上海高二光学专题
第一节 (1) 光的折射 第四章 光—2024上海市高中物理选择性必修一【沪科版2020】

第四章 光课程标准1.3.1 通过实验,理解光的折射定律。
会测量材料的折射率。
1.3.2 知道光的全反射现象及其产生的条件。
初步了解光纤的工作原理、光纤技术在生产生活中的应用。
1.3.3 观察光的干涉、衍射和偏振现象,了解这些现象产生的条件,知道其在生产生活中的应用。
知道光是横波,会用双缝干涉实验测量光的波长。
1.3.4 通过实验,了解激光的特性。
能举例说明激光技术在生产生活中的应用。
第一节 光的折射第 1 课时 光的折射课时聚焦一、光的反射和折射1.光的反射:光从介质 1 射到介质 1 与介质 2 的________时,一部分光会返回到介质______的现象。
光的反射遵循光的反射定律。
2.光的折射:光从介质 1 射入介质 2 时在发生反射现象的同时,还有一部分光进入了介质 2,并改变了__________的现象。
二、光的折射定律当光从介质 1 射入介质 2 时,折射光线与入射光线、法线处在_______________内,折射光线与入射光线分别位于_________的两侧;入射角 θ1 的正弦与折射角 θ2 的正弦之比为一常数,即_________= C 。
● 常数 C 与光在介质中的________有关,与入射角和折射角的大小均无关。
● 以 v 1 表示光在介质 1 中的速度,v 2 表示光在介质 2 中的速度,常数 C = v 1v 2。
● 在光的折射现象中,光路是可逆的。
【例 1】如图是光线由空气射入半圆形玻璃砖,再由玻璃砖射入空气中的光路图。
O 点是半圆形玻璃砖的圆心,____________是可能发生的,________是不可能发生的。
OO甲 乙 丙 丁OO反射光线介质 1 N入射光线θ1 介质 2折射光线O N 'θ2【例 2】大气中空气层的密度是随着高度的增加而减小的,而密度越大,光在其中的传播速度越小,折射率越大。
从大气外射来一束阳光,下列能粗略表示这束阳光射到地面的路径的图是( )三、折射率1.当光从真空斜射入某种介质时,把常数 C (即入射角 θ1 的正弦与折射角 θ2 的正弦的比值)称为这种介质的折射率,用符号 n 表示。
高二物理光学

高二物理光学考点一:光沿直线传播——(1)小孔成像,大孔留影(2)日食、月食(3)光速例题1、(上海青浦区06期终考试)一九二三年美国物理学家迈克耳逊用旋转棱镜法较准确的测出了光速,其过程大致如下,选择两个距离已经精确测量过的山峰(距离为L),在第一个山峰上装一个强光源S,由它发出的光经过狭缝射在八面镜的镜面1上,被反射到放在第二个山峰的凹面镜B上,再由凹面镜B反射回第一个山峰,如果八面镜静止不动,反射回来的光就在八面镜的另外一个面3上再次反射,经过望远镜,进入观测者的眼中。
(如图所示) 如果八面镜在电动机带动下从静止开始由慢到快转动,当八面镜的转速为ω时,就可以在望远镜里重新看到光源的像,那么光速等于( )A、8Lω/πB、4Lω/πC、16Lω/πD、32Lω/π例题2、(04青岛模拟)身高1.60m的人以1m/s的速度沿直线向路灯走下去,在某一时刻,人影长1.8m,经过1s,影长度变为1.3m(人尚未经过路灯),这盏灯的高度应为_______ 例题3、(04泰安模拟)点光源S和不透明小球同处于一个水平面上,并位于竖直墙MN的一侧,如图所示,让小球A做自由落体运动,那么A球在墙上的影子的运动是____A、匀速直线运动B、自由落体运动C、加速度增大的直线运动D、加速度a>g的匀加速直线运动例题4、如图所示为发生月食时,太阳照射光线的示意图,当月球进入图中哪个区域时,在地球上处于夜晚地区的观察者可以看到月食().A、全部进入区域ⅠB、全部进入区域Ⅱ或ⅣC、全部进入区域ⅢD、部分进入区域Ⅰ例题5、有关日食和月食,下列说法正确的有().A、当月亮将照到地球的太阳光挡住时,将发生日食.B、当照到月亮的太阳光被地球挡住时,将发生月食.C、日食发生在望日(农历十五),月食发生在朔日(农历初一).D、日食发生在朔日,月食发生在望日.考点二、光的反射——(1)基本定律(2)光路可逆例题6、(03全国春季)如图所示,一玻璃棱镜的横截面是等腰△abc,其中ac面是镀银的。
高考物理上海光学知识点之物理光学单元汇编及解析

高考物理上海光学知识点之物理光学单元汇编及解析一、选择题1.下列说法中正确的是A.白光通过三棱镜后呈现彩色光带是光的全反射现象B.照相机镜头表面涂上增透膜,以增强透射光的强度,是利用了光的衍射现象C.门镜可以扩大视野是利用了光的干涉现象D.用标准平面检查光学平面的平整程度是利用了光的干涉2.下面事实与光的干涉有关的是()A.用光导纤维传输信号B.水面上的油膜呈现彩色C.水中的气泡显得格外明亮D.一束白光通过三棱镜形成彩色光带3.下列说法正确的是()A.用三棱镜观察太阳光谱是利用光的干涉现象B.在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射现象C.用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象D.在LC振荡电路中,电容器刚放电完毕时,电容器极板上电量最多,电路电流最小4.如图为LC振荡电路在某时刻的示意图,则A.若磁场正在减弱,则电容器上极板带正电B.若磁场正在增强,则电容器上极板带正电C.若电容器上极板带负电,则电容器正在充电D.若电容器上极板带负电,则自感电动势正在阻碍电流减小5.如图所示是双缝干涉实验,使用波长为600 nm的橙色光照射时,在光屏上的P0点和P0点上方的P1点恰好形成两列相邻..的亮条纹;若用波长为400 nm的紫光重复上述实验,则P0点和P1点形成的明暗条纹情况是A.P0点和P1点都是亮条纹B.P0点是亮条纹,P1点是暗条纹C.橙光的相邻亮条纹间距小于紫光的相邻亮条纹间距D.若分别用上述两种光通过同一装置做单缝衍射实验,紫光的衍射现象更明显6.下列关于电磁波的说法正确的是A.电磁波是横波B.电磁波只能在真空中传播C.在真空中,电磁波的频率越大,传播速度越大D.在真空中,电磁波的频率越大,传播速度越小7.如图所示为用a、b两种单色光分别通过同一个双缝干涉装置获得的干涉图样,现让a、b两种单色光组成的复色光通过三棱镜或平行玻璃砖,光的传播路径和方向可能正确的是()A.B.C.D.8.下列四种现象不属于光的衍射现象的是A.太阳光照射下,架在空中的电线在地面上不会留下影子B.不透光的圆片后面的阴影中心出现一个泊松亮斑C.用点光源照射小圆孔,后面屏上会出现明暗相间的圆环D.通过游标卡尺两卡脚间的狭缝观察发光的日光灯管,会看到平行的彩色条纹9.下列现象中属于光的衍射现象的是A.雨后天空美丽的彩虹B.阳光下肥皂膜的彩色条纹C.光通过三棱镜产生的彩色条纹D.对着日光灯从两铅笔缝中看到的彩色条纹10.如图所示,一束太阳光通过三棱镜后,在光屏MN上形成的彩色光带落在bc区域内,e 为bc中点.现将一温度计放在屏上不同位置,其中温度计示数升高最快的区域为A.ab B.be C.ec D.cd11.下列关于电磁波的说法正确的是________.A.电磁波不能产生衍射现象B.电磁波和机械波都只能在介质中传播C.根据多普勒效应可以判断遥远天体相对于地球的运动速度D.光在真空中运动的速度在不同惯性系中测得的数值可能不同12.物理老师在课堂上做了一个演示实验:让某特制的一束复色光由空气射向一块平行平面玻璃砖(玻璃较厚),经折射分成两束单色光a、b,下列说法正确的是()A.a光光子的能量小于b光光子的能量B.若增大入射角i,则a光可能先消失C.进行双缝干涉实验,在其他条件相同的情况下,a光条纹间距大于b光条纹间距D.在玻璃砖中,a光的波长比b光的波长短13.明代学者方以智在《阳燧倒影》中记载:“凡宝石面凸,则光成一条,有数棱则必有一面五色”,表明白光通过多棱晶体折射会发生色散现象.如图所示,一束复色光通过三棱镜后分解成两束单色光a、b,下列说法正确的是A.若增大入射角i,则b光最先消失B.在该三棱镜中a光波速小于b光C.若a、b光通过同一双缝干涉装置,则屏上a光的条纹间距比b光宽D.若a、b光分别照射同一光电管都能发生光电效应,则a光的遏止电压高14.雨后太阳光射入空气中的水滴,先折射一次,然后在水滴的背面发生反射,最后离开水滴时再折射一次就形成了彩虹。
高二物理光学知识点总结归纳

高二物理光学知识点总结归纳光学是物理学的一个重要分支,研究光的传播、反射、折射、干涉、衍射等现象及其规律。
在高二物理学习中,我们也接触到了一些光学的基本知识点。
本文将对高二物理光学知识点进行总结归纳,希望能够帮助大家学习和复习。
一、光的传播与反射1. 光的传播:光是一种电磁波,在真空中传播的速度是光速,约为3.0×10^8m/s。
光在一种介质中传播时,会发生折射现象。
2. 光的反射:光在与介质边界相遇时,会发生反射现象。
根据反射定律,入射角等于反射角,光线的入射角、反射角和法线在同一平面上。
二、光的折射与光密度1. 光的折射:当光从一种介质进入另一种介质时,由于介质密度的不同,光线会发生折射。
根据斯涅尔定律,光线的入射角、折射角和两种介质的光密度之比,满足一个常数关系。
2. 光密度:光密度是光在介质中的传播速度与真空中的光速之比。
光密度与介质的折射率有关,折射率越大,光密度越小。
三、透镜与成像1. 透镜的分类:透镜分为凸透镜和凹透镜。
凸透镜使光线向透镜中心汇聚,称为正透镜;凹透镜使光线发散,称为负透镜。
2. 成像规律:透镜成像满足一定的成像规律。
凸透镜的物体距离透镜越远,成像距离透镜越近;凹透镜的物体越靠近透镜,成像距离透镜越远。
四、光的干涉与衍射1. 光的干涉:当两束或多束光波相遇时,叠加产生干涉现象。
其中,相干干涉是指两束光波的相位差保持不变;非相干干涉是指两束光波的相位差随着时间变化。
2. 光的衍射:当光波通过一个小孔或绕过一个物体的边缘时,会发生衍射现象。
衍射是光的波动性质的表现,是光波传播过程中波的弯曲和扩散现象。
五、偏振与光的颜色1. 光的偏振:光波的振动方向不一致,称之为偏振光。
利用偏振光的特性可以实现光的解析、消光等应用。
2. 光的颜色:白光是由多种颜色的光波混合而成。
通过棱镜的折射和色散效应,可以将白光分解为一系列彩色光。
以上是高二物理光学知识点的简要总结归纳。
希望通过这篇文章的阅读,可以帮助大家复习和巩固相关知识,为物理学习打下坚实的基础。
[高二理化生]选修3-4-光学全部课件
![[高二理化生]选修3-4-光学全部课件](https://uimg.taocdn.com/51eb78e1fc0a79563c1ec5da50e2524de518d0d2.webp)
n 2,C 45
2024/8/18
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3.如图,水下点光源发出的光在水面上区域?
2024/8/18
S
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4.关于“视深”问题
例有人在游泳池边上竖直向下观察池水的深度, 看上去池水的视深约为h,已知水的折射率 n=4/3,那么,水的实际深度约为多少?
2024/8/18
广播、电视、雷达、无线通信等
2024/8/18
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电视信号及其伴音的发送和接收
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三.电磁振荡
一.电磁振荡
1. 振荡电流:大小和方向都随时间做周期性变 化的电流叫做振荡电流;
2. 振荡电路:能够产生振荡电流的电路(LC振
荡电路)
3.电磁振荡:在振荡电路产生振荡电流的过程中, 电容器电量和相关电场;电路中的电流和相关磁 场都在做周期性的变化
一、光的干涉 1、干涉的条件:两个相干波源(频率相同) 2、英国物理学家托马斯·杨观察到光的干涉现象
杨氏双缝干涉实验:
条纹亮暗的实质:
两列相干波相遇时形成的干涉图样中的加强
区与减弱区 2024/8/18
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3.产生亮、暗条纹的条件:
亮纹:屏上某点到双缝的光程差等于波长的整数
倍,即δ= nλ(n=0,1,2,……)
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4、光的电磁说
1、麦克斯韦根据电磁波与光在真空中的传播速度相同,提出光 在本质上是一种电磁波——这就是光的电磁说,赫兹用实验证明 了光的电磁说的正确性。 2、电磁波谱
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四、电磁波的发射 1、有效地发射电磁波的条件 ①频率足够高 ②形成开放电路 2、无线电波的发射:
沪教版高中物理选修2-3课件2.2增透技术与光的干涉2

条纹间距Δx、缝宽d和缝屏距离L的关系: x l
d
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 2L 即: r d x
L
r k(k取1,2,3......时 ) ,出现亮条纹
增透技术与光的干涉
托马斯·杨
1773~1829
1801年,英国物理学家托 马斯·杨在实验室里成功的观察 到了光的干涉现象.
光学的发展简介:
光是什么?
在物理学的发展史上,光是什么的问题经历过很长一段时 间的争论,包括牛顿、惠更斯和爱因斯坦在内的大批科学家均 参与其中。正是他们大量的争论,推动了光学的发展。
光学是物理学中最古老的一个基础学科,又 是当前科学研究中最活跃的学科之一。随着人类 对自然的认识不断深入,光学的发展大致经历了 萌芽时期、几何光学时期、波动光学时期、量子 光学时期、现代光学时期等5个时期。
大量事实证明,光是直线前进的,可能是一个微小的粒子。
光的直线传播
光的反射
光的折射
我们如果能看到光发生干涉、衍射等现象,具有波特 有的性质,那么我们就可以说光是一种波。
二、薄膜干涉
单色光成单色条纹; 复色光成彩色条纹
二、薄膜干涉
形成干涉图样的原 因是:重力作用下,薄 膜的厚度随高度变化, 当入射光射到肥皂泡液 薄膜上时,由液膜前的 两个表面反射回来的两 列光是相干光,相互叠 加产生干涉。
高二物理选修一光学知识点
高二物理选修一光学知识点光学是高二物理选修课程中的重要组成部分,它主要研究光的性质、光的传播以及光与物质的相互作用。
本文将详细介绍高二物理选修一中的光学知识点,帮助学生更好地理解和掌握光学的基本概念和原理。
一、光的基本概念光是一种电磁波,它在真空中的传播速度是宇宙中最快的速度,即光速,约为每秒299,792,458米。
光具有波粒二象性,即既可以表现为波动,也可以表现为粒子。
在光学中,我们通常关注的是光的波动性质,如干涉、衍射和偏振等现象。
二、光的传播1. 直线传播在均匀介质中,光沿直线传播。
这一现象可以通过小孔成像、日食和月食等现象来解释。
光的直线传播是光学成像的基础,也是光学仪器设计的重要依据。
2. 反射当光遇到不同介质的界面时,部分光会被反射回来。
反射分为镜面反射和漫反射。
镜面反射是指光在光滑表面上反射,反射光线与入射光线的夹角相等;漫反射则是指光在粗糙表面上反射,反射光线向各个方向散射。
3. 折射光从一种介质进入另一种介质时,其传播方向会发生改变,这种现象称为折射。
折射的程度取决于两种介质的折射率,遵循斯涅尔定律。
折射现象是透镜成像的基础,也是解释彩虹等自然现象的关键。
三、光的干涉和衍射1. 干涉当两束或多束相干光波相遇时,它们会相互叠加,形成干涉现象。
干涉现象可以分为构造性干涉和破坏性干涉。
构造性干涉是指两个波峰或两个波谷相遇,光强增强;破坏性干涉是指波峰与波谷相遇,光强减弱。
干涉现象是精密测量和光纤通信等领域的重要原理。
2. 衍射当光波遇到障碍物或通过狭缝时,会发生弯曲和展开,这种现象称为衍射。
衍射现象的特点是光波在障碍物的边缘形成明暗相间的条纹。
衍射现象是研究光波特性的重要手段,也是制造光栅和研究微观结构的基础。
四、光的偏振偏振是光波振动方向的选择性。
自然光是偏振方向随机的光波,而偏振光则是振动方向有序的光波。
通过使用偏振片,可以选择性地过滤掉特定方向的光波,从而获得偏振光。
偏振现象在液晶显示、3D电影以及光学仪器中有着广泛的应用。
专题 光的折射与全反射(课件)高二物理(沪科版2020上海选择性必修第一册)
为i=45°,sin 45°>sin C,
则单色光在玻璃砖内射到平面上时会发生全反射,
其光路图如图所示
由几何关系得单色光在玻璃砖内传播的距离为
x=4 2R+2R 传播速度为 v=nc=35c
传播时间为 t=vx=20
2+10R 3c .
针对训练 某种光学元件由两种不同透明物质Ⅰ和Ⅱ制成,其横截面如
1234
解析 一束平行光垂直于 AB 边射入,AC 边恰好没有光线射出,说明临
界角 C=45°,折射率 n=sin1 C= 2. 光路图如图所示. BC 弧上有光线射出部分弧长为 l=π4d,故 A、B 错误; 由几何关系可知,从 BC 弧上射出介质的临界光线在介 质中传播时间最短,tmin=d+d2ccos 45°=2 22+c 1d,故 C 正确,D 错误.
Hale Waihona Puke 答案2 3R c解析
透明物质Ⅰ中光速
v1=nc1=
3 3c
光在透明物质Ⅰ中传播用时 t1=vR1=
3R c
透明物质Ⅱ中光速
v2=nc2=
3 2c
由几何关系知OM=OA=R
MC=AC-AM=433R- 3R= 33R
所以 MQ=MCcos 30°=R2
光在透明物质Ⅱ中传播用时 t2=OM+v2MQ=23vR2=
1234
解析 光从光密介质射向光疏介质时才可能发生全反 射,因此光在A点由空气进入介质球时,肯定不能发生 全反射; 如图,对于球上任意一点,球面法线一定过球心O, 设r为光从A点射入时的折射角,则r和i′为等腰三角形 的两底角,因此有i′=r, 根据折射定律 n=ssiinn ri,得 sin r=sinn i, 即随着i的增大,r增大,但显然r不可能大于临界角C,
上海物理高考《光学》试题
《光学》习题库第一章, 光的干涉(一)选择题1.严格地讲,空气折射率大于1,因此在牛顿环实验中,若将玻璃夹层中的空气逐渐抽去而成为真空时,干涉环将:A 、变大B 、缩小C 、不变D 、消逝2.在迈克耳逊干涉仪中观察钠黄光时,如果连续移动干涉仪的可动反射镜以使光程差增加,所观察到的等倾干涉圆环将不断地从中央产生向外扩大,并且干涉图样的可见度人最大到最小又从最小到最大周期性变化,当可见度变化一个周期时,从中央产生的干涉明圆环数最接近于:A 、245B 、490C 、980D 、19603.杨式双缝实验装置中,光源的波长为6000Ǻ。
两狭缝的间距为2mm 。
在离缝300cm 的一光屏上,观察到干涉图样的明条纹的间距为:A 4.5mmB 4.1mmC 3.1mmD 0.9mm4.在折射率为n 2的玻璃制成的光学元件表面,镀上单层介质增透膜,膜厚度为h ,折射率为n 1,元件在空气中使用。
假如希望这个镀膜表面对于正入射的波长为λ的光完全消反射就有如下要求:A 、221n n = 且 1412n k h λ⎪⎭⎫ ⎝⎛+=(k=0,1,2,…… B 、221n n =,且 1412n k h λ⎪⎭⎫ ⎝⎛+=C 、221n n = 且 121n k h λ⎪⎭⎫ ⎝⎛+= D 、221n n =,且 121n k h λ⎪⎭⎫ ⎝⎛+=5.图下方是检验透镜曲率的干涉装置,用波长为λ的单色光垂直照射,干涉花样如图的上方所示则透镜下表面与横具间邻隙厚度不超过:A 、2/3λB 、2λC 、D 、12λ6.用劈尖干涉检测二件的表面,当波长为λ的单色光垂直入射时,观察到干涉条纹如图,图中每一条纹弯曲部分的顶点恰与右边相邻的直线部分的连续相切,由图可见二件表面:A 、有一凹陷的槽,深为λ/4B 、有一凹陷的槽,深为λ/2C 、有一凸起的埂,高为λ/4D 、有一凸起的埂,高为λ/27.S 是单色光点光波,P 是屏幕上给τ定点,那么左下图最可能是哪种光学现象的演示实验:A 、色差B 、干涉C 、菲涅耳衍射D 、夫琅和费衍射8.晴朗的天空所以呈浅兰色,清晨日出或傍晚日晚日落的晨曦和晚霞呈现红色,其原因为:A 、太阳光被大气所吸收B 、太阳光被大气所色散C 、太阳光被大气所偏振D 、太阳光被大气所散射9.波长为5500 Ǻ的单色光垂直照射,如果第五个暗环的半径是1.414厘米,第85个暗环的半径是1.871厘米,则该装置中的平凸透镜的曲率半径是 米,若已知该透镜直径是4厘米,则理论计算可产生圆干涉条纹数约为 。
高二物理光学知识点
高二物理光学知识点光学是物理学中的一个重要分支,在高二物理的学习中,光学知识占据着重要的地位。
下面我们就来详细了解一下高二物理光学的相关知识点。
一、光的折射当光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向会发生改变,这种现象叫做光的折射。
折射定律是理解光折射现象的关键。
折射定律指出:折射光线、入射光线和法线在同一平面内,折射光线和入射光线分别位于法线的两侧;入射角的正弦与折射角的正弦成正比。
折射率是一个反映介质光学性质的物理量,它等于光在真空中的速度与光在该介质中的速度之比。
折射率越大,光在该介质中传播速度越慢。
在实际生活中,我们常见的折射现象有很多。
比如,把一根筷子插入水中,看起来筷子好像在水面处折断了;还有我们通过放大镜看物体,也是利用了光的折射原理。
二、光的全反射当光从光密介质射向光疏介质时,如果入射角增大到某一角度,折射光线会消失,只剩下反射光线,这种现象叫做全反射。
发生全反射的条件有两个:一是光从光密介质射向光疏介质;二是入射角大于或等于临界角。
临界角是指折射角等于 90 度时的入射角。
通过折射率可以计算出临界角的大小。
全反射在现代科技中有广泛的应用,比如光纤通信就是利用了光的全反射原理,使得光能够在光纤中高效传输。
三、光的干涉两列频率相同、振动方向相同、相位差恒定的光波相遇时,会出现明暗相间的条纹,这种现象叫做光的干涉。
杨氏双缝干涉实验是证明光具有波动性的重要实验之一。
在双缝干涉实验中,相邻两条亮条纹或暗条纹之间的距离与光的波长、双缝间距以及双缝到光屏的距离有关。
通过这个实验,我们可以测量光的波长。
光的干涉在生产和生活中也有很多应用,比如在光学仪器的制造中,可以利用干涉原理来检测光学元件表面的平整度;在镀膜技术中,通过控制薄膜的厚度和折射率,可以实现增透膜或增反膜的效果。
四、光的衍射光在传播过程中遇到障碍物或小孔时,会偏离直线传播路径,在障碍物后面的屏上出现光强分布不均匀的现象,叫做光的衍射。
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光的性质专题一.光的本性学说的历史发展牛顿:微粒说;惠更斯:波动说;麦克斯韦:电磁说;爱因斯坦:光子说;光的波粒二象性【典型例题】1.(1993上海)17世纪,物理学家提出了光的波动说。
为了解释实验,爱因斯坦提出了光子说。
2.(1997上海)关于光的本性,早期有牛顿的微粒说和惠更斯的说,后来又有麦克斯韦的电磁说。
本世纪初,为解释现象,爱因斯坦提出了光子说。
3.(2006上海)人类对光的本性的认识经历了曲折的过程。
下列关于光的本性的陈述符合科学规律或历史事实的是()(A)牛顿的“微粒说”与爱因斯坦的“光子说”本质上是一样的(B)光的双缝干涉实验显示了光具有波动性(C)麦克斯韦预言了光是一种电磁波(D)光具有波粒两象性二.光的波动性1.光的干涉两束频率相同的光在空间互相叠加,某些区域振动始终加强,某些区域振动始终减弱,并且振动加强区域和减弱区域相互间隔,这种现象叫做光的干涉。
要产生光的干涉现象,两个光源必须是相干光源。
杨氏双缝干涉实验(托马斯·杨)双缝干涉实验装置如图所示,其中单缝的作用是,双缝的作用是,光屏的作用是。
观察到的现象是。
双缝干涉中如果光源发出的是单色光,则干涉图样是明暗相间的条纹;如果光源是白光,则干涉图样是彩色条纹。
双缝干涉图样的特征是相邻两亮条纹或暗条纹之间的距离总是相等的。
在实验装置相同的情况下,用不同的单色光做实验,条纹间的距离是不同的,红光最宽,紫光最短。
【典型例题】4.(1996上海)用单色光做双缝干涉实验,下列说法中正确的是()(A)相邻干涉条纹之间的距离相等(B)中央明条纹宽度是两边明条纹宽度的2倍(C)屏与双缝之间距离减小,则屏上条纹间的距离增大(D)在实验装置不变的情况下,红光的条纹间距小于蓝光的条纹间距5.(1994上海)用红光做双缝干涉实验,在屏上观察到干涉条纹。
在其他条件不变的情况下,改用紫光做实验,则干涉条纹间距将变。
如果改用白光做实验,在屏上将出现色条纹。
6.(1997全国)在双缝干涉实验中,以白光为光源,在屏幕上观察到了彩色干涉条纹,若在双缝中的一缝前放一红色滤光片(只能透过红光),另一缝前放一绿色滤光片(只能透过绿光),这时()(A)只有红色和绿色的双缝干涉条纹,其它颜色的双缝干涉条纹消失(B)红色和绿色的双缝干涉条纹消失,其它颜色的双缝干涉条纹依然存在(C)任何颜色的双缝干涉条纹都不存在,但屏上仍有光亮(D)屏上无任何光亮7.如图所示是做双缝干涉实验的示意图。
先做操作1:用两块不同颜色的滤色片分别挡住双缝屏上、下两半I和Ⅱ。
接着再做操作2:用不透明的挡板挡住b缝。
若两块滤色片一块是红色,一块是蓝色,则()(A)完成操作1后,光屏上出现的是图(b)图案,且甲是红色条纹,乙是蓝色条纹(B)完成操作1后,光屏上出现的是图(c)图案,且丙是蓝色条纹,丁是红色条纹(C)完成操作2后,光屏上出现的是图(b)图案,且甲是蓝色条纹,乙是红色条纹(D)完成操作2后,光屏上出现的是图(c)图案,且丙是红色条纹,丁是蓝色条纹8.(2005广东)如图所示,在“用双缝干涉测光的波长”实验中,光具座上放置的光学元件依次为①光源、②、③、④、⑤遮光筒、⑥光屏。
对于某种单色光,为增加相邻亮纹(暗纹)间的距离,可采取或的方法。
9.(2006全国)利用图中装置研究双缝干涉现象时,有下面几种说法:(A)将屏移近双缝,干涉条纹间距变窄(B)将滤光片由蓝色的换成红色的,干涉条纹间距变宽(C)将单缝向双缝移动一小段距离后,干涉条纹间距变宽(D)换一个两缝之间距离较大的双缝,干涉条纹间距变窄(E)去掉滤光片后,干涉现象消失其中正确的是:。
薄膜干涉【典型例题】10.(2002上海)如图所示为一显示薄膜干涉现象的实验装置,p是附有肥皂膜的铁丝圈,S是一点燃的酒精灯,往火焰上洒些盐后,在肥皂膜上观察到的干涉图象应是下图中的()11.(2008上海)用如图所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象,图(a)是点燃的酒精灯(在灯芯上洒些盐),图(b)是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属线圈,将金属线圈在其所在的平面内缓慢旋转,观察到的现象是()(A)当金属线圈旋转30°时,干涉条纹同方向旋转30°(B)当金属线圈旋转45°时,干涉条纹同方向旋转90°(C)当金属线圈旋转60°时,干涉条纹同方向旋转30°(D)干涉条纹保持不变12.(2004全国)下面是四种与光有关的事实①用光导纤维传播信号②用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度③一束白光通过三棱镜形成彩色光带④水面上的油膜呈现彩色其中,与光的干涉有关的是()(A)①④(B)②④(C)①③(D)②③13.如图所示是用干涉法检查某块厚玻璃板的上表面是否平的装置,所用单色光是用普通光源加滤色片产生的。
检查中所观察到的干涉条纹是由下列哪两个表面反射的光线叠加而成的?()(A)a的上表面和b的下表面(B)a的上表面和b的上表面(C)a的下表面和b的上表面(D)a的下表面和b的下表面14.(2003上海)劈尖干涉是一种薄膜干涉,其装置如图a所示,将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上,在一端夹入两张纸片,从而在两片玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜,当光垂直入射后,从上往下看到的干涉条纹如图b所示,干涉条纹有如下特点:(1)任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等,(2)任意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定,现若将图甲装置中抽去一张纸片,则当光垂直入射到新的劈形空气膜后,从上往下观察到的干涉条纹()(A)变疏(B)变密(C)不变(D)消失2.光的衍射光绕过障碍物(或孔隙)而偏离直线传播的现象叫做光的衍射。
要观察到明显的光的衍射现象,障碍物(或孔隙)的尺寸必须比光波的波长小或与它差不多。
单缝衍射单缝衍射图样的中央亮纹较宽,其两侧亮纹的亮度明显递减。
红光单缝衍射蓝光单缝衍射白光单缝衍射【典型例题】15.(2005上海)部分电磁波的大致波长范围如图所示。
若要利用缝宽与手指宽度相当的缝获得明显的衍射现象,可选用波段的电磁波,其原因是。
16.(2000上海)单色光源发出的光经一狭缝,照射到光屏上,可观察到的图象是()17.(1995全国)在观察光的衍射现象的实验中,通过紧靠眼睛的卡尺测脚形成的狭缝,观看远处的日光灯管或线状白炽灯丝(灯管或灯丝都要平行于狭缝),可以看到()(A)黑白相间的直条纹(B)黑白相间的弧形条纹(C)彩色的直条纹(D)彩色的弧形条纹18.(2007上海)光通过各种不同的障碍物后会产生各种不同的衍射条纹,衍射条纹的图样与障碍物的形状相对应,这一现象说明()(A)光是电磁波(B)光具有波动性(C)光可以携带信息(D)光具有波粒二象性19.(2008上海)在杨氏双缝干涉实验中,如果()(A)用白光作为光源,屏上将呈现黑白相间的条纹(B)用红光作为光源,屏上将呈现红黑相间的条纹(C)用红光照射一条狭缝,用紫光照射另一条狭缝,屏上将呈现彩色条纹(D)用紫光作为光源,遮住其中一条狭缝,屏上将呈现间距不等的条纹圆孔衍射圆孔衍射图样是明暗相间的同心圆环刮胡刀片的阴影【典型例题】20.(2001上海)A、B两幅图是由单色光分别射到圆孔而形成的图象,其中图A是光的(填干涉或衍射)图象。
由此可以判断出图A所对应的圆孔的孔径(填“大于”或“小于”)图B所对应的圆孔的孔径。
3.电磁波谱麦克斯韦提出光的电磁说,后经赫兹实验证实。
各种电磁波按频率由小到大的顺序排列构成了电磁波谱:无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。
在真空中有相同的传播速度c=3.00×108m/s。
它们的波长λ,波速v,频率f的关系服从共同的规律v=λf红外线最显著的是热作用;紫外线最显著的是化学作用;X射线有非常强的穿透能力;γ射线的穿透能力更强。
红光波长0.77~0.62微米,频率3.9~4.8×1014赫兹;紫光波长0.45~0.40微米,频率6.7~7.5×1014赫兹;【典型例题】21.(2004上海)下列说法中正确的是()(A)光的干涉和衍射现象说明光具有波动性(B)光的频率越大,波长越大(C)光的波长越大,光子的能量越大(D)光在真空中的传播速度为3.00×108m/s22.(1990上海)单色光从空气射到水中,它的()(A)频率和波长都要改变(B)波长和传播速度都要改变(C)传播速度和颜色都要改变(D)频率和颜色都要改变23.(2006广东)目前雷达发射的电磁波频率多在200MHz至1000MHz的范围内。
下列关于雷达和电磁波说法正确的是()(A)真空中上述雷达发射的电磁波的波长范围在0.3m至1.5m之间(B)电磁波是由恒定不变的电场或磁场产生的(C)测出从发射电磁波到接收反射波的时间间隔可以确定雷达和目标的距离(D)波长越短的电磁波,反射性能越强三.光的粒子性1.光电效应现象在光的照射下从物体发射出电子的现象叫做光电效应。
发射出的电子叫做光电子。
光电效应的规律:(1)任何一种金属都有一个极限频率ν0(或极限波长λ0),入射光的频率必须大于这个极限频率,才能产生光电效应;(2)光电子的最大初动能与入射光的强度无关,只随着入射光频率的增大而增大;(3)光电子的发射几乎是瞬时的;(4)当入射光的频率大于极限频率时,光电流的强度与入射光的强度成正比。
光电效应规律中的前三条,都无法用经典的波动理论来解释。
【典型例题】24.(1998上海)下列实验中,能证实光具有粒子性的是()(A)光电效应实验(B)光的双缝干涉实验(C)光的圆孔衍射实验(D)α粒子散射实验25.(2001上海)光电效应实验的装置如图所示,则下面说法中正确的是()(A)用紫外光照射锌板,验电器指针会发生偏转(B)用红色光照射锌板,验电器指针会发生偏转(C)锌板带的是负电荷(D)使验电器指针发生偏转的是正电荷26.(2008上海)如图所示,用导线将验电器与洁净鋅板连接,触摸锌板使验电器指示归零,用紫外线照射锌板,验电器指针发生明显偏转,接着用毛皮摩擦过的橡胶棒接触锌板,发现验电器指针张角减小,此现象说明锌板带电(选填“正”或“负”);若改用红外线重复以上实验,结果发现验电器指针根本不会偏转,说明金属锌的极限频率红外线的频率(选填“大于”或“小于”)。
27.对光电效应作出合理解释的物理学家是()(A)爱因斯坦(B)玻尔(C)查德威克(D)德布罗意28.(2005上海)2005年被联合国定为“世界物理年”,以表彰爱因斯坦对科学的贡献。
爱因斯坦对物理学的贡献有()(A)创立“相对论”(B)发现“X射线”(C)提出“光子说”(D)建立“原子核式模型”29.(1998上海)某单色光照射某金属时不能产生光电效应,则下述措施中可能使该金属产生光电效应的是()(A)延长光照时间(B)增大光的强度(C)换用波长较短的光照射(D)换用频率较低的光照射30.(1992全国)已知铯的极限频率为4.545×1014赫,钠的为6.000×1014赫,银的为1.153×1015赫,铂的为1.529×1015赫。