光学、原子物理知识总结
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。
高中物理光学原子物理知识要点
高中物理光学原子物理知识要点集团文件版本号:(M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988)光学一、光的折射2.光在介质中的光速:n=n/n 1.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=nn2.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。
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。
高三物理光学和原子知识点
高三物理光学和原子知识点光学和原子是高中物理课程中较为抽象而深奥的内容,掌握这些知识点对于理解物质的微观结构和光的传播过程非常重要。
本文将重点讲解高三物理中光学和原子的关键知识点,帮助同学们更好地理解和记忆这些内容。
1. 光的折射和反射折射和反射是光学的基本现象。
当光从一种介质射向另一种介质时发生折射,而当光遇到界面时则发生反射。
根据斯涅尔定律,入射角、折射角和介质的折射率之间满足一个关系式,即n₁sinθ₁=n₂sinθ₂(其中n₁和n₂分别是两种介质的折射率,θ₁和θ₂分别是入射角和折射角)。
同时,反射也分为射线反射和面反射。
射线反射是指光线在物体表面上发生反射,根据光的反射定律,入射角等于反射角;而面反射则是指光线在光滑的界面上发生全反射,此时入射角大于临界角。
2. 球面镜与透镜球面镜具有折射和反射的性质,常见的有凸透镜、凹透镜、凸面镜和凹面镜。
光线通过凸透镜会发生透射和折射,分为实像和虚像;凹透镜则会发生透射和折射,只产生虚像。
对于球面镜,我们可以通过焦距、物距和像距来描述其成像特性。
其中,焦距是指光线平行于主光轴射入球面镜后,经过折射后会汇聚或发散的位置,可以根据球面镜的凸凹程度确定;物距是指光线从物体射入球面镜的位置;像距是指光线从球面镜射出后在像的位置。
3. 原子结构和能级原子是物质的基本单位,其结构包括原子核和电子云。
原子核由质子和中子组成,而电子云则是围绕原子核运动的电子。
根据量子力学的原理,电子只能在特定能级上运动,而且每个能级只能容纳特定数量的电子。
能级越靠近原子核,能量越低。
当电子从低能级跃迁到高能级时,会吸收能量;而当电子从高能级跃迁到低能级时,会释放能量。
光的发射和吸收现象可以通过原子的能级跃迁来解释。
当电子从高能级跃迁到低能级时,会释放出与跃迁差值相等的能量的光子;而当光子被物质吸收时,会导致电子跃迁到高能级。
4. 光谱和波粒二象性在光学中,光谱是指将光按照波长或频率分解成不同成分的过程。
高中物理光学原子物理知识要点
光学一、光的折射2.光在介质中的光速:n=n/n 1.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=nn2.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。
(2n+1)n,n=0,1,2,…时,即光程差等于半波长的奇数倍当nn=12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nn=nn,n=0,1,2,…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
5.若使用白光做双缝干涉实验,会得到彩色的条纹,中央明纹为白色。
6.薄膜干涉:光射向薄膜时,在膜的外、内表面各反射一次,两束反射光在外表面相遇发 生干涉。若叠加后振动加强,则会使反射光增强,透射光减弱;若叠加后振动减弱,则会使 反射光减弱,透射光增强。
7.薄膜干涉的现象与应用:彩色肥皂泡、彩色油膜;增透膜、增反膜、检查工件平整度。 五、光的衍射
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.光的偏振说明光是一种横波。偏振可应用于镜头、车灯、立体电影等。 七、激光 1.激光的特点是一致性高、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”都是错误的。 二、无线电波的发射与接收 1.电视、广播、手机等信号都是由无线电波来传播的。利用无线电波传播声音、图像等信 号时,发射电磁波前要将这些信号加载到电磁波(也叫载波)上,称为调制。调制分为调幅 和调频两种,图见教材。 2.接收电磁波时,需要接收电路与空间中的相应的电磁波发生共振,叫调谐。将接收到的 电信号转换回声音、图像信号的过程称为解调。 三、电磁波谱
2.能量子公式
,其中 为电磁波的频率, 为普朗克常量。
二、光电效应
1.光电效应:照射到金属表面的光,能使金属中的电子从表面逸出。逸出的电子称为光电 子。
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。
1介质;入射角大于或等于临界角C,其求法为。
2,34n 小的外套,光在内外层界面上全反射)三、光的本质与色散1频率也可能用公式。
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。
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):当时,即时,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,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3的关系为。
4明、暗条纹本身也越粗。
56动加强,则会使反射光增强,透射光减弱;若叠加后振动减弱,则会使反射光减弱,透射光增强。
7.薄膜干涉的现象与应用:彩色肥皂泡、彩色油膜;增透膜、增反膜、检查工件平整度。
五、光的衍射1.光绕过障碍物传播即光的衍射。
只有障碍物、孔、缝的尺寸小到可以与光的波长比拟时,才能观察到明显的衍射现象。
2.单色光的单缝衍射在屏上得到的是不等间距的条纹。
其它条件相同时,光的波长越大,条纹间距越大,条纹本身也越粗(同双缝干涉)。
3.白光的单缝衍射得到的是彩色条纹,中央明纹为白色。
4.衍射相关的现象:泊松斑;影子边缘模糊不清;透过缝看日光灯管。
六、光的偏振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。
光 原子物理 知识点
1、折射率(绝对折射率n )光从真空射入某种介质发生折射时,入射角θ1的正弦与折射角θ2的正弦之比,叫做这种介质的折射率,即。
21sin sin θθ=n 折射率与光速、波长的关系21sin 1sin sin C v c n ='===λλθθ,式中c 、λ0是光在真空中的光速和波长,υ、λ是光在介质中的光速和波长。
如图所示,介质Ⅰ和介质Ⅱ的折射率分别为n 1、n 2,光速分别为υ1、υ2,波长分别为λ1、λ2,入射角为θ1,折射角为θ2,这些物理量的关系为: 21211221sin λλυυθθ===n n , 2211sin sin θθn n =,2211υυn n =,2211λλn n =。
2、各种色光性质比较 可见光中,红光的折射率n 最小,频率ν最小,在同种介质中(除真空外)传播速度ν最大,波长λ最大,从同种介质射向真空时发生全反射的临界角C 最大,以相同入射角在介质间发生折射时的偏折角最小(注意区分偏折角和折射角)。
以上各种色光的性质比较在定性分析时非常重要,一定要牢记。
3、全反射(1)全反射现象光从光密介质射入光疏介质时,当入射角超过某一角度C (临界角)时,折射光消失,只剩下反射光的现象叫全反射。
(2)临界角C折射角等900时的入射角叫做临界角。
当光从某种介质射向真空(或空气)时,临界角C 满足: n C 1sin =;当光从一种介质n 1射向另一种介质n 2时n 1>n 2, 12sin n n C =(3)全反射的条件①光从光密介质射入光疏介质;②入射角大于临界角。
一.光的干涉和衍射1.双缝干涉干涉是波独有的特征。
如果光是一种波,就应该能观察到光的干涉现象。
1801年,托马斯 杨利用双缝,终于成功地观察到了光的干涉现象。
(1)两列光波在空间相遇时发生叠加,在某些区域总加强,在另外一些区域总减弱,从而出现亮暗相间的条纹的现象叫光的干涉现象。
(2)产生干涉的条件两个振动情况总是相同的波源叫相干波源,只有相干波源发出的光互相叠加,才能产生干涉现象,在屏上出现稳定的亮暗相间的条纹。
(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:n=sin大角sin小角2.光在介质中的光速:v=c/n3.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c=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sin C=1n 。
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c=λf(频率也可能用ν表示),来源于机械波中的公式v=λ/T。
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。
当Δs=12(2n+1)λ,n=0,1,2,…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Δs=nλ,n=0,1,2,…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。
高三光学原子物理总结解析
高考光学原子物理学完美总结光的本性一、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.*或吸收光谱分析,鉴别物质或确定它的化学组成。
(四)光电效应,光子1.光电效应:在光的照射下(可见光或不可见光),物体发射电子的现象,发射出的电子叫光电子。
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光学、原子物理知识总结光学一、光的折射:1、折射定律:折射光线与入射光线、发现处在同一平面内,折射光线与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。
表达式:rin sin sin =2、折射现象中,光路可逆。
3、折射率:物理意义:反应介质的光学特性,折射率大,说明光从真空射入到该介质时,偏折大。
(1)r in sin sin =为比值定义。
由介质本身的光学性质和光的频率决定。
(2)v cn =,任何介质的折射率总大于1。
(3)rin sin sin =中i 总是真空中光线与法线的夹角。
4、几个典型的折射光路 (1)平行玻璃砖的光路两面平行的玻璃砖,出射光线和入射光线平行,且光线发生了侧移。
(2)球形玻璃砖的光路(3)平行玻璃砖的光的侧移距离如图所示,由题意可知,O 2A 为偏移距离Δx ,有:Δx =dcos r·sin(i -r )n =sin i sin r 若为同一单色光,即n 值相同.当i 增大时,r 也增大,但i 比r 增大得快,sin(i -r )>0且增大,dcos r>0且增大。
若入射角相同,则:Δx =d sin i (1-cos in 2-sin 2i )即当n 增大,Δx 也增大结论:(1)同种单色光的侧移距离随入射角的增大而增大 (2)不同种单色光的折射率大的侧移距离大二、全反射1、条件:① 光从光密介质射入光疏介质。
② 入射角大于等于临界角。
2、临界角:nC 1sin =,C 为折射角为900时的入射角。
B A i 30° 120° r ′ OA EBCDO ′60° M4、典型情景三、光的色散 1、光的色散:色散:白光通过三棱镜会形成由红到紫各色光组成的彩色光谱。
规律:入射角相同时,紫光的偏向角大。
2、三棱镜的光路通过玻璃棱镜光线经两次折射后,出射光线向棱镜底面偏折....,虚像向顶角偏移。
3、光学中的一个现象一串结论 一个现象:色散现象四、光的干涉现象: 1、条件:① 频率相同,振动方向一致 ② 相差恒定(步调差恒定) 2、产生明暗条纹的条件:明条纹:2122L r r x n d λδ=-==,(n =0、1、2、3…)时,出现亮条纹; 暗条纹:21(21)2L r r x n d λδ=-==+,(n=0,1,2,3…)时,出现暗条纹。
相邻亮条纹(或相邻暗条纹)之间的中央间距为Lx dλ∆=。
3、熟悉条纹特点中央为明条纹,两边等间距对称分布明暗相间条纹。
4. 用双缝干涉测量光的波长n v λ(波动性) 衍射 C 临 干涉 间距 γ (粒子性) E 光子 光电效应 红 黄紫小 大 大 小 大 (明显)小 (不明显)容易 难小 大大 小小 (不明显)大 (明显)小 大难 易全反射棱镜 C O P P ′ 点光源照亮的圆形区域半径:tan r h C =h r(1)原理:两个相邻的亮纹或暗条纹的中心间距是Lxdλ∆=测波长为:dxLλ=∆(2)观察双缝干涉图样:白光:中央亮条纹的边缘处出现了彩色条纹。
单色光:形成明暗相间的条纹。
(3)测定单色光的波长:双缝间距是已知的,测屏到双缝的距离L,测相邻两条亮纹间的距离x∆,测出n个亮纹间的距离a则两个相邻亮条纹间距:1axn∆=-。
(4)若通过双缝则在光屏上出现双缝干涉条纹....图样若将其中一条缝遮住则出现单缝衍射条纹....图样5.薄膜干涉6.应用(1)照相机、望远镜的镜头表面的增透膜——膜的厚度是光在膜这种介质中的波长的............1/4...。
肥皂膜干涉相干光的来源:液膜前后两个反射面的光等倾干涉相干光的来源:样板和被检查平面间的空气膜上牛顿环1150 5 102530白炽灯滤光片单缝双缝遮光筒屏(2)检查工件表面是否平整。
五、光的衍射现象光偏离直线传播绕过障碍物进入阴影区域里的现象。
产生明显衍射的条件:障碍物或孔(缝)的尺寸与波长可比(相差不多)或更小。
..........................单色光单缝衍射图象特点:中央条纹最宽最亮,两侧为不等间隔的明暗相间的条纹。
应用:用衍射光栅测定光波波长。
单缝衍射双缝干涉图样产生条件障碍物的尺寸比波长小或和波长差不多①频率相同,振动方向一致②相差恒定(步调差恒定)不同点条纹宽度条纹宽度不等,中央最宽条纹宽度相等条纹间距各相邻条纹间距不等各相邻条纹等间距亮度中央条纹最亮,两边变暗清晰条纹,亮度基本相等相同点干涉衍射都是波特有的现象,属于波的叠加,都有明暗条纹实例小孔衍射单缝衍射圆屏衍射(泊松亮斑)下过雨后路上积水上的油膜肥皂膜干涉眼镜上的增透膜照相机镜头上镀膜等倾干涉(检查工件平整度)牛顿环七、光的偏振(1)偏振光与自然光偏振光:自然光通过偏振片后,在垂直于传播方向的平面上,只沿一个特定的方向振动,叫偏振光。
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强度都相同,这种光叫自然光。
自然光射到两种介质的界面上,如果光的入射方向合适,使反射和折射光之间的夹角恰好是90°,这时,反射光和折射光就都是偏振光,且它们光振动垂直纸面(2)机械波和光的偏振(3)偏振光的应用:利用偏振滤光片摄影、观看立体电影等(4)光的偏振也证明了光是一种波,而且是横波。
....................八、激光的特点及应用:①频率单一②相干性好③平行度好(方向性好)④亮度高(能在很小空间、很短时间内集中很大的能量)光的波粒二象性一、知识结构二、光电效应1、在光的照射下物体发射电子的现象叫光电效应。
发射出来的电子叫光电子。
(装置中,用弧光灯照射锌版,有电子从锌板表面飞出,使原来不带电的验电器带正电。
)2、光电效应的规律。
(1)任何一种金属都有一个极限频率0ν入射光的频率必须大于这个极限频率0v v >,才能产生光电效应;若入射光的频率低于这个频率,不论入射光多么强,也不论光照射时间有多么长,都不能发生光电效应。
(2)光电子的最大初动能与入射光的强度无关,只随着入射光频率的增大而增大。
(3)瞬时性:入射光照到金属上时,光电子的发射几乎是瞬时的,一般不超过910-秒。
(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。
3、理解疑难点(1)有关光电效应的问题主要是两个方面:一个是关于光电效应现象的判断,另一个就是运用光电效应方程进行简单的计算。
解题的关键在于掌握光电效应规律,明确各概念之间的决定关系,即有:强度——决定着每秒光源发射的光子数频率——决定着每个光子的能量E hv =紫外线灯每秒逸出的光电子数——决定着光电流的强度波粒二象性能量量子化黑体与黑体辐射普朗克假设:能量子 康普顿效应:石墨晶体对伦琴射线的散射,说明光具有动量光电效应现象:光照使金属发射电子本质规律最大初动能由入射光的频率决定任何金属都存在极限频率 光电子数目正比于光强 瞬时性光电效应方程:0W h E k-=ν光子说:光子能量νεh =物质波:ph =λ概率波:粒子落在明纹处概率大,暗纹处概率小x △p ≥π4h(2)光电效应产生的条件两种表述(1)入射光频率大于极限频率;(2)入射光的能量大于逸出功(3)逸出功:电子逸出金属表面克服阻力做功的最小值。
逸出功的大小由金属种类决定,与入射光无关。
4、光电管(光电效应管)和X 射线管三、康普顿效应石墨晶体对伦琴射线的散射,说明光具有动量。
证明了光.具有粒子性.....四、物质波物质波也称为“实物波”或“德布罗意波”,德布罗意认为,任何一个运动着的物体,小到电子、质子,大到行星、太阳,都有一种波和它对应。
德布罗意波: 频率:hεν= 波长:ph =λ 五、不确定关系微观粒子的位置和动量不想宏观粒子那样是完全确定的,而是有一定的范围,但动量不确定范围和位置不确定范围之间有一个确定关系,这就是不确定关系:π4h p x ≥∆∆。
六、光子和实物粒子的区别碰撞前近代物理一、历史人物及相关成就1、汤姆生:发现电子,并提出原子枣糕模型 ——说明原子可再分.....2、卢瑟福:α粒子散射实验——说明原子的核式结构模型发现质子 3、查德威克:发现中子4、约里奥.居里夫妇:发现正电子5、贝克勒尔:发现天然放射现象——说明原子核可再分......6、爱因斯坦:质能方程2mc E =,2mc E ∆=∆7、玻尔:提出玻尔原子模型(三个假设),解释氢原子线状光谱 8、密立根:油滴实验——测量出电子的电荷量 9、伦琴:发现X 射线,也称为伦琴射线 10、德布罗意:提出物质波的假设 二、原子的结构1、原子的核式结构模型(1)α粒子散射实验结果:绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进,少数α粒子发生了较大偏转,极少数α粒子甚至被反弹回来。
(2)原子的核式结构模型:在原子中心有一个很小的原子核,原子全部的正电荷和几乎全部质量都集中在核里,带负电的电子在核外空间绕核旋转。
(3)原子核的尺度:原子核直径的数量级为10-15m ,原子直径的数量级约为10-10m 。
(4)原子核的组成:原子核是由质子和中子组成的,原子核的电荷数等于核内的质子数。
2、玻尔原子模型(1)原子只能处于一系列能量不连续的状态中,具有确定能量的稳定状态叫定态。
原子处于最低能级的状态叫基态,其他的状态叫激发态。
(2)原子的不同能量状态对应于电子的不同运行轨道。
(3)跃迁频率条件:高能m 态到低能n 态:辐射光子 λch E E hv n m =-=汤姆生发现电子 (阴极射线)枣糕模型 (汤姆生) 核式结构 (卢瑟福) 能级理论 (玻尔) 氢原子电子云示意图 α粒子散射实验 氢原子线性光谱 解释3、原子跃迁(1)使原子跃迁的两种粒子——光子和实物粒子a 、原子吸收光子的能量跃迁.........:光子的能量必须等于两能级差。
即n m E E hv -=。
b 、原子吸收外来实物粒子(例如自由电子)的能量跃迁.....................。
由于实物粒子的动能可能全部或部分被原子吸收,所以只要实物粒子的能量大于或等于两能级的能量差,就可以发生能级跃迁。
即m n hv E E ≥-。
(2)跃迁和电离的区别:跃迁条件:n m E E hv -=;电离条件:m hv E >(例如处于基态的原子电离条件:13.61hv ev >) (3)原子跃迁发出的光谱线条数2)1(2-==n n C N n ,是一群氢原子,而不是一个,因为某一个氢原子有固定的跃迁路径。
4、氢原子的能量 (1)轨道模型核外电子绕核作圆周运动类似量子化的卫星模型。
库仑力提供向心力:222=e v k m r r电子的速度:2ke v mr=电子的周期:3222r mr T v ke ππ== 电子的动能:22122k ke E mv r==电子的电势能:2(0)P p ke E E r∞=-= 氢原子的总能量:22k p ke E E E r=+=-总类型可控性 核反应方程典例衰变α衰变自发 e H Th U 422349023892+→ β衰变自发e Pa 012349123490Th -+→γ衰变 伴随α、β衰变进行的人工转变 人工控制H o He N 1117842147+→+卢瑟福发现质子n C He Be 101264294+→+查德威克发现中子n P He l 103015422713A +→+ 约里奥.居里夫妇注意:这些公式不需要背,只需要理解方提醒:1、核反应过程一般都是不可逆的,所以核反应方程只能用单箭头表示反应方向,不能用等号连接。