光是横波。
光 的 衍 射
[自读教材· 抓基础]
(1)定义：光通过很小的狭缝(或圆孔)时，明显地偏离了
直线传播的方向， 在屏上应该出现阴影的区域出现亮条纹或
亮斑，应该属于亮区的地方也会出现 暗条纹或暗斑 。 (2)衍射图样：衍射时产生的明暗条纹或光环。
(3)单缝衍射：单色光通过狭缝时，在屏幕上出现 明暗相间 的条纹，中央为一条较宽较亮的条纹，两边是对称而明暗相间 的条纹， 亮条纹的强度向两边很快减弱。白光通过狭缝时，中 央为 白条纹。两边是很快减弱的彩色 条纹。 (4)圆孔衍射：光通过小孔时(孔很小)在屏幕上会出现 明暗 相间的圆环。 (5)泊松亮斑：障碍物的衍射现象。 在单色光传播途中，放一个较小的圆形障碍物，会发现在 阴影中心有一个 亮斑，这就是著名的泊松亮斑。
[跟随名师· 解疑难]
1．三种衍射图样的特点比较 (1)单缝衍射图样： ①中央条纹最亮，越向两边越暗；条纹间距不等，越靠 外，条纹间距越小。 ②缝变窄通过的光变少，而光分布的范围更宽，所以亮 纹的亮度降低。 ③中央亮条纹的宽度及条纹间距跟入射光的波长及单缝 宽度有关，入射光波长越大，单缝越窄，中央亮条纹的宽度 及条纹间距就越大。 ④用白光做单缝衍射时，中央亮条纹仍然是最宽最亮的 白条纹。
知识点一
理解·教材新知
知识点二 知识点三
第 五 章
第 3、 4 节
命题点一
把握·命题热点
命题点二 命题点三
应用·落实体验
课堂双基落实 课下综合检测
第 3、 比波长小或与波长相差 不多时，光将发生明显的衍射现象。 2．单色光的单缝衍射图像是中央一条较宽较 亮的条纹，两边是对称而明暗相间的条 纹，亮条纹的强度向两边很快减弱。白光 通过单缝产生的衍射图像中央是一条白 条纹，两边是很快减弱的彩色条纹。 3．自然光透过偏振片后形成线偏振光，偏振 光通过偏振片的情况与光的偏振方向和 偏振片的偏振方向的夹角有关。 4．激光是人工产生的相干光，是原子受激辐 射产生的光，具有频率单一、强度大、相 干性好等特点。
[学后自检]┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄(小试身手) 关于自然光和偏振光，以下说法正确的是 ( )
A．自然光包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，但 是沿各个方向振动的光波的强度可以不同 B．偏振光是垂直于传播方向上，只沿着某一特定方向振动的光 C．自然光透过一个偏振片后就成为偏振光，偏振光经过一个偏 振片后又还原为自然光 D．太阳、电灯等普通光源发出的光都是自然光 解析：由定义可知，自然光沿着各个方向振动的光波的强度都相
④白光的圆孔衍射图样中，中央是大且亮的白色光斑，周 围是彩色同心圆环。 ⑤只有圆孔足够小时才能得到明显的衍射图样。在圆孔由 较大直径逐渐减小的过程中，光屏依次得到几种不同的现象 ——圆形亮斑(光的直线传播)、 光源的像(小孔成像)、 明暗相间 的圆环(衍射图样)。 (3)不透明的小圆板衍射图样(泊松亮斑)： ①中央是亮斑。 ②周围的亮环或暗环间距随半径增大而减小。
[跟随名师· 解疑难]
1．自然光与偏振光的对比
自然光(非偏振光) 光的来源 直接从光源发出的光 在垂直于光的传播方向 光的振动 的平面内，光振动沿所 方向 有方向，且沿各个方向
偏振光 自然光通过偏振片后的光 在垂直于光的传播方向的 平面内，光振动沿某一特 定方向(与偏振片的透振方
振动的光强度都相同
(2)圆孔衍射图样： ①中央是大且亮的圆形亮斑， 周围分布着明暗相间的同心 圆环，且越靠外，圆形亮条纹的亮度越弱，宽度越小。如图 5 －3－1 所示。
图 5－3－1 ②圆孔越小，中央亮斑的直径越大，同时亮度越弱。
③用不同色光照射圆孔时，得到的衍射图样的大小和位 置不同，波长越大，中央圆形亮斑的直径越大。
2020-2021学年高二物理教科版选修3-4教学课件：第五章 3.光的衍射与偏振
丙
让软绳穿过一块带有狭缝的木板，如果狭缝与振动 方向平行，则振动可以通过狭缝传到木板的另一侧 （图甲）;如果狭缝与振动方向垂直，则振动就被 狭缝挡住而不能向前传播（图乙）. 如果将这根绳换成细软的弹簧，前后推动弹簧形成 纵波，则无论狭缝怎样放置，弹簧上的纵波都可以 通过狭缝传播到木板的另一侧．
光的衍射 光的偏振
单缝衍射 圆孔衍射 进一步说明光具有波动性 泊松亮斑
自然光 偏振光 光的偏振现象表明光是一种横波
所以，光波是横波!
二、光的偏振现象
1、自然光---太阳、电灯等普通光源发出的光，包 含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光， 而且沿着各个方向振动的光波强度都相同。
偏振光
2、偏振光---自然光通过偏振片之后，只有振动方 向跟偏振片的透振方向一致的光才能通过．也就是
说，通过偏振片的光波，在垂直于传播方向的平 面上，只沿着一个特定的方向振动。
另外，在阳光充足的白天驾驶汽车，从路面或周围建筑物的 玻璃上反射过来的耀眼的阳光，常会使眼睛睁不开。由于光是 横波，所以这些强烈的来自上空的散射光基本上是水平方向振 动的。因此，只需带一副只能透射竖直方向偏振光的偏振太阳 镜便可挡住部分的散射光。
偏光镜头 立体电影
观看立体电影:
在拍摄时,用两个摄影机(两个摄影机的镜头相 当于人的两只眼睛)同时拍下同一物体的两个画像； 放映时把两个画像同时映在银幕上,如果设法使观众 的一只眼睛只能看到其中一个画像,另一只眼睛看到 另一个画像,就可以使观众感到有到立体感。
二、光的偏振现象
观察光的偏振现象要用偏振片 偏振片：一种由高分子薄膜制成的光学器件，每个偏振片都
有一个特定的方向，只有沿着这个方向振动的光波才能通过 偏振片，这个方向叫做“透振方向”。振动方向与透振方向 垂直的光，完全不能通过。偏振片对光波的作用就像狭缝对 于机械波的作用一样。
高中物理教科版选修3-4配套课件5.1 光的干涉 课件(教科版选修3-4)
三、薄膜干涉及各种色光的特性
白光照射下的肥皂膜出现彩色条纹的成因 竖直放置的肥皂膜，因重力的作用，出现上面薄、下面厚，因 此在膜上不同的位置，来自前后两个面反射的光，即如图5-1-1 所示中实线和虚线波形代表的两列光，所走的路程差不同．
图5-1-1
在某些位置，这两列波叠加后相互加强，出现了亮条纹；在另
1 光的干涉
1．认识光的干涉现象及产生光干涉的条件． 2．理解光的干涉条纹形成原理，认识干涉条纹的特征．
3．如何用波动说来说明明暗相间的干涉条纹．
4．理解薄膜干涉的成因，知道薄膜干涉的现象和应用．
一、双缝干涉
双缝干涉： 红色激光束垂直射到两条狭缝上，在它的后面的屏
幕上出现了红色的 明暗相间 的条纹，这表明两束光在叠加区域 内发生了干涉． 、暗条纹的条件： 光从两狭缝到屏上某点的路程差为 波长的整数倍 时．这些点
件．但在光波中，由于光是由大量原子中的核外电子跃迁产生的，
对于两个独立的光源来说，即使频率相等，其相位差也不恒 定．因此，在室内打开两盏电灯时，看不到干涉现象． 要想得到相干光源，必须由一个光源发出光，然后把它分成两束 光，这样两束光可看作两个光源发出的光．这样的两个光源就成
为相干光源了．杨氏双缝干涉实验就采用了这种方法．
nm的橙色光源照射单缝光S，在光(即P1到S1、S2的 则 ( )．
光程差为一个波长)，现换用波长为400 nm的紫光源照射单缝，
图5-1-2
A．P和P1仍为亮点
C．P为暗点，P1为亮点
B．P为亮点，P1为暗点
D．P、P1均为暗点
解析
二、双缝干涉中出现明、暗条纹的条件
频率相同的两列波在同一点引起的振动的叠加，如亮条纹处 某点同时参与的两个振动步调总是一致的，即振动方向总是相同 的，总是同时过最高点、最低点、平衡位置；暗条纹处振动步调 总相反，具体产生亮、暗条纹的条件为： (1)亮条纹的条件： 屏上某点P到两缝S1和S2的路程差正好是波长的整数倍或半波长的
高中物理-选修3-4-《光的衍射》PPT课件
四、双缝干涉与单缝衍射的比较.
15
【课堂训练与检测】 见学案“典题分类剖析”
【作业布置】 1、见学案“课后演练提升” 2、见学案“课时作业”
.
16
1、单缝衍射 1)单缝衍射现象
用平行光照射狭缝，在屏上产生一条与缝 宽相当的亮条纹。但是，当缝调到很窄时， 尽管亮条纹的亮度有所降低，但是宽度反 而增大了。
激
调 节
光
狭
束
缝
宽
窄
.
像屏
5
2)图样特征 (1)单色光的衍射条纹？ 亮暗相间，中央条纹亮度大; 分布不均匀，中央条纹宽度大; (2)白光的衍射条纹？ 中间是白色亮条纹，两边是彩色条纹;
不 同 点
条纹 距离
条纹 间距
条纹宽度相等 各相邻条纹等间距
条纹宽度不等， 中央最宽
各相邻条纹间距 不等
衍 射 的
亮度
清晰条纹，亮度基 本相等
中央条纹最亮， 两边变暗
比 较
相同点
波特有的现象，属于波的叠加； 都有明暗相间的条纹
.
14
【课堂小结】
一、产生明显衍射现象的条件——
障碍物或孔的尺寸跟波长相近或者比光的波长还要小
(其中最靠近中央的色光是紫色，最远离中央的 是红光)
.
6
1)缝越窄，亮纹的亮度_降__低___，
但条纹宽度__变_宽___。
2)入射光的波长越短，条纹宽度__越_窄___。
.
7
2、圆孔衍射
1)圆孔衍射现象
S
用点光源照射圆孔，
在屏上产生一个圆形
亮斑。但是，当圆孔
缩小到一定程度时，
光所达到的范围会远
远超过它沿直线传播
2017-2018学年同步备课套餐之物理教科版选修3-4课件：第5章 光的波动性2 精品
源发出的光束不致太暗.综上所述，可知选项A、C正确，B、D错误.
解析 答案
达标检测
1.图5为双缝干涉的实验示意图，光源发出的光经滤光片成为单色光，然
后通过单缝和双缝，在光屏上出现明暗相间的条纹.若要使干涉条纹的间
距变大，在保证其他条件不变的情况下，可以
＝
d xn－x1 l ·n－1
.式中d为 双缝中心距离，其数值刻
在双缝座上，一块为0.250 mm，另一块为0.200 mm.l为双缝至光屏(即分
划板)之间的距离，当遮光管未接长管时，l＝600 mm；当遮光管接上长
管后，l＝700 mm.
(7)改变双缝间的距离d，重复上面的步骤，再测一次.
3.注意事项
第五章
2 学生实验：用双缝干涉测量光的波长
学习目标 1.了解用双缝干涉测量光的波长的实验原理. 2.掌握用双缝干涉测波长的原理、操作、器材及注意事项. 3.观察白光及单色光的干涉图样. 4.能够利用双缝干涉实验测量单色光的波长.
内容索引
知识探究
题型探究
达标检测
知识探究
1.实验原理 (1)观察干涉图样：光源发出的光经滤光片 成为单色光，单色光通过单__缝__ 后相当于一个线光源，经 双缝 产生稳定的干涉图样，通过屏可以观察到 明暗相间的干涉条纹.如果用白光通过双缝可以观察到 彩色 条纹.
A.将光屏移近双缝
√B.更换滤光片，改用波长更长的单色光
C.增大双缝的间距
D.将光源向双缝移动一小段距离
图5
解析
由Δx＝
l d
λ可知，要使干涉条纹的间距变大，可增大l和λ，或减小
d，选项B正确.
高中物理教科版选修3-4配套课件5-3～4
现象叫做光的衍射．
光的衍射现象进一步证明光是一种波．
衍射图样 (1)单缝衍射：中央为 亮 条纹，向两侧有明暗相间的条纹，但间
距和亮度不同．白光衍射时，中央仍为白光，最靠近中央的是紫
光，最远离中央的是红光． (2)圆孔衍射：明暗相间的不等距 圆环． (3)泊松亮斑：光照射到一个半径很小的圆板后，在圆板的阴 影 中心 出现的亮斑．
特别提醒 衍射是一种普遍现象．只是障碍物的尺寸比光的波长大
得多时，衍射现象不明显，障碍物的尺寸可以跟光的波长相比，
甚至比光的波长还小的时候，衍射现象十分明显．所以前面所说 的衍射产生条件应是产生明显衍射现象的条件．
二、自然光与光的偏振 自然光
太阳、电灯等普通光源发出的光，包含着在垂直于传播方向上
二、光的偏振 1．光的偏振现象：在垂直于传播方向的平面上，光只沿着 某个特定方向 振动的现象． 2．偏振光：在跟光传播方向垂直的平面内，光振动在某一方向较 强而在另一些方向振动 较弱 的光即为偏振光． 3．自然光：太阳、电灯等普通光源直接发出的光，包含垂直于传 播方向上 沿一切方向振动 的光，而且沿各个方向振动的光波的
②圆孔越小，中央亮斑的直径越大，同时亮度越弱． ③用不同色光照射圆孔时，得到的衍射图样的大小和位置不同， 波长越长，中央圆形亮斑的直径越大． ④白光的圆孔衍射图样中，中央是大且亮的白色光斑，周围是彩
色同心圆环．
(3)不透明的小圆板衍射 ①与圆孔衍射图样比较
a．均是明暗相间的圆形条纹，中心均有亮斑．
③中央亮条纹的宽度及条纹间距跟入射光的波长及单缝宽度有
关．入射光波长越长，单缝越窄，中亮条纹是白色的，两边是彩色条纹， 中央亮条纹仍然最宽最亮． (2)圆孔衍射 ①中央是大且亮的圆形亮斑，周围分布着明暗相间的同心圆环，
2018-2019学年高中物理(人教版)选修3-4课件：第13章 光 13.1
【预习小测】
1.如图所示,国家游泳中心“水立方”的透明薄膜“外
衣”上点缀了无数白色亮点,他们被称为镀点,北京奥 运会举行时正值盛夏,镀点能改变光线方向,将光线挡 在场馆外,镀点对外界阳光的主要作用是 ( )
A.反射太阳光线,遵循光的反射定律
B.反射太阳光线,不遵循光的反射定律
C.折射太阳光线,遵循光的折射定律 D.折射太阳光线,不遵循光的折射定律 【解析】选A。“将光挡在场馆外”,光线没有进入第2 种介质,所以是光的反射现象,遵循光的反射定律,选项 A正确。
如图所示。
3.光路的可逆性: 可逆 的。 在光的反射现象和折射现象中,光路都是_____ 4.折射率: 真空 中射入某种介质发生折射时,入射 (1)定义:光从_____ 正弦 与折射角的_____ 正弦 之比,叫作这种介质的绝对 角的_____ 折射率,简称折射率,用符号n表示。
sin1 sin2 。 (2)定义式:n=_______
第十三章 1
光
光的反射和折射
【自主预习】 1.光的反射和反射定律:
(1)反射现象:光从第1种介质射到它与第2种介质的分
返回 到第1种介质的现象。 界面时,一部分光会_____
(2)反射定律:反射光线与入射光线、 同一 平面内,反 光线分别位于法线的_____;
如图甲、乙所示是一狭窄光束射到玻璃面上时发生折
射和反射的情景,结合情景讨论下列问题。
(1)反射光线、折射光线、入射光线和法线的位置关系
如何?
提示:反射光线、折射光线、入射光线和法线在同一平 面内,反射光线、折射光线和入射光线分居法线两侧。
(2)如图乙所示,如果转动入射光线,测得光由空气射入
玻璃时入射角θ 1与折射角θ 2的数值表,分析表格数据,
2019-2020教科版物理选修3-4第5章 3.光的衍射与偏振 4.激光课件PPT
栏目导航
(2)圆孔衍射图样 ①中央是大且亮的圆形亮斑，周围分布着明暗相间的同心圆环， 且越靠外，圆形亮条纹的亮度越弱，宽度越小． 如图所示．
栏目导航
②圆孔越小，中央亮斑的直径越大，同时亮度越弱． ③用不同色光照射圆孔时，得到的衍射图样的大小和位置不同， 波长越大，中央圆形亮斑的直径越大． ④白光的圆孔衍射图样中，中央是大且亮的白色光斑，周围是 彩色同心圆环．
栏目导航
⑤只有圆孔足够小时才能得到明显的衍射图样．在圆孔由较大 直径逐渐减小的过程中，光屏上依次得到几种不同的现象——圆形 亮斑(光的直线传播)、光源的像(小孔成像)、明暗相间的圆环(衍射图 样)．
栏目导航
(3)不透明的小圆板衍射图样(泊松亮斑)(如图所示)
①中央是亮斑． ②周围的亮环或暗环间距随半径增大而减小．
栏目导航
1．三种衍射图样的比较 (1)单缝衍射图样(如图所示)
单色光衍射 白光衍射
栏目导航
①中央条纹最亮，越向两边越暗；条纹间距不等，越靠外，条纹 间距越小．
②缝变窄通过的光变少，而光分布的范围更宽，所以亮纹的亮度 降低．
③中央亮条纹的宽度及条纹间距跟入射光的波长及单缝宽度有 关，入射光波长越大，单缝越窄，中央亮条纹的宽度及条纹间距就越 大．
第五章 光的波动性
3．光的衍射与偏振 4．激光
栏目导航
学习目标
1.观察光的衍射现象进一步认识 光的波动性. 2.了解光明显衍射的条件，了解衍 射图样．(重点) 3.观察光的偏振现象，了解自然光 与偏振光的区别．(难点) 4.了解激光的特点及其应用，知道 激光和自然光的区别.
知识脉络
栏目导航
知识点一 光的衍射
人教版高中物理选修3-4课件光的折射
例：光线从空气中以入射角i射在玻璃 砖的上表面上，穿过玻璃砖后，又射入 空气中。如果玻璃砖的上下表面是平行 的，求光线从玻璃砖射出后的传播方向。
i
ri
单色光经玻璃 砖后，侧移而 传播方向不变
2019/6/27
r
2019/6/27
例：光线以30°的入射角从玻璃射向空气， 它的反射光线与折射光线成90 °夹角，则 玻璃的折射率为——？
r
空气
3 玻璃
βi
2019/6/27
例：
光在某种介质中的传播速度是 2.122×108m/s，当光线以30°入射角由该 介质射入空气时，折射角为多少？
2019/6/27
45°
3、介质的折射率是由介质本身性质决定的．它取 决于光在介质中传播的速度．
2019/6/27
实验：测玻璃砖的折射率
问题：
玻璃是一种透明介质，光从空气入射到玻 璃的界面上会发生折射，如何把玻璃的折 射率测出来？
2019/6/27
2019/6/27
实验器材：
玻璃砖 白 纸、大头针若干、铅笔、
直尺、量角器
折射率
光从一种介质射入另一种介质时，虽然入射角的
正弦跟折射角的正弦之比为一常数n，但是对不同的 介质来说，这个常数n是不同的，它是一个反应介质
光学性质的物理量，物理学中把光从真空射入某种
介质发生折射时，入射角与折射角的正弦之比n，叫
做这种介质的折射率． n sin1
s in 2
研究表明，光在不同介质的速度不同，这也是光 发生折射的原因．
从上向下看,
视深h
实际深度 H 折射率 n
2019/6/27
应用2：
假设地球表面不存在大气层,那么人 们观察到的日出时刻与存在大气层的情 况相比, A.将提前 B.将延后 C.在某些地区将提前,在另一些地区将延后 D.不变
2018-2019学年高中物理(教科版选修3-5)学业分层测评：第4章 3.光的波粒二象性 Word版含答案
学业分层测评(十五)(建议用时：45分钟)1．频率为ν的光子，具有的能量为h ν，动量为h νc，将这个光子打在处于静止状态的电子上，光子将偏离原运动方向，这种现象称为光子的散射，下列关于光子散射的说法正确的是( )A ．光子改变原来的运动方向，且传播速度变小B ．光子改变原来的传播方向，但传播速度不变C ．光子由于在与电子碰撞中获得能量，因而频率增大D ．由于受到电子碰撞，散射后的光子波长小于入射光子的波长【解析】 碰撞后光子改变原来的运动方向，但传播速度不变，A 错误，B 正确；光子由于在与电子碰撞中损失能量，因而频率减小，即ν＞ν′，再由c ＝λ1ν＝λ2ν′，得到λ1<λ2，C 、D 错误．【答案】 B2．(多选)关于光的本性，下列说法中正确的是 ( )A ．关于光的本性，牛顿提出“微粒说”，惠更斯提出“波动说”，爱因斯坦提出“光子说”，它们都说明了光的本性B ．光具有波粒二象性是指：既可以把光看成宏观概念上的波，也可以看成微观概念上的粒子C ．光的干涉、衍射现象说明光具有波动性D ．光电效应说明光具有粒子性【解析】 光的波动性指大量光子在空间各点出现的可能性的大小可以用波动规律来描述，不是惠更斯的波动说中宏观意义下的机械波，光的粒子性是指光的能量是一份一份的，每一份是一个光子，不是牛顿微粒说中的经典微粒．某现象说明光具有波动性，是指波动理论能解释这一现象．某现象说明光具有粒子性，是指能用粒子说解释这个现象．要区分说法和物理史实与波粒二象性之间的关系．C 、D 正确，A 、B 错误．【答案】 CD3．关于光的波粒二象性的理解正确的是 ( )【导学号：22482063】A ．大量光子的行为往往表现出波动性，个别光子的行为往往表现出粒子性B ．光在传播时是波，而与物质相互作用时就转变成粒子C ．光在传播时粒子性显著，而与物质相互作用时波动性显著D ．高频光是粒子，低频光是波【解析】 大量光子的效果往往表现出波动性，个别光子的行为往往表现出粒子性，A 正确；光在传播时波动性显著，光与物质相互作用时粒子性显著，B 、C 错误；频率高的光粒子性显著，频率低的光波动性显著，D 错误．【答案】 A4．(多选)对光的认识，下列说法正确的是( )A ．个别光子的行为表现为粒子性，大量光子的行为表现为波动性B．光的波动性是光子本身的一种属性，不是光子之间的相互作用引起的C．光表现出波动性时，就不具有粒子性了，光表现出粒子性时，就不具有波动性了D．光的波粒二象性应理解为：在某些场合下光的波动性表现明显，在某些场合下光的粒子性表现明显【解析】本题考查光的波粒二象性．光是一种概率波，少量光子的行为易显示出粒子性，而大量光子的行为往往显示出波动性，A选项正确；光的波动性不是由光子之间的相互作用引起的，而是光的一种属性，这已被弱光照射双缝后在胶片上的感光实验所证实，B选项正确；粒子性和波动性是光同时具备的两种属性，C错误，D选项正确．【答案】ABD5．(多选)为了验证光的波粒二象性，在双缝干涉实验中将光屏换成照相底片，并设法减弱光的强度，下列说法正确的是 ( )A．使光子一个一个地通过双缝干涉实验装置的狭缝，如果时间足够长，底片上将出现双缝干涉图样B．使光子一个一个地通过双缝干涉实验装置的狭缝，如果时间足够长，底片上将出现不太清晰的双缝干涉图样C．大量光子的运动规律显示出光的粒子性D．个别光子的运动显示出光的粒子性【解析】单个光子运动具有不确定性，大量光子落点的概率分布遵循一定规律，显示出光的波动性．使光子一个一个地通过双缝，如果时间足够长，底片上会出现明显的干涉图样，A正确，B、C错误；由光的波粒二象性知，个别光子的运动显示出光的粒子性，D正确．【答案】AD6．(多选)在验证光的波粒二象性的实验中，下列说法正确的是( )A．使光子一个一个地通过单缝，如果时间足够长，底片上会出现衍射图样B．单个光子通过单缝后，底片上会出现完整的衍射图样C．光子通过单缝的运动路线像水波一样起伏D．单个光子通过单缝后打在底片上的情况呈现出随机性，大量光子通过单缝后打在底片上的情况呈现出规律性【解析】个别光子的行为表现出粒子性．单个光子的运动是随机的，无规律的，但出现在底片上明条纹处的概率大些，大量光子的行为表现出波动性，大量光子运动符合统计规律，通过单缝产生衍射图样，故A、D 正确，B错误．光子通过单缝的运动路线是无规律的，故C错误．【答案】AD7．(多选)用极微弱的可见光做双缝干涉实验，随着时间的增加，在屏上先后出现如图432(a)、(b)、(c)所示的图像，则下列说法正确的是( )图432A．图像(a)表明光具有粒子性B．图像(c)表明光具有波动性C．用紫外光不能产生干涉D ．实验表明光是一种概率波【解析】 用很弱的光做双缝干涉实验得到的图片上的一个一个无分布规律的光点，体现了光的粒子性，故A 正确；经过较长时间曝光的图片(c)，出现了明暗相间的条纹，波动性较为明显，本实验表明光是一种概率波，但不能表明光是一种电磁波，故B 、D 均正确；紫外光也属于波，也能发生干涉，故C 错误．【答案】 ABD8．如图433所示，当弧光灯发出的光经一狭缝后，在锌板上形成明暗相间的条纹，同时与锌板相连的验电器铝箔有张角，则该实验可以证明光具有________性．图433【解析】 弧光灯发出的光经一狭缝后，在锌板上形成明暗相间的条纹，这是光的衍射，证明了光具有波动性，验电器铝箔有张角，说明锌板发生了光电效应现象，则证明光具有粒子性，所以该实验证明了光具有波粒二象性．【答案】 波粒二象9．(多选)科学研究证明，光子有能量也有动量，当光子与电子碰撞时，光子的一些能量转移给了电子．假设光子与电子碰撞前的波长为λ，碰撞后的波长为λ′，则碰撞过程中( )【导学号：22482064】A ．能量守恒B ．动量守恒C ．λ＜λ′D ．λ＞λ′【解析】 能量守恒和动量守恒是自然界的普遍规律，适用于宏观世界也适用于微观世界．光子与电子碰撞时遵循这两个守恒规律．光子与电子碰撞前光子的能量E ＝h ν＝h c λ，当光子与电子碰撞时，光子的一些能量转移给了电子，光子的能量E′＝h ν′＝h c λ′，由E ＞E′，可知λ＜λ′，选项A 、B 、C 正确． 【答案】 ABC10．光具有波粒二象性，光子的能量ε＝h ν，其中频率ν表示波的特征．若某激光管以P W ＝60 W 的功率发射波长λ＝663 nm 的光束，试根据上述理论计算：该管在1 s 内发射出多少个光子？【解析】 设在时间Δt 内发射出的光子数为n ，光子的频率为ν，每个光子的能量ε＝h ν，所以P W ＝nh νΔt(Δt ＝1 s)．而ν＝c λ，解得n ＝P W Δt·λhc＝ 60×1×663×10－96.63×10－34×3×108个＝2.0×1020个． 【答案】 2.0×1020个11．若一个光子的能量等于一个电子的静止能量，已知静止电子的能量为m 0c 2，其中m 0为电子质量，c 为光速，试问该光子的动量和波长是多少？(电子的质量取9.11×10－31 kg ，普朗克常量h ＝6.63×10－34 J·s) 【解析】 一个电子静止能量为m 0c 2，按题意h ν＝m 0c 2光子的动量p ＝h λ＝εc ＝m 0c 2c＝m 0c ＝9.11×10－31 kg×3×108 m/s ≈2.73×10－22 kg·m/s，光子的波长λ＝h p ＝ 6.63×10－34J·s 2.73×10kg·m/s≈2.4×10－12 m.【答案】 2.73×10－22 kg·m/s 2.4×10－12 m12．光具有波粒二象性，光子的能量E ＝h ν，其中频率ν表征波的特征．在爱因斯坦提出光子说之后，又提出了光子动量p 与光波波长λ的关系λ＝h p.若某激光管以P ＝60 W 的功率发射波长λ＝663 nm 的光束，试根据上述理论计算：若该管发射的光束被某黑体表面吸收，那么该黑体表面所受到的光束对它的作用力F 为多大？【解析】 由能量守恒定律得Pt ＝n hc λ，可得n ＝2×1020个． 对光子由动量定理，可得F′t＝(p 2－p 1)n ，可得F′＝－2×10－7 N由牛顿第三定律知黑体表面所受作用力F ＝－F′＝2×10－7 N.【答案】 2×10－7 N。
教科版物理选修3-4课件：5
光学的开展简介：
③干预条纹是以中央亮纹为对称点排列的；
双缝的作用是获得两个振动情况完全相同的光源，叫相干光源(频率相同)
λ/2
3、波动光学时期
在这个时期建立了光的反射定律和折射定律，奠定了几何光学的根底。
我19们世如纪果初能，惠看波到动更光光斯发学生初反干步对预形、成光衍，射的其等中微现托象马粒，斯说具·杨有，圆波满1特地6有解7的8释性年了质“他薄，膜那在颜么色?我论〞们和就光双可狭?以一缝说干光书预是中现一象种从。波声。 和光的某些现象的相似
x l
d
P85 开展空间
r12
L2
(x
d 2
)2
,
r22
L2
(x
d )2 2
r22
r12
L2
(x
d )2 2
L2
(x
d 2
)2
2dx
r22 r12 (r2 r1)(r2 r1) r
L d , 且 L x 所以有 r1 r2 2 L 即： r d x
L
r k(k取1，2，3......时 ) ，出现亮条纹 相邻两亮条纹间x距对应的r 即： x L
1、装置特点：
单缝 双缝 屏
1〕双缝S1、S2到单缝S的距离相等
2〕双缝很近 0.1mm
S1
S
2、 ①单缝的作用：获得线光源
②双缝的作用：
S2
双缝的作用是获得两个振动情况完全相同
的光源，叫相干光源(频率相同)
屏上形成的明暗相间条纹叫做干预图样
第第中第 第
二一间一 二
条条亮条 条
亮 纹