高中物理光学原子物理知识要点

3.电磁波与机械波的比较
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。
三、电磁波谱
1.电磁波按照频率从小到大、波长从大到小的顺序排列为: 无线电波 红外线 可见光 紫外线 X 射线 γ 射线
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2.各种电磁波的应用 无线电波:通信、广播 红外线:热效应、探测、遥感 紫外线:灭菌消毒、荧光防伪 X 射线:安检、医学透视、工业探伤 γ 射线:高能量、摧毁癌细胞、工业探伤
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。
二、无线电波的发射与接收
1.电视、广播、手机等信号都就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。调制分为调幅与调 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。
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一、光的折射
光学
1.折射定律:
2.光在介质中的光速:
3.光射向界面时,并不就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 入介质中时速度一定变小。
,不受光的颜色、参考系影响。光从真空/空气中进
于机械波中的公式
。
(频率也可能用 表示),来源
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,其本质就是频率不同,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。
3.全反射反映的就是折射性质,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.光的本质就是电磁波,其真空中的波长、频率、光速满足
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,
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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就是不等间距的条纹。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就是彩色条纹,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;透过缝瞧日光灯管。 六、光的偏振
此点的作用总就是步调一致,叠加后使此点振动加强。
3.杨氏双缝干涉:单色光源经过双缝形成相干光,在屏上形成明暗相间的等间距条纹。双缝间
距离 d、双缝到屏的距离 L、光的波长 λ、条纹间距 Δx 的关系为
。
4.双缝干涉的条纹间距指的就是两条相邻的明条纹中心的距离。其它条件相同时,光的波长越 大,条纹间距越大,明、暗条纹本身也越粗。
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
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5.红光与紫光的不同属性汇总如下:
真空中里的
频率 f(或 ν)
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
双缝干涉时的 发生明显衍
发生光电效应
条纹间距 Δx
射
红光来自百度文库
紫光
容易
大
临界角越小
原因 越容易发生
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。
2.爱因斯坦推广了普朗克的理论,认为光本身就就是由一个个光子组成的,并以此成功地解释 了光电效应现象(之前的电磁波理论都不能完整解释光电效应)。
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
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。