第48课时 光的本性 (A卷)

第48 课时光的波动性和粒子性（A卷）

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一、光的波动性

1．光的干涉

(1)相干条件：两束光频率相同，振动方向一致，相差恒定(步调差恒定)。

(2)双缝干涉：(杨氏双缝实验)

①推导：若S1、S2光振动情况完全相同，则

δ=κλ明条纹，δ=（2κ+1）λ/2暗条纹（κ=0、

1、2、3……）

条纹宽度(相邻亮条纹或暗条纹中央间距)Δx=L/dλ②图象特点：中央为明条纹，两边等间距对称分布明暗相间条纹。白光干涉图象中央明条纹外侧为红色。2．光的衍射

(1)产生条件：障碍物或孔的尺寸与波长可比 (相差不多)。

(2)单缝衍射：

图象特点：中央最宽最亮，与两侧不等间隔的明暗相间的条纹(白光入射为彩色条纹)。

3．光的偏振:光是横波，是电磁波，场强E和磁感强度B均与波速V垂直。所以光有偏振现象。

4．光的电磁说：光是一种电磁波。（电磁波谱）

二、光的粒子性(光子说)

1．光子说：光子的能量为E=hυ

2．光电效应实验规律

3．爱因斯坦光电效应方程：E k=hυ-w

三、光的波粒二象性:

1.光是一种波，同时也是一种粒子。

2.物质波：实物粒子动量为p，则对应的物质波的波长为λ=h/p (德布罗意波)，是一种概率波

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1.在双缝干涉实验中，双缝到光屏上P点的距离之差d=0.6μm；若分别用频f1=5.0x1014Hz和频率为f2= 7.5x1014Hz的单色光垂直照射双缝，则P点出现条纹的情况是以下哪种 ( )

A．用频率为f1的单色光照射时，P点出现明条纹

B．用频率为f2的单色光照射时，P点出现明条纹

C．用频率为f1的单色光照射时，P点出现暗条纹

D．用频率为f2的单色光照射时，P点出现暗条纹

（该题考查对双缝干涉规律的理解和应用）

2.下列关于光的现象的说法中正确的是 ( )

A.用白光做双缝干涉实验时，屏上从中央条纹向外，紫光的亮条纹偏离中央的距离最大

B.白光单缝衍射时，偏离中央亮条纹远的是红光

C.白光经三棱镜折射发生色散，红光偏向角最大

D.涂有增透膜的照相机镜头看上去呈淡紫色，说明增透膜增强了对淡紫色光的透

（该题考查对不同色光因波长不同，在干涉衍射和色散现象中偏折程度不同的理解和应用。）3. 由两个不同光源所发出的两束白光，落在同一点上，不会产生干涉现象。这是因为 ( )

A．两个光源发出光的频率不同

B．两个光源发出光的强度不同

C．两个光源的光速不同

D．这两个光源是彼此独立的，不是相干光源

（该题考查对相干光源的条件的正确理解）

4. 入射光照到某金属表面上发生光电效应，若入射光的强度减弱，而频率保持不变，那么以下说法正确的是（）

A．从光照射到金属表面到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加

B．逸出的光电子的最大初动能减小

C．单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少D．有可能不再产生光电效应

（该题考查对光电效应规律的深入理解并利用规律判定有关现象）

5. 如图48-A-1所示为一真空光电管的应用电路，其阴极金属材料的极限频率为 4.5x1014Hz，则以下判断正确的是 ( )

A．发生光电效应时，电路中光电流

的饱和值取决于入射光的频率

B．发生光电效应时，电路中的光电

流的饱和值取决于入射光的强度

C．用λ=0.5μm的光照射光电管时，电路中有光电流产生

D．光照射时间越长，电路中的光电流越大

（该题注意“光电流的强度”指的是光电流的最大值(亦称饱和值)）

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一、选择题

1．用单色光作杨氏双缝干涉实验时，在屏上呈现清晰的明暗相间的条纹．若将光屏稍微前移或后移一点，则( )

A.光屏上都将出现模糊的条纹

B.前移时条纹模糊，后移时条纹清晰

C．前移时条纹清晰，后移时条纹模糊

D．前移、后移条纹仍然是清晰的

(该题考查双缝干涉)

2．(2001〃朝阳区)地球的大气层中，基本不变的成分为氧、氮、氢等，占大气总量的99．96％，可变气体成分主要有二氧化碳(C02)、水气和臭氧等，这些气体的含量很少，但对大气物理状况影响却很大，据研究：人类大量燃烧矿物燃料放出大量C02，使大气中的C02浓度不断增大，是导致“温室效应”的主要原因，即：使大气的平均温度上升，从而导致一系列生态环境问题，由此可判断：C02比大气中的氧、氮、氢等基本不变的气体成份( )

A．对可见光的吸收作用强B．对无线电波的吸收作用强

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A

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图

C．对紫外线的吸收作用强D．对红外线的吸收作用强(该题考查红外线的特点)

3．(200l〃年3+X／理科综合第6题)市场上有种灯具俗称“冷光灯”，用它照射物品时能使被照物品处产生的热效应大大降低．从而广泛地应用于博物馆、商店等处。这种灯降低热效应的原理之一是在灯泡后面放置的反光镜玻璃表面镀一层薄膜(例如氟化镁)，这种膜能消除不镀膜时玻璃表面反射回来的热效应最显著的红外线．以λ表示此红外线的波长，则所镀薄膜的厚度最小应为( )

A 1/8λ

B 1/4λ

C 1/2λ

D λ

(该题考查薄膜干涉的应用—增透膜,注意膜厚为照射光在膜中波长的1/4)

4．(北京市东城区试题)在应用电磁波的特性时．下列符合实际的是 ( )

A．医院里常用γ射线对病房和手术室进行消毒

B．医院里常用紫外线对病房和手术室进行消毒

C．人造卫星对地球拍摄是利用紫外线照相有较好的分辨能力

D．人造卫星对地球拍摄是利用红外线照相有较好的穿透能力(该题考查电磁波谱)

5．在光的双缝干涉实验中，如果只改变一个条件，以下说法中正确的是 ( )

A．使双缝间距变小，则条纹间隔变宽

B．使屏与双缝距离变小，则条纹间隔变宽

C．将入射光由绿光改为红光，则条纹间隔变宽

D．将入射光由绿光改为紫光，则条纹间隔变宽

(该题考查对双缝干涉的理解)

6．用单色光做双缝干涉实验时，在光屏上得到明暗相间的干涉条纹，然后挡住其中一条缝。在光屏上可以观察到 ( )

A．一条单色线 B.一条单色光

C．条纹形状与原来相同，但亮度减弱

D．条纹形状与原来不同的明暗相间条纹

(解题注意干涉和衍射条纹的区别)

7．(2001〃武汉市理科综合)用近年来高速发展的PDP(Plasma Dis- play Panel)等离子显示屏，可以制造出大屏幕壁挂式彩色电视机，使电视屏幕尺寸更大，图像更清晰，色彩更鲜艳，而本身的厚度只有8cm左右；等离子显示屏PDP是一种以等离子管作为发光元件，并由大量的等离子管排列在一有低压的氖氙气体，管的两端各有一个电极，在两个电极间加上高电压后，封在管内的气体便产生某种肉眼看不见的光谱，它激发平板显示屏上的红绿蓝三基色荧光粉发出可见光。每个等离子管作为一个像素，这些像素的明暗和颜色变化的组合，便形成了各种灰度和色彩的图象。等离子管发光的微观机理是，通过高电压使低压氖氙气体原子的

①外层电子受到激发而发光；②内层电子受到激发而发光等离子管发出的光谱，可以激发显示屏发出可见光是利用了光的；③荧光效应；④化学作用

对上述问题判断正确的是 ( )

A．①③ D．②④ C．①④ D．②③

(该题考查紫外线的特点)

8．用单色光通过小圆盘与小圆孔做衍射实验时，在光屏

上得到衍射图形，它们的特点是 ( )

A．用小圆盘时中央暗，用小圆孔时中央亮

B．用小圆盘时中央亮，用小圆孔时中央暗

C．中央均为亮点的同心圆形条纹

D．中央均为暗点的同心圆形条纹

(注意圆盘衍射和圆孔衍射的区别)

9．如图48-A-2所示，用单色光照射透明标准板 M来检

查平面N的上表面的光平情况，观察到的现象如图所示

的条纹中的p和Q的情况，这说明 ( ) A．N的上表面A处向上凸起

B．N的上表面B处向上凸起

C．N的上表面A处向下凹陷

D．N的上表面B处向下凹陷

(该题考查光的干涉的应用)

10．在光电效应现象中，说法正

确的是 ( )

A．当照射光的频率低于金属的极限频率时，金属中电子

不吸收光子

B．金属内层电子成为光电子的逸出功较大

C．吸收光子的电子都能成为光电子

D．金属表面上的电子吸收光子后也不

一定成为光电子

(该题考查对光电效应规律的理解)

二、填空题

11．在某次双缝干涉实验中，如图

48-A-3，Q处是中央亮纹p往上数的第

二条暗纹，已知从S1和S2发来的两束相干光到Q处的

路程差是9×10-7m，则实验所用的单色光的频率是

Hz，第二条亮纹到两双缝的路程差为 m(该题考查双

缝干涉)

12．为了减少光的反射损失，常在光学仪器的镜头上涂

一层增透膜，已知入射光的频率为5．0× 1014Hz，光在

真空中的传播速度为3.0×l05km／s，膜的折射率是1.5，

则膜的厚度为 m。

(该题考查增透膜厚度的正

确运算)

13.(1)发生光电效应时，光

电子的最大初动能由光的

和决定。(2)右图

48—A-4所示是测定光电效

应产生的光电子荷质比的实验原理简图：两块平行板相

距为d，放在真空容器中，其中N金属板受光线照射时

发射出沿不同方向运动的光电子，形成电流，从而引起

电流表指针偏转。若调节R，逐渐增大极板间电压，可

以发现电流逐渐减小，当电压表数为U时，电流恰好为

零；切断开关，在MN问加上垂直于纸面的匀强磁场，逐

渐增大磁感强度，也能使电流为零。当磁感强度为B时，

电流恰好为零。由此可算得光电子的荷质比e/m= (用已知量U、B、d表示)(该题考查光电效应和磁场、

电场的综合联系

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图

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