高三物理总复习光的本性

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4.有一种看不见的射线是原子的外层电子受激发
后产生的，波长比红光短，一切高温物体都辐
射这种射线，这种射线是( )
A.红外线
B.紫外线
C.伦琴射线 D.射线
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5.关于光谱和光谱分析，下列说法中正确的是( ) A.太阳光谱和白炽灯光谱都是明线光谱 B.霓虹灯和煤气灯火焰中燃烧的钠蒸气产生的光谱都是 明线光谱 C.进行光谱分析时，可以利用明线光谱，不能用连续光 谱 D.我们观察月亮射来的光谱，可以确定月亮的化学组成
4.爱因斯坦的光子说：认为光的传播是一份一份的，每一份叫一 个光子，其能量与它的频率成正比，即E=hν，光子说能成功解释 光电效应现象.
5.波粒二象性学说：认为光既有粒子性、又有波动性.个别光子
的行为表现出粒子性，大量光子的行出表现为波动性；频率越大
的光子粒子性粒明显，频率小的光子波动性越明显.
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(1)光谱：各种不同色光按照一定顺序排列形成的彩色光带.
(2)原子光谱：由于不同的原子结构不同，能级也就各不相同，它们可 能辐射的光子也就具有不同的波长，所以每种元素光谱中的谱线分布考 与其他元素不一样，这些分交的线状谱是与他元素相对应的，故我们又 把线状谱叫做原子光谱.
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2.光谱分析 由于每种元素的谱线分布与其他元素的不一样，
现象 B.衍射现象是光波互相叠加的结果 C.衍射现象否定了光的直线传播的结论 D.光的衍射现象为波动说提供了有力的证据
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3.认为光波和无线电波都是电磁波的理由有以下几 方面，正确的理由是( )
A.真空中传播速度相同 B.都能发生反射、衍射、折射现象 C.传播都不依靠别的介质 D.都是由振荡电路中自由电子的运动产生的
3.不同电磁波的特性不同：无线电波易发生干涉和衍射；红外线有显著的 热效应；可见光引起视觉反应；紫外线有显著的化学效应和荧光屏效应；X 射线的穿透本领很大；射线的穿透本领最强.
【说明】光子能量和光强是两个概念，要注意区分，光子能量是指一个 光子具有的能量，在数值上光子的能量E=hν光强是指在垂直光的传播方向 上，单位面积上单位时间内获得所有光子能量的总和，它应当是由单位时 间内的光子数与光子能量共同决定.光子能量大并不意味着光强大，同样光 强大也不等于每个光子的能量大.
原子受激产生辐射时，发出的光子的频率、发射方向等，都跟 入射光子完全一样，如果这样的光子在介质中传播时，再引起其他 原子受激产生辐射，就会产生越来越多的频率和发射方向都相同的 光子，使光得到加强，这就是激光.
其特点：方向性好(光子的发射方向相同)、单色性好(光子的 频率相同)、亮度高.
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五、光谱及光谱分析
光的本性
光的波动性 光的粒子性
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光的波动性
一、光的本性学说的发展史上的五个学说
1.牛顿的微粒说：认为光是高速粒子流，它能解释光的直进、 光的反射现象.
2.惠更斯的波动说：认为光是某种振动，以机械波的形式向周 围传播，它能解释光的干涉、衍射现象.
3.麦克斯韦的电磁说：认为光是电磁波，赫兹实验证明了光与 电磁波在真空中传播的速度相等且均为横波.
这样就可以通过光谱的分析知道发光的是什么元素， 用这种方法可以确定物质的组成.
例题:
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练习
1.下列哪些属于光的干涉现象( ) A.雨后美丽的彩虹 B.对着日光灯从两铅笔的缝中看到的彩色条纹 C.阳光下肥皂膜上的彩色条纹 D.光通过三棱镜产生的彩色条纹
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2.对光的衍射现象的定性分析，不正确的是( ) A.光的衍射是光在传播过程中绕过障碍物传播的
【解析】由于在干涉实验中，有条纹间距 x=lλ/d的关系，即条纹间距与光波波长成正比. 而白光中红光的波长最长，故偏离中央明条纹最 远的是红光；增透膜应该增强透射的是人的视觉 最敏感的绿光，这样才能使所成的像即亮又清晰； 肥皂膜上的条纹是由于光从膜前、后表面反射后， 相互干涉而形成的.综上所述答案为B、D.
③在光的薄膜干涉中，前后表面反射光的路程差由膜的厚度决定.由于 光波波长极短，因此薄膜极薄.增透膜的厚度应是光在薄膜中波长的1/4.
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2.光的衍射：光离开直线路径而绕到障碍物阴影里的现象.
①产生明显衍射现象的条件：孔或障碍物的尺寸比波长小或相差不多.也可 以成是，与光的波长可以相比.
②双缝干涉图样与单缝衍射图样的区别：干涉条纹是等间距排列的条纹， 衍射图样是不等间距、中间亮纹最亮，而两边条纹逐渐变窄变暗的不均匀条 纹.
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四、自然光与激光
1.偏振：横波只沿某一特定的方向振动，称为波的偏振.
2.自然光：若光源发出的光，包括在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 做自然光.
偏振光：在垂直于传播方向的平面上，只沿一个特定方向振动的光， 叫做偏振光.
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3.激光及其特点.
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二、双缝干涉及衍射
1.光的干涉：两列相干光波相叠加，某些区域的光被加强，某些区域 的光被减弱，且加强区与减弱区互相间隔的现象叫光的干涉现象.
①产生干涉现象的条件之一是两列光必须是频率相同的相干光源.
②在杨氏双缝干涉实验中两列光波到达某点的路程差(亦称光程差)为波 长的整数倍时，该处出现亮纹；光路程差为半波长的奇数倍时，该处出 现暗纹，且条纹间距与光的波长有关，波长越长，则条纹间距越大.所 以白光的干涉条纹是彩色的.
③了解泊松亮斑的物理意义.
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三、电磁波及电磁波谱
1.电磁波按波长由大到小的顺序为：无线电波、红外线、可见光、紫外 线、X射线、射线.
2.不同电磁波产生的机理不同；无线电波由振荡电路中自由电子的周期 性运动产生的；红外线、可见光、紫外线由原子外层电原子受激发后产生 的；X射线由原子内层电子受到激发后产生的；射线是原子核受到激发后 产生的.
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【例1】下列说法中正确的是( ) A.用白光做光的干涉实验时，偏离中央明条纹较 远的是紫光 B.用白光做光的干涉实验时，偏离中央明条纹较 远的是红光 C.涂有增透膜的照相机镜头，增强了对紫光的透 射程度 D.从竖立肥皂膜上看到的彩色条纹是从膜的两表 面反射光干涉 的结果
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