【考前精品】2024年高考物理备考冲刺之易错点点睛系列-专题14-光的波动性-量子论初步光的干涉(学生版).doc

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【高考预测】

1、了解光电效应现象，知道光电效应的实质和发生的条件及应用。

2、了解光电效应的根本规律和光子说，知道爱因斯坦光电效应方程及其意义，能对宏观事实进行解释和计算。

3、了解光的波粒二象性，能区分光的波动性与粒子性和宏观概念中的波和粒子。

本章考查的重点是双缝干预、光的衍射、光电效应。在现在大综合的考试中本章知识更显得重要，因为它与现代科学技术有着紧密的联系，能与其它学科形成横向联系。应是出题的热点。

【知识导学】

一、光的波动性

1、光的干预

②现象：

③产生明暗条纹的条件：

如图两列完全相同的光波,射到屏上一点时,到两缝的路程差等于波长的整数倍(即半波长的偶数倍),那么该点产生明条纹;

到两缝的路程差等于半波长的奇数倍,那么该点产生暗条纹。

即=

①现象：

单色光照射薄膜，出现明暗相等距条纹

白色光照射薄膜，出现彩色条纹

实例：动膜、肥皂泡出现五颜六色

②发生干预的原因：是由于前外表的反射光线和反外表的反射光线叠加而成(图1)

③应用：a)利用空气膜的干预，检验工作是否平整〔图2〕

〔图1〕〔图2〕

假设工作平整那么出现等间距明暗相同条纹

假设工作某一点凹陷那么在该点条纹将发生弯曲

假设工作某一点有凸起，那么在该点条纹将变为

b)增透膜

2、光的衍射

〔1〕现象：

①单缝衍射

a)单色光入射单缝时，出现明暗相同不等距条纹，中间亮条纹较宽，较亮两边亮 条纹较窄、较暗

b)白光入射单缝时，出现彩色条纹

②园孔衍射：光入射微小的圆孔时，出现明暗相间不等距的圆形条纹

③泊松亮斑

光入射圆屏时，在园屏后的影区内有一亮斑

〔2〕光发生衍射的条件

障碍物或孔的尺寸与光波波长相差不多，甚至此光波波长还小时，出现明显的衍射现象

3、光的电磁说

〔1〕麦克斯伟计算出电磁波传播速度与光速相同，说明光具有电磁本质

〔2〕电磁波谱

无线电波

红外线

可见光

紫外线

X射线

?射线

组成频率波

增大

减小

产生机理

在振荡电路中，自由电子作周期性运动产生

原子的外层电子受到激发产生的

原子的内层电子受到激发后产生的

原子核受到激发后产生的

〔3〕光谱

①观察光谱的仪器，分光镜②光谱的分类，产生和特征

产生

特征

发射光谱

连续光谱

由炽热的固体、液体和高压气体发光产生的

由连续分布的，一切波长的光组成

明线光谱

由稀薄气体发光产生的

由不连续的一些亮线组成

吸收光谱

高温物体发出的白光，通过物质后某些波长的光被吸收而产生的

在连续光谱的背景上，由一些不连续的暗线组成的光谱

③光谱分析：

一种元素，在高温下发出一些特点波长的光，在低温下，也吸收这些波长的光，所以把明线光波中的亮线和吸收光谱中的暗线都称为该种元素的特征谱线，用来进行光谱分析。

二、光的核子性

1、光电效应

〔1〕光电效应在光〔包括不可见光〕的照射下，从物体发射出电子的现象称为光电

①任何一种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须大于这个极限频率才能发生光电效应，低于极限频率的光不能发生光电效应。

②光电子的最大初动能与入射光的强度无关，光随入射光频率的增大而增大。

③大于极限频率的光照射金属时，光电流强度〔反映单位时间发射出的光电子数的多少〕，与入射光强度成正比。

④金属受到光照，光电子的发射一般不超过10－9秒。

2、波动说在光电效应上遇到的困难

波动说认为：光的能量即光的强度是由光波的振幅决定的与光的频率无关。所以波动说对解释上述实验规律中的①②④条都遇到困难

3、光子说

〔1〕量子论：1900年德国物理学家普郎克提出：电磁波的发射和吸收是不连续的，而是一份一份的，每一份电磁波的能量E=hv

〔2〕光子论：1905年受因斯坦提出：空间传播的光也是不连续的，而是一份一份的，每一份称为一个光子，光子具有的能量与光的频率成正比。

即：E=hv

其中h为普郎克恒量

h=6.63×10－34JS

4、光子论对光电效应的解释

金属中的自由电子，获得光子后其动能增大，当功能大于脱出功时，电子即可脱离金属外表，入射光的频率越大，光子能量越大，电子获得的能量才能越大，飞出时最大初功能也越大。

三、波粒二象性

1、光的干预和衍射现象，说明光具有波动性，光电效应，说明光具有粒子性，所以光具有波粒二象性。

2、个别粒子显示出粒子性，大量光子显示出波动性，频率越低波动性越显著，频率越高粒子性越显著

3、光的波动性和粒子性与经典波和经典粒子的概念不同

〔1〕光波是几率波，明条纹是光子到达几率较大，暗条纹是光子达几率较小