第四节光学、原子物理.doc
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。
光学和原子物理
• 卢瑟福对实验结果的解释 • 核式结构的不足
– 认为原子寿命的极短 – 认为原子发射的光谱应该是连 续的
卢瑟福 α粒子散射实验
• 利用核式结构解释实验结果
– 电子对α 粒子的作用忽略不计。 – 因为原子核很小，大部分α 粒 子穿过原子时离原子核很远， 受到较小的库仑斥力，运动几 乎不改变方向。 – 极少数α 粒子穿过原子时离原 子核很近，因此受到很强的库 仑斥力，发生大角度散射。
①曝光时间不长时，光的能量太小，底片上的条纹看不清楚 ②单个光子的运动与宏观质点的运动不同，没有确定的轨道 ③出现亮条纹的地方是光子到达机会较多的地方 ④大量光子的行为表现出波动性 A．①②③ B．①③④ C．②③④ D．③④ 答案：C。解答：单个光子打到哪里是不确定的，其作用表现 出粒子性；大量光子的到达一些地方机会较多，表现出光的波 动性，光是几率波。
3、玻尔的原子模型
• 电子轨道量子化 rn n r1
2
定态
– 电子绕核做圆周运动仍然服从 经典力学规律。但轨道不是任 意的，且不产生电磁辐射。
激发态 激发态
• 原子能量量子化 En E1 / n
– 电子在不同的轨道，原子具 有的能量不同。
n= n=4 n=3 n=2
0 -0.85eV -1.51eV
+
A
当反向电压达到UC时， 最大初速度的光电子也 刚好无法到达A板。
eU C 0 E K max
反向电压较大时 反向电压不足时
光电子的能量只与入射光的频率有关
• 实验过程
– 增加入射光的频率，遏制电压越大
• 微观解释
h E K max W0
eU C 0 E K max
红外线：热效应，夜视仪、遥感（温度、适度） 紫外线：消毒、促进钙的吸收、使荧光物质发光 X射线：透视、探伤 γ射线：探伤、保鲜、杀死不良细胞
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》
《原子物理》一、黑体辐射1.与温度有关，温度越高辐射强度越大2.辐射强度的极大值随着温度的升高，向波长减小的方向移动3.证明光具有粒子性二、能量子1、普朗克认为能量是一份一份的，每一份为一个能量子，即：能量（级）是分立的，不连续的2、能量子的能量E=hγ（h:普朗克常量；γ：频率）三、康普顿效应1、光通过晶体后波长增加的现象（光是粒子，与晶体碰撞损失能量，频率减小，波长增加）2、证明光具有粒子性四、光电效应1、用光照射金属，金属表面逸出电子的现象叫光电效应，逸出的电子叫光电子，形成的电流叫光电流。
2、发生条件：γ入>γ极3、光电效应方程：W入-W逸=E k0（W入=hγ入W逸=hγ极E k0：最大初动能）4、能否发生光电效应与光照时间无关，光电效应发生时间10-9s左右5、能否发生光电效应与光照强度无关（光照强度：单位时间内打在单位面积上的光子能量）U c−eU c=0−6、遏止电压：将逸出的光电子的最大初动能减为零加的反向电压E k0U c =w入−w极e=ℎγ入−ℎγ极e=ℎeγ入−ℎγ极e=kx−b7、饱和光电流：光电流I与电压的关系(用同一光电管做实验)(1)甲、乙两种色光比较：两种色光对应的光电子最大初动能E k甲＝E k乙，两色光频率ν甲＝ν乙，两种色光对应的截止频率νc甲＝νc乙，两种色光强度关系：甲乙颜色相同，甲光较强。
(2)丙、丁两种色光的比较：两种色光对应的光电子最大初动能E k丙<E k丁，两色光频率ν丙<ν丁；两种色光对应的截止频率νc丙＝νc丁。
五、物质波（概率波）1、德布罗意提出物质波2、λ=h/p (E=hγ E=mc2 hγ=mc2 γ=c/λ 得：λ=h/p)六、光的波粒二象性1、光的干涉、衍射、偏振等现象证明光具有波动性。
2、黑体辐射、光电效应、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。
七、原子结构1、电子的发现：物理学家J.J.汤姆孙提出原子的“枣糕模型”（西瓜模型），发现阴极射线管附近的粒子带负电并测出其比核，即：发现了电子。
(完整版)高中物理光学、原子物理知识要点
光学一、光的折射1．折射定律：2．光在介质中的光速：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，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.2．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(频率也可能用表示），来源于机械波中的公式。
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。
频率f（或ν)真空中里的波长λ折射率n同一介质中的光速偏折程度临界角C红光大大大紫光大大大原因n越大偏折越厉害发生全反射光子能量发生光电效应双缝干涉时的条纹间距Δx发生明显衍射红光大容易紫光容易大容易原因临界角越小越容易发生全反射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,由于两光源对此点的作用总是步调一致，叠加后使此点振动加强。
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。
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。
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 n sin sin =3、折射率 v c 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。
光学与原子物理
单个光子的运动学的统计规律由电磁理论描述。 光很弱时，光子一个一个被探测到，不可能半个光子(粒 子性);少量时，无规律，大量光子时，出现干涉条纹亮 度大则光子出现的几率大。光子在屏上出现几率与电磁 理论计算结果一致。 光波是光子的几率波。
“Light is, in short, the most refined form of matter.” --Louis de Broglie
《光学与原子物理》 任希锋
光学与光学工程系 中科院量子信息实验室 办公室：量子信息楼303 Tel： 3600644 Email：renxf@
助教
• 黄少茹老师 • 徐滕老师
《光学》
第零章 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 绪论 几何光学 光的波动模型 光的干涉 光的衍射 光的电磁性
• 波动光学，量子光学统称物理光学，描述光的本 性！
光学的分类
• 当光场(光波传播到的整个区域)的特征量(能量密度、光 强度)》h时， 量子效应不明显－－波动光学！
• 传播过程中障与物质相互作用时(一个光子与一个原子作用)－－量子 光学
光是什么？
1. 光的机械微粒说与初期波动说的斗争微粒说： 光是粒子流(满足力学规律) 代表人物：Descartes, Newton
5.对量子理论的影响 1924年前后，德布罗意受光的波粒二象性启发，提出微 观粒子也具有波粒二象性的大胆假设，导致量子力学诞 生(微观粒子的波动力学)，后被电子衍射、中子衍射所 证实。 后来海森堡、玻尔、波恩、薛定谔、狄拉克等人创立和 发展了量子力学 20世纪20-30年代，狄拉克、费米等人又在量子力学基 础上创立了“相对论量子力学”、“量子场论”、“量 子电动力学”，描述基本粒子之间、光子与带电粒子之 间的相互作用。
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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，若其它操作正确，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P1、P2、P3、P4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O1O′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 如右图所示，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。
(2)光斑在P 点即将消失时的瞬时速度。
【解析】光线垂直于液面入射，平面镜水平放置时反射光线沿原路返回，平面镜绕O逆时针方向转动时经平面镜的反射，光开始逆时针转动，液面上的观察者能得到由液面折射出去的光线，则看到液面上的光斑，从P 处向左再也看不到光斑，说明从平面镜反射P 点的光线在液面产生全反射，根据在P 处产生全反射条件得：︒90sin sin θ＝n 1＝21 sin θ＝22，θ＝45° (1)因为θ＝45°，PA ＝OA ＝h ，t ＝ω8π＝ω8π -V ＝ω8πh ＝πh ω8 (2)光斑转到P 位置的速度是由光线的伸长速度和光线的绕O 转动的线速度合成的，光斑在P 位置的线速度为22ωh ，所以光斑沿液面向左的速度v ＝v 线/cos45°＝22ωh/cos45°＝4ωh 。
例4 如右图为查德威克发现中子的实验示意图，其中①为 ，② ，核反应方程为 。
【解析】有关原子物理的题目每年高考都有题，但以选择题和填空题为主，要求我们复习时注意有关的理论提出都是依据实验结果的，因此要注意每个理论的实验依据答案：中子流 质子流 94Be+ 42He 126C+ 10n 。
三、能力训练(一)选择题1.红色、绿色和黄色的三束平行光分别沿主光轴射向同一个玻璃凸透镜，通过透镜折射后会聚到主轴上，会聚点到光心的距离分别是f红、f黄、f绿，则( )A.f红=f绿=f黄B.f红＜f黄＜f绿C.f绿＜f黄＜f红D.f红＞f绿＞f黄2.如图所示，OO′为透镜的主光轴，当将点光源置于A点时，其像位置在B点，则 ( )A.当将点光源置于B点时，则像必成在A点B.当将点光源置于B点时，则像一定不会成在A点C.该透镜是凸透镜D.该透镜是凹透镜3.如图所示，一条光线射到凸透镜上，某人画出了该光线经透镜折射后的光路，其中肯定不正确的是 ( )A.①光线B.②光线C.③光线D.④光线4.如图所示，a、b、c是三块折射率不同的透明介质平板玻璃，彼此平行放置，且有n a ＜n b＜n c,一束单色光线由空气中以入射角i射到介质a中，当光线由介质c射到空气中时，折射角为r，则有( )A.i＞rB.i=rC.i＜rD.无法确定5.照相机的镜头相当于一个凸透镜，如果不慎在镜头上染上一个小墨点，则照出的相片上 ( )A.有一个放大的墨影B.有一个缩小的墨影C.一片漆黑D.基本正常6.一种电磁波入射到一个直径为1m的圆孔上，所观察到的衍射现象是明显的，这种波属于电磁波谱中的哪个区域( )A.r射线B.可见光C.x射线D.无线电波8.在演示光电效应的实验中，原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连，用弧光灯照射锌板时，验电器的指针就张开一个角度(如图)，这时 ( )A.锌板带正电，指针带负电B.锌板带正电，指针带正电C.锌板带负电，指针带正电D.锌板带负电，指针带负电9.某单色光在真空中的波长为λ，光速为c，普朗克常量为h.现光以入射角i由真空射入水中，折射角为r，则( )A.i＜rB.光在水中的波长为λ1=(sini/sinr)λC.每个光子在水中的能量E=(hcsinr) /(λsini)D.每个光子在水中的能量E=(hc)/λ11.一束单色光照射到处于基态的一些氢原子上。
氢原子吸收光子后能辐射出频率v1、v2、v3三种不同光子，且v1＜v2＜v3。
则入射的单色光的频率是( )A.v1B.v2C.v3D.v1+v2+v312.如图，在遮光板中央挖一圆洞，嵌入一块与圆洞等大的透镜，一束平行光垂直照射到透镜上，在遮光板后与板平行的屏上呈现一个直径2倍于透镜直径的圆形光斑，若屏与遮光板相距为d，则透镜的焦距的大小可能为 ( )A.d/4B.d/3C.d/2D.d13.如图所示，在凸透镜主光轴上放一点光源P成像于A点，OP＜OA，A处有垂直于主轴的平面镜，通过透镜的光经平面镜反射后 ( )A.可在OP之间成像B.可在P点成像C.向右移动透镜，可能在P点成像D.向左移动透镜，可能在P点成像14.下列斜述正确的是( )A.要使照像机底片上的人像大一些，必须把照像机移向被照人，且把暗箱拉长B.放映幻灯时，幻灯片总是倒立的C.用放大镜观察物体时，物距总小于焦距D.放大镜是凸透镜15.如图所示，两束单色光a、b自空气射入玻璃，经折射形成复合光束c，则下列说法中正确的是 ( )A.a光光子的能量比b光光子的能量大B在空气中，a光的波长比b光的波长短C.在玻璃中，a光的光速小于b光的光速D.玻璃对a光的临界角大于对b光的临界角16.如图所示，A是直径为10cm的发光球，B是直径为5cm的遮光圆板，C是光屏，三者中心共轴，AB相距200cm，当B的本影在C上消失时，BC的距离及此时半影环的半径分别是 ( )A.100cm、10cmB.100cm、20cmC.200cm、20cmD.200cm、10cm17.可以用来说明光具有波粒二象性的现象是( )A.光的色散和光的衍射B.光的干涉和光电效应C.连续光谱的产生和红外线的热作用D.放射性现象和阴极射线18.如图所示，与主轴距离相等的单色光A和B，平行于主光轴射向凹透镜，经折射后其反向延长线交于P点，由此可得出 ( )A.A光在透镜玻璃中的速度比B光小B.透镜玻璃对A光的折射率比B光小C.在真空中B光的波长比A光小D.B光的光子能量比A光小19.放射性元素的半衰期是指 ( )A.原了核有半数发生衰变所用的时间B.原子核有半数发生衰变所需的时间的一半C.原子核的核子数减少一半所需的时间D.原子核的中子数减少一半所需的时间20.如图所示为发生月食时，太阳光照射光线的示意图，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和ⅣC.全部进入区域ⅢD.部分进入区域Ⅰ21.中子和质子结合成氘核，同时放出γ光子，核反应方程是11H+10n→21H+γ，以下说法中正确的是( )A.反应后氘核的质量一定小于反应前质子和中子的总质量B.反应前后质量数不变，因而质量不变C.由核子组成原子核一定向外释放能量D.光子所具有的能量为△mc2，△m为反应中的质量亏损，c为光速22.如图所示，是两个同种玻璃制成的棱镜，顶角α1略大于α2，两束单色光A和B分别垂直入射于三棱镜后，出射光线与第二界面的夹角β1=β2，则 ( )A.A光束的频率比B光束高B.在棱镜中A光束的波长比B光束的短C.在棱镜中B光束的传镜速度比A光束的大D.把两束光由水中射向空气，产生全反射，A光的临界角比B的临界角大(二)填空题1.现在，科学家们正在设法探寻“反物质”。
所谓“反物质”是由“反粒子”构成的，“反粒子”与其对应的正粒子具有相同的质量和相同的电量，但电荷的符号相反，据此，若有反α粒子，它的质量数为，电荷数为 .2.已知每秒钟从太阳射到地球的辐射能为1.4×103J/m2,其中可见光部分约占45%，假如A，太阳向各个方向的辐射是均匀的，日地间距离R=1.5×1011m,认为可见光的波长约为5500.普朗克常量h=6.63×10-34J·s,由此可估算出太阳每秒钟辐射出的可见光的光子数约为个。
(取一位有效数字)3.在池塘水面下的一条鱼，当鱼看到很远处在池塘岸边坐着的一个渔夫时，鱼的视线和竖直方向的夹角大约是 .(已知水的折射率是4/3)4.某同学在做测定玻璃折射率的实验，将玻璃砖放在白纸上，然后用笔直接贴着玻璃砖画出了两个界面，由于笔头较粗，使得画出的两个界面都向外出现了一小段距离，如图所示，之后，他没有移动玻璃砖，直接插针做完了实验，他实验结果测得的折射率将 .(填偏大，偏小，不变)5.在测定凸透镜焦距的实验中，试说明发生以下现象的原因(1)在光具座上无论怎样移动小灯，光屏与透镜都找不到像，而且光屏上只有在靠近透镜时有光，原因是 .(2)在光具座上固定好灯与透镜位置后，无论怎样移动光屏，屏上始终有光，但不能成像，原因是 .(3)在光具座上固定好灯与透镜位置后，把光屏移到最远时，屏上才能出现非常模糊的像，原因是 .6.一对正、负电子相遇发生湮灭，转化为一对频率相同的光子，已知电子质量为0.91×10-30kg,普朗克恒量h=6.63×10-34J·s,那幺两个光子的频率为 .(三)论述和计算1.在广口瓶中盛满水，如图那样把直尺AB紧挨着广口瓶瓶口的C点竖直插入瓶内，这时，在直尺对面的P点观察水面，能同时看到直尺在水中的部分和露出水面的部分在水中的像，读出你看到的直尺水下部分最低点的刻度S1以及跟这个刻度相重合的水上部分的刻度S2的像S′2，量出广口瓶的瓶口内径d，就能算出水的折射率。