几何光学物理光学知识点 (2)精选课件.ppt

关于几何光学物理光学知识点(2)第一页，本课件共有68页一、光的直线传播：一、光的直线传播：1.光的直线传播光的直线传播-光在同一种均匀介质中沿直线传播。光在同一种均匀介质中沿直线传播。本影和半影，日食和月食本影和半影，日食和月食2 2、光的直线传播的现象、光的直线传播的现象（1 1）小孔成像）小孔成像.（2 2）影）影定义：在物体的后面光线照不到的区域.第二页，本课件共有68页影影的的分分类类本影本影半影半影光线完全照不到的区域.在此区域看不到光源.只有部分光源能照到的区域，在此区域只能看到光源的一部分（应用）日食、月食（应用）日食、月食.注意：注意：不可能出现月环食；这是由日、不可能出现月环食；这是由日、地、月三者间的距离所决定的；地、月三者间的距离所决定的；月亮全部在地球半影区时不会形成月食。月亮全部在地球半影区时不会形成月食。第三页，本课件共有68页 例例1：当当地地球球运运行行到到太太阳阳与与月月亮亮之之间间时时就就会会发发生生月月食食,图图给给出出了了地地球球挡挡住住太太阳阳的的影影区区.当当月月球球部部分分进进入入_影影区区时时发发生生月月偏偏食食.当当月月球球全全部部进入进入_影区时影区时,就会发生月全食就会发生月全食.BAA太阳太阳地球地球第四页，本课件共有68页 例例2：当当月月球球运运行行到到太太阳阳和和地地球球之之间间适适当当位位置置时时，就就会会出出现现日日食食（如如下下图图）在在A、B处处的的人人们们看看到到的的是是日日_食食，A处处看看到到的的是是_图图形形象象，B处处看看到到的的是是_图图形形象象；在在C处处的的人人们们看看到到的的是是_食食，看看到到的的是是_图图形形象象若若这这时时在在高高空空经经过过D处处，看看到到的的则则是是日日_食，看到的是食，看到的是_图形象图形象偏偏环环全全第五页，本课件共有68页例例3.3.如如图图所所示示，在在高高为为3.2m3.2m处处有有一一点点光光源源S S，在在紧紧靠靠着着光光源源S S处处有有一一小小球球A A以以初初速速0 0作作平平抛抛运运动动。若若在在落落地地点点预预先先放放置置一一竖竖直直屏屏幕幕，不不计计空空气气阻阻力力，小球小球A A在屏幕上的影子在屏幕上的影子P P作什么运动作什么运动?v0SPXABCDyx第六页，本课件共有68页二二.光的反射定律光的反射定律 反射光线跟入射光线和法线在同一平面内，反射光线跟入射光线和法线在同一平面内，反射光线和入射光线分居于法线两侧，反射角反射光线和入射光线分居于法线两侧，反射角等于入射角。等于入射角。注意：注意：a.a.在光的反射现象中，光路是可逆的，在光的反射现象中，光路是可逆的，b.不论镜面反射还是漫反射都遵循反射定律不论镜面反射还是漫反射都遵循反射定律 第七页，本课件共有68页三平面镜对光线的控制作用三平面镜对光线的控制作用只改变光束的传播方向，不改变光束的散聚性质只改变光束的传播方向，不改变光束的散聚性质一个平面镜对光线的控制作用一个平面镜对光线的控制作用（1）平面镜对光线有反射作用，反射光与入射光）平面镜对光线有反射作用，反射光与入射光遵循反射定律遵循反射定律（2）一束平行光的情况：入射光方向不变，平面镜转）一束平行光的情况：入射光方向不变，平面镜转动动角，反射光转动角，反射光转动2角角（3）一束发散光的情况：经平面镜反射后，仍是发散）一束发散光的情况：经平面镜反射后，仍是发散光，且发散程度不变光，且发散程度不变第八页，本课件共有68页平面镜的成像特点平面镜的成像特点平面镜成像的作图法：平面镜成像的作图法：平面镜成等大、正立的虚像，像与物关于镜平面镜成等大、正立的虚像，像与物关于镜面对称面对称 第九页，本课件共有68页1、如如图图所所示示,a、b、c 三三条条光光线线能能交交于于一一点点S,形形成成会会聚聚光光束束.今今在在S点点前前任任置置一一块块与与3条条光光线线所所在在平平面面垂垂直的平面镜直的平面镜,将将3条线截住条线截住,那么那么()(A)3条条光光线线的的反反射射光光可可能能交交于于一一点点、也也可可能能不不交交于于一点一点(B)3条反射光线一定不条反射光线一定不交于一点交于一点(C)3条反射光线一定交于条反射光线一定交于镜前一点镜前一点(D)3条反射光线的延长线条反射光线的延长线交于镜后一点交于镜后一点cabSS第十页，本课件共有68页2、一个光源从地面上沿竖直方向将一细束平行、一个光源从地面上沿竖直方向将一细束平行光向上投射到一片和光线垂直的平面上平面光向上投射到一片和光线垂直的平面上平面镜与地面的距离为镜与地面的距离为30m，如果把平面镜绕水平，如果把平面镜绕水平轴且通过入射点的轴线转过轴且通过入射点的轴线转过15角，则地面上将角，则地面上将在距离光源在距离光源 _ m处得一光斑。处得一光斑。A BO第十一页，本课件共有68页 两平面镜互成直角两平面镜互成直角,入射光线入射光线AB经过两次反射后经过两次反射后,反射光线为反射光线为CD,今以今以平面镜的交线为轴平面镜的交线为轴,将镜转动将镜转动10,两平面镜仍保持直角两平面镜仍保持直角,在入射光线保持在入射光线保持不变的情况下不变的情况下,经过两次反射后经过两次反射后,反射光线为反射光线为CD,则则CD 与与CD ()A.不相交不相交,同向平行同向平行B.不相交不相交,反向平行反向平行C.相交成相交成20 角角D.相交成相交成40 角角ABC DA B C D 第十二页，本课件共有68页 例例6：在在图图中中，BC为为一一障障物物，BC正正上上方方有有一一平平面面镜镜M，画画出出观观察察者者眼眼睛睛在在A点点通通过过平平面面镜镜M能能看看到到BC右右边边地地面面上上哪哪部部分的像。分的像。ACBMADDEE第十三页，本课件共有68页17图中图中M是竖直放置的平面镜，镜离地面的距离可调节。甲、是竖直放置的平面镜，镜离地面的距离可调节。甲、乙二人站在镜前，乙离镜的距离为甲离镜的距离的乙二人站在镜前，乙离镜的距离为甲离镜的距离的2倍，如图倍，如图所示。二人略错开，以便甲能看到乙的像。以所示。二人略错开，以便甲能看到乙的像。以l 表示镜的长度，表示镜的长度，h 表示乙的身高，为使甲能看到镜中乙的全身像，表示乙的身高，为使甲能看到镜中乙的全身像，l 的最小值的最小值为（为（）C DhA B04年全国理综年全国理综17h甲甲乙乙lM第十四页，本课件共有68页1光的折射定律：光的折射定律：（1）折射光线在入射光线和法线所在的平面上，）折射光线在入射光线和法线所在的平面上，折射光线和入射光线分居在法线的两侧，折射光线和入射光线分居在法线的两侧，（2）入射角的正弦跟折射角的正弦之比为一常数）入射角的正弦跟折射角的正弦之比为一常数2.折射率：（折射率：（1）光从真空射入某种介质时，入射角的正弦跟）光从真空射入某种介质时，入射角的正弦跟折射角的正弦之比折射角的正弦之比在光的折射现象中，光路也是可逆的。在光的折射现象中，光路也是可逆的。一一.光的折射光的折射（2 2）折射率等于光在真空中的速度）折射率等于光在真空中的速度c c 跟光在这种介质中的速度跟光在这种介质中的速度v v之比，之比，n=c/vn=c/v第十五页，本课件共有68页98年高考年高考如图所示，一储油圆桶，底面直径与桶高均为如图所示，一储油圆桶，底面直径与桶高均为d当桶内无油时，从某点当桶内无油时，从某点A恰能看到桶底边缘上的某点恰能看到桶底边缘上的某点B当桶当桶内油的深度等于桶高一半时，在内油的深度等于桶高一半时，在A点沿点沿AB方向看去，看到桶方向看去，看到桶底上的底上的C点，点，C、B相距相距d/4。由此可得油的折射率。由此可得油的折射率n ；光在油中传播的速度；光在油中传播的速度v=（结果可用根式表（结果可用根式表示）示）irABCO第十六页，本课件共有68页4.光线通过光线通过平行玻璃砖平行玻璃砖后的出射光线和入射光线后的出射光线和入射光线平行且有侧向位移。侧向位移的大小跟平行玻璃砖平行且有侧向位移。侧向位移的大小跟平行玻璃砖的厚度及入射角、折射率有关。的厚度及入射角、折射率有关。ird1 2第十七页，本课件共有68页 如右图所示如右图所示,有一个长方形容器有一个长方形容器,高为高为30厘米厘米,宽为宽为40厘米厘米,在容器的底部平放着一把长在容器的底部平放着一把长40厘米的刻度尺厘米的刻度尺.眼睛在眼睛在OA延长线上的延长线上的E点观察点观察,视线沿着视线沿着EA斜向下看恰能看到尺斜向下看恰能看到尺的左端零刻度的左端零刻度.现保持眼睛的位置不变现保持眼睛的位置不变,向容器内倒入某种液体且满向容器内倒入某种液体且满至容器口至容器口,这时眼睛仍沿这时眼睛仍沿EA方向观察方向观察,恰能看到尺上恰能看到尺上20厘米的刻度厘米的刻度,则此种液体的折射率为则此种液体的折射率为 .30cm20AOE40cmi1996年上海高考年上海高考.第十八页，本课件共有68页 如图，一玻璃柱体的横截面为半圆形，细的如图，一玻璃柱体的横截面为半圆形，细的单色光束从空气射向柱体的单色光束从空气射向柱体的O点（半圆的圆心），产生反射光点（半圆的圆心），产生反射光束束1和透射光束和透射光束2，已知玻璃折射率为，已知玻璃折射率为 ，入射角为，入射角为45（相应（相应的折射角为的折射角为24），现保持入射光不变，将半圆柱绕通过），现保持入射光不变，将半圆柱绕通过O点垂直点垂直于图面的轴线顺时针转过于图面的轴线顺时针转过15，如图中虚线所示，则（，如图中虚线所示，则（）A光束光束1转过转过15 B光束光束1转过转过30C光束光束2转过的角度小于转过的角度小于15D光束光束2转过的角度大于转过的角度大于1503年江苏高考年江苏高考845入射光入射光15O12第十九页，本课件共有68页二全反射问题二全反射问题当入射角增大到某一角度，使折射角达到当入射角增大到某一角度，使折射角达到90时，折射光完全时，折射光完全消失，只剩下反射光，这种现象消失，只剩下反射光，这种现象.（1）光从光密介质射向光疏介质）光从光密介质射向光疏介质,当折射当折射 角变为角变为90时的入时的入射角叫临界角；射角叫临界角；（2）光从折射率为）光从折射率为n的介质射向真空时的介质射向真空时 临界角的计算公式临界角的计算公式:产生全反射的条件：产生全反射的条件：（1）光必须从光密介质射向光疏介质；）光必须从光密介质射向光疏介质；（2）入射角必须等于或大于临界角）入射角必须等于或大于临界角全反射临界角：全反射临界角：第二十页，本课件共有68页1997年高考年高考 光线在玻璃和空气的分界面上发生光线在玻璃和空气的分界面上发生全反射的条件是（全反射的条件是（）(A)光从玻璃射到分界面上光从玻璃射到分界面上,入射角足够小入射角足够小(B)光从玻璃射到分界面上光从玻璃射到分界面上,入射角足够大入射角足够大(C)光从空气射到分界面上光从空气射到分界面上,入射角足够小入射角足够小(D)光从空气射到分界面上光从空气射到分界面上,入射角足够大入射角足够大第二十一页，本课件共有68页91年高考年高考.一束光从空气射向折射率一束光从空气射向折射率n=的某种玻璃的某种玻璃的表面的表面,如图所示如图所示.i 代表入射角代表入射角,则（则（）(A)当当i 45时会发生全反射现象时会发生全反射现象(B)无论入射角无论入射角i 是多大是多大,折射角折射角r 都不会超过都不会超过45(C)欲使折射角欲使折射角r=30,应以应以i =45的角度入射的角度入射(D)当入射角当入射角 时，反射光线跟折射光线时，反射光线跟折射光线恰好互相垂直恰好互相垂直i空气空气玻璃玻璃n=NO第二十二页，本课件共有68页偏折角度偏折角度跟棱镜材料的折射率有关，折射率越大，偏折角跟棱镜材料的折射率有关，折射率越大，偏折角度越大度越大.偏折角度偏折角度还跟入射角的大小有关系还跟入射角的大小有关系.三三.通过棱镜的光线通过棱镜的光线（2）白光通过三棱镜后产生色散现象，）白光通过三棱镜后产生色散现象，（3）全反射棱镜是横截面成等腰直角三角形的三棱镜。）全反射棱镜是横截面成等腰直角三角形的三棱镜。（1）光线通过三棱镜两次向底面偏折，通过三棱镜所）光线通过三棱镜两次向底面偏折，通过三棱镜所成的像向顶角偏移，成的像向顶角偏移，第二十三页，本课件共有68页四四.光的色散光的色散 一束白光经过棱镜后会发生色散，在光屏上形成一条一束白光经过棱镜后会发生色散，在光屏上形成一条彩色的光带，这条彩色的光带叫做光谱彩色的光带，这条彩色的光带叫做光谱.光谱中红光在最上光谱中红光在最上端，紫光在最下端，中间是橙、黄、绿、蓝、靛等色光端，紫光在最下端，中间是橙、黄、绿、蓝、靛等色光.这表这表明各种色光通过棱镜后的偏折角度不同明各种色光通过棱镜后的偏折角度不同.红光的偏折角度最红光的偏折角度最小，紫光的偏折角度最大小，紫光的偏折角度最大.不同色光通过棱镜后的偏折角度不同，表明棱镜材料对不同色光通过棱镜后的偏折角度不同，表明棱镜材料对不同色光的折射率不同不同色光的折射率不同.红光的偏折角度小，表明棱镜材料对红红光的偏折角度小，表明棱镜材料对红光的折射率小；紫光的偏折角度大，表明棱镜材料对紫光的折射光的折射率小；紫光的偏折角度大，表明棱镜材料对紫光的折射率大率大.第二十四页，本课件共有68页 白光通过三棱镜，要发生色散，红光偏折角最小，紫光偏白光通过三棱镜，要发生色散，红光偏折角最小，紫光偏折角最大折角最大偏折角从小到大的顺序是：红、橙、黄、绿、蓝、紫偏折角从小到大的顺序是：红、橙、黄、绿、蓝、紫结论结论 从红到紫的方向有：从红到紫的方向有：（1）同一介质对不同色光的折射率逐渐增大）同一介质对不同色光的折射率逐渐增大（2）在同一介质中不同色光的传播速度逐渐减小）在同一介质中不同色光的传播速度逐渐减小（3）光的频率逐渐增大）光的频率逐渐增大（4）在真空中的波长逐渐减小）在真空中的波长逐渐减小（5）光子的能量逐渐增大）光子的能量逐渐增大第二十五页，本课件共有68页如图示：红光和紫光沿同一方向射向玻璃半球的球心，如图示：红光和紫光沿同一方向射向玻璃半球的球心，经折射后从球面射出，若红光在玻璃中传播时间为经折射后从球面射出，若红光在玻璃中传播时间为t红红，紫光在玻璃中传播时间为紫光在玻璃中传播时间为t紫紫，则，则a是是 光，光，t红红 t紫紫（填、或（填、或=）ba第二十六页，本课件共有68页1999年高考年高考 一束单色光，在真空中波长为一束单色光，在真空中波长为6.0010-7 m，射入折射率为，射入折射率为1.50的玻璃中它在的玻璃中它在此玻璃中的波长是此玻璃中的波长是 m，频率是，频率是 Hz（真空中光速是（真空中光速是3.00108ms）第二十七页，本课件共有68页 例例5.如图所示，如图所示，OO是半圆柱形对称面与纸面的交线是半圆柱形对称面与纸面的交线在图内有两束与在图内有两束与OO平行且距平行且距OO距离相等的单色光距离相等的单色光A和和B，从玻璃砖射出后相交于，从玻璃砖射出后相交于OO的下方的的下方的P点由此点由此可以得出的结论是可以得出的结论是 AA光在玻璃砖中的速度比光在玻璃砖中的速度比B光在玻璃砖中的速度小光在玻璃砖中的速度小B玻璃砖对玻璃砖对A光的折射率比对光的折射率比对B光的折射率小光的折射率小C在空气中，在空气中，A光的波长比光的波长比B光的波长短光的波长短DB光光子的能量比光光子的能量比A光光子的能量小光光子的能量小OOPBA第二十八页，本课件共有68页 如图，如图，a和和b 都是厚度均匀的平玻璃都是厚度均匀的平玻璃板，它们之间的夹角为板，它们之间的夹角为，一细光束以入射角一细光束以入射角从从P点射点射入，入，已知此光束由红光和蓝光组成，则当光束透已知此光束由红光和蓝光组成，则当光束透过过b板后，板后，（）A传播方向相对于入射光方向向左偏转传播方向相对于入射光方向向左偏转角角B传播方向相对于入射光方向向右偏转传播方向相对于入射光方向向右偏转角角C红光在蓝光的左边红光在蓝光的左边D红光在蓝光的右边红光在蓝光的右边 03年江苏高考年江苏高考10 ab左左右右P下一页下一页第二十九页，本课件共有68页04年浙江年浙江21 发发出出白白光光的的细细线线光光源源ab，长长度度为为l0，竖竖直直放放置置，上上端端a恰恰好好在在水水面面以以下下，如如图图。现现考考虑虑线线光光源源ab发发出出的的靠靠近近水水面面法法线线(图图中中的的虚虚线线)的的细细光光束束经经水水面面折折射射后后所所成成的的像像，由由于于水水对对光光有有色色散散作作用用，若若以以l1表表示示红红光光成成的的像像的的长长度度，l2表表示示紫紫光光成成的的像像的的长长度度，则则 （）Al1l2l2l0 Cl2l1l0 Dl2l1l0 ab水水第三十页，本课件共有68页光的本性部分光的本性部分波动性波动性粒子性粒子性光的干涉光的干涉双缝干涉双缝干涉薄膜干涉薄膜干涉光的衍射光的衍射光的电磁说光的电磁说光电效应光电效应光子说光子说光的波粒二象性光的波粒二象性第三十一页，本课件共有68页第一部分第一部分 光的光的波动性波动性光的波动说光的波动说惠更斯惠更斯一、光的干涉一、光的干涉 两列相干光波相叠加，某些区域的光被加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互相间隔的现象叫光的干涉现象.产生干涉现象的条件之一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是两列光必须是频率相同的相干光源.第三十二页，本课件共有68页双缝干涉第三十三页，本课件共有68页1、双缝干涉双缝干涉：由同一光源发出的光经过两个细缝后形成两由同一光源发出的光经过两个细缝后形成两列光波叠加时会产生干涉。列光波叠加时会产生干涉。当这两列光波到达某点的路程差等于光的波长的整当这两列光波到达某点的路程差等于光的波长的整 数倍时，该处的光相加强，出现亮条纹；数倍时，该处的光相加强，出现亮条纹；当这两列光波到达某点的路程差等于光的半波长的当这两列光波到达某点的路程差等于光的半波长的奇数倍时，该处的光相减弱，出现暗条纹；奇数倍时，该处的光相减弱，出现暗条纹；相邻两条干涉条纹的间距相邻两条干涉条纹的间距即条纹间距与波长成正比即条纹间距与波长成正比第三十四页，本课件共有68页2、薄膜干涉薄膜干涉：由薄膜前后表面反射的的两列光由薄膜前后表面反射的的两列光 波叠加而成。例如肥皂泡及水面上的油膜呈现波叠加而成。例如肥皂泡及水面上的油膜呈现的彩色花纹。的彩色花纹。劈形薄膜干涉可产生平行相间条纹。劈形薄膜干涉可产生平行相间条纹。增透膜的厚度应该是光在薄膜中波长的增透膜的厚度应该是光在薄膜中波长的1/4。返回返回第三十五页，本课件共有68页薄薄膜膜干干涉涉第三十六页，本课件共有68页 光的衍射现象是光离开直线路径而绕到障碍光的衍射现象是光离开直线路径而绕到障碍物后面的现象。物后面的现象。产生明显衍射的条件：障碍物或孔的尺寸能产生明显衍射的条件：障碍物或孔的尺寸能和波长和波长相比相比或或比波长小比波长小。双缝干涉图样与单缝衍射图样的区别：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变窄变暗的不均匀条纹.光的干涉和光的衍射说明光是一种波。光的干涉和光的衍射说明光是一种波。二、光的衍射二、光的衍射第三十七页，本课件共有68页光的干涉条纹和衍射条纹的比较光的干涉条纹和衍射条纹的比较第三十八页，本课件共有68页a.光的电磁说光的电磁说光在本质上是一种电磁波光在本质上是一种电磁波.b.电磁波谱电磁波谱电磁波按波长由大到小的排列为电磁波按波长由大到小的排列为 无线电波、红外线、可见光、紫外线、无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线、射线射线c.电磁波的产生机理电磁波的产生机理无线电波由振荡电路产生无线电波由振荡电路产生红外线、可见光、紫外线由原子的红外线、可见光、紫外线由原子的外外层电子受激后产生层电子受激后产生 X射线由原子的射线由原子的内内层电子受到激发后产生层电子受到激发后产生射线由原子射线由原子核核受到激发后产生。受到激发后产生。三、光的电磁说和电磁波谱三、光的电磁说和电磁波谱第三十九页，本课件共有68页 双缝干涉现象中双缝干涉现象中(用单色光照射用单色光照射),),下列说法中下列说法中正确的是正确的是（）A.波峰与波峰叠加或波谷与波谷叠加波峰与波峰叠加或波谷与波谷叠加,都产生亮条纹都产生亮条纹;B.B.波峰与波峰叠加出现亮条纹波峰与波峰叠加出现亮条纹,波谷与波谷叠加出现暗波谷与波谷叠加出现暗条纹条纹;C.C.在屏上某处离两相干光源路程差是半波长偶数倍时出在屏上某处离两相干光源路程差是半波长偶数倍时出现暗条纹现暗条纹;D.D.在屏上某处离两相干光源路程差是半波长奇数倍时出在屏上某处离两相干光源路程差是半波长奇数倍时出现暗条纹现暗条纹1、第四十页，本课件共有68页2、用单色光照射肥皂薄膜用单色光照射肥皂薄膜（）A.看到的干涉图样是明暗相间的条纹看到的干涉图样是明暗相间的条纹;B.从光源发出的光与肥皂膜表面反射的光发从光源发出的光与肥皂膜表面反射的光发 生干涉生干涉,形成干涉图样。形成干涉图样。C.一束入射光从薄膜的前表面和后表面分别反射一束入射光从薄膜的前表面和后表面分别反射出来出来,形成两列波形成两列波,这两列波频率相同这两列波频率相同,所以可以产所以可以产生干涉生干涉;D.若改用白光照射则看不到干涉条纹。若改用白光照射则看不到干涉条纹。第四十一页，本课件共有68页3 3、下列现象属于光的干涉的有、下列现象属于光的干涉的有:（）A.在水面上的油膜呈现的彩色花纹在水面上的油膜呈现的彩色花纹;B.雨后天空中呈现的彩虹雨后天空中呈现的彩虹C.通过卡尺狭缝看远处的日光灯呈现的彩色花纹通过卡尺狭缝看远处的日光灯呈现的彩色花纹 D.肥皂泡上呈现的彩色环纹。肥皂泡上呈现的彩色环纹。第四十二页，本课件共有68页4、下列对增透膜的叙述中正确的是下列对增透膜的叙述中正确的是（）A.摄影机镜头涂一层增透膜后摄影机镜头涂一层增透膜后,可减少玻璃对光可减少玻璃对光 的吸收的吸收B.增透膜是为了增加光的透射增透膜是为了增加光的透射,减少光的反射减少光的反射C.增透膜的厚度应为入射光在薄膜中波长的增透膜的厚度应为入射光在薄膜中波长的1/41/4D.增透膜的厚度应为入射光在真空中长波的增透膜的厚度应为入射光在真空中长波的1/41/4第四十三页，本课件共有68页5 5、对光的技术所依赖的光学原理、对光的技术所依赖的光学原理,下列叙述中正确下列叙述中正确是是（）A.光导纤维应用的是光的全反射现象光导纤维应用的是光的全反射现象;B.镜头表面的增透膜应用的是光的衍射现象镜头表面的增透膜应用的是光的衍射现象;C.用空气劈检查平面的质量应用光的干涉现象用空气劈检查平面的质量应用光的干涉现象;D.分光镜利用了光的色散现象。分光镜利用了光的色散现象。第四十四页，本课件共有68页6、用单色光做双缝干涉实验，下述说法中正确的是、用单色光做双缝干涉实验，下述说法中正确的是()A相邻干涉条纹之间的距离相等相邻干涉条纹之间的距离相等B中央明条纹宽度是两边明条纹宽度的中央明条纹宽度是两边明条纹宽度的2倍倍C屏与双缝之间距离减小，则屏上条纹间的距离增大屏与双缝之间距离减小，则屏上条纹间的距离增大D在实验装置不变的情况下，红光的条纹间距小于蓝光的在实验装置不变的情况下，红光的条纹间距小于蓝光的条纹间距条纹间距96年上海高考题年上海高考题第四十五页，本课件共有68页A.变疏变疏 B.变密变密 C.不变不变 D.消失消失两两张张纸纸片片图1（俯视图）图27.劈劈尖尖干干涉涉是是一一种种薄薄膜膜干干涉涉，其其装装置置如如图图1所所示示。将将一一块块平平板板玻玻璃璃放放置置在在另另一一平平板板玻玻璃璃之之上上，在在一一端端夹夹入入两两张张纸纸片片，从从而而在在两两玻玻璃璃表表面面之之间间形形成成一一个个劈劈形形空空气气薄薄膜膜。当当光光垂垂直直入入射射后后，从从上上往往下下看看到到的的干干涉涉条条纹纹如如图图2所所示示。干干涉涉条条纹纹有有如如下下特特点点：任任意意一一条条明明条条纹纹或或暗暗条条纹纹所所在在位位置置下下面面的的薄薄膜膜厚厚度度相相等等；任任意意相相邻邻明明条条纹纹或或暗暗条条纹纹所所对对应应的的薄薄膜膜厚厚度度差差恒恒定定。现现若若在在图图1装装置置中中抽抽去去一一张张纸纸片片，则则当当光光垂垂直直入入射射到到新新的的劈劈形形空空气气薄薄膜膜后后，从从上上往往下下观观察到的干涉条纹察到的干涉条纹 ()0303年上海高考年上海高考8 8 第四十六页，本课件共有68页例例8、把一个具有球面的平凸透镜平放在平行透明玻璃把一个具有球面的平凸透镜平放在平行透明玻璃板上板上(如图如图)。现用单色光垂直于平面照射。现用单色光垂直于平面照射,在装置的上方在装置的上方向下观察向下观察,可以看到干涉条纹可以看到干涉条纹,那么关于两束干涉光及干涉那么关于两束干涉光及干涉条纹的说法正确的是条纹的说法正确的是 ()A.两束干涉光是两束干涉光是 a、b面反射形成的面反射形成的B.干涉条纹是中央疏边缘密的同心圆干涉条纹是中央疏边缘密的同心圆C.两束干涉光是两束干涉光是 b、c面反射形成的面反射形成的D.干涉条纹中是中央密边缘疏的同心圆干涉条纹中是中央密边缘疏的同心圆bacd第四十七页，本课件共有68页第二部分第二部分 光的粒子性光的粒子性一、光电效应一、光电效应1.光电效应：物体在光的照射下释放出电子的现光电效应：物体在光的照射下释放出电子的现象叫光电效应象叫光电效应.在光电效应中物体释放出的电子在光电效应中物体释放出的电子叫光电子叫光电子.光电子定向移动形成的电流叫光电流光电子定向移动形成的电流叫光电流.2.光电效应的规律光电效应的规律.第四十八页，本课件共有68页光电效应规律光电效应规律1.1.每种金属都有发生光电效应的极限频率每种金属都有发生光电效应的极限频率2.2.光电效应的产生几乎是瞬时的光电效应的产生几乎是瞬时的3.3.光电子的最大初动能光电子的最大初动能E Ekmkm和入射光强度无关和入射光强度无关,只随入射光频率只随入射光频率的增大而增大的增大而增大4.4.单位时间打出的光电子与入射光强度成正比单位时间打出的光电子与入射光强度成正比第四十九页，本课件共有68页1.1.光子说：空间传播的光不是连续的，是一份光子说：空间传播的光不是连续的，是一份一份的，每一份叫一个光子，每个光子的能量一份的，每一份叫一个光子，每个光子的能量E=h E=h 0 0(其中其中h=6.6310h=6.6310-34-34JsJs，称做普朗，称做普朗克常量克常量).).爱因斯坦就是因为提出了光子说及对光爱因斯坦就是因为提出了光子说及对光电效应的研究而获得诺贝尔物理学奖的电效应的研究而获得诺贝尔物理学奖的.二、光子说二、光子说第五十页，本课件共有68页四四.爱因斯坦光电效应方程爱因斯坦光电效应方程爱因斯坦光电效应方程的爱因斯坦光电效应方程的图象图象Ek0-W0爱因斯坦光电效应方程是能量守恒定律在光电效应现爱因斯坦光电效应方程是能量守恒定律在光电效应现象中的表现形式象中的表现形式逸出功和极限频率的关系逸出功和极限频率的关系极限波长和极限频率的关系极限波长和极限频率的关系由由 v=f 得得 第五十一页，本课件共有68页五五、光光 的的 波波 粒粒 二二 象象 性性光的干涉和衍射表明光确实是一种波，光电光的干涉和衍射表明光确实是一种波，光电 效应和康普顿效应无可辩驳地证明了光是效应和康普顿效应无可辩驳地证明了光是 一种粒一种粒子，因此说：光是一种波，同时光也是一种粒子，子，因此说：光是一种波，同时光也是一种粒子，光具有波粒二象性光具有波粒二象性 单个光子表现为粒子性单个光子表现为粒子性 大量光子的运动表现为波动性大量光子的运动表现为波动性 波长较长、频率较低的光，波动性较显著波长较长、频率较低的光，波动性较显著 波长较短、频率较高的光，粒子性较显著波长较短、频率较高的光，粒子性较显著 光是一种概率波光是一种概率波一切微观粒子都有波粒二象性一切微观粒子都有波粒二象性第五十二页，本课件共有68页 例例在在研研究究光光电电效效应应的的实实验验中中，根根据据测测得得的的数数据据绘绘出出光光电电子子最最大大初初动动能能Ek跟跟照照射射光光频频率率的的关关系系图图象象如如图图所所示示.图图线线的的斜斜率率tg ，横横轴轴上上的的截截距距表表示示该该金金属属发发生生光光电电效效应应的的 ，纵纵轴轴上上的的截截距距的的绝绝对对值值表表示示该该金金属属的的 的的大大小小.若若换换用用其其他他金金属属做做同同样样的的实实验验，测测 绘绘 得得 到到 的的 图图 线线 与与 此此 图图 的的 图图 线线 相相 比比 较较 相同，相同，不同不同.h极限频率极限频率逸出功逸出功斜率斜率纵横截距纵横截距Ek0第五十三页，本课件共有68页9、在演示光电效应的实验中，原来不带电的一块锌板与、在演示光电效应的实验中，原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连用弧光灯照射锌板时，验电器的指针灵敏验电器相连用弧光灯照射锌板时，验电器的指针就张开一个角度，这时就张开一个角度，这时 ()A锌板带正电，指针带负电锌板带正电，指针带负电B锌板带正电，指针带正电锌板带正电，指针带正电C锌板带负电，指针带正电锌板带负电，指针带正电D锌板带负电，指针带负电锌板带负电，指针带负电95年全国高考年全国高考第五十四页，本课件共有68页96年上海高考年上海高考 1.当某种单色光照射到金属表面时，金属表面有光电当某种单色光照射到金属表面时，金属表面有光电子逸出如果光的强度减弱，频率不变，则子逸出如果光的强度减弱，频率不变，则()A光的强度减弱到某一最低数值时，就没有光电子逸光的强度减弱到某一最低数值时，就没有光电子逸出出B单位时间内逸出的光电子数减少单位时间内逸出的光电子数减少C逸出光电子的最大初动能减小逸出光电子的最大初动能减小D单位时间内逸出的光电子数和光电子的最大初动能单位时间内逸出的光电子数和光电子的最大初动能都要减小都要减小2.红、橙、黄、绿四种单色光中，光子能量最小的是红、橙、黄、绿四种单色光中，光子能量最小的是()A红光红光 B橙光橙光 C黄光黄光 D绿光绿光9696年全国高考题年全国高考题第五十五页，本课件共有68页98年全国高考题年全国高考题10、一细束平行光经玻璃三棱镜折射后分解、一细束平行光经玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的三束光，分别照射到相同的金为互相分离的三束光，分别照射到相同的金属板属板a，b，c上，如图所示已知金属板上，如图所示已知金属板b有有光电子放出，则可知光电子放出，则可知 ()A板板a一定不放出光电子一定不放出光电子B板板a一定放出光电子一定放出光电子C板板c一定不放出光电子一定不放出光电子D板板c一定放出光电子一定放出光电子acb第五十六页，本课件共有68页2用某种单色光照射某种金属表面，发生光电效应，用某种单色光照射某种金属表面，发生光电效应，现将该单色光的光强减弱，则（现将该单色光的光强减弱，则（）A光电子的最大初动能不变光电子的最大初动能不变B光电子的最大初动能减少光电子的最大初动能减少C单位时间内产生的光电子数减少单位时间内产生的光电子数减少D可能不发生光电效应可能不发生光电效应03年江苏高考年江苏高考2第五十七页，本课件共有68页2004年广东高考年广东高考6 分分别别用用波波长长为为和和 的的单单色色光光照照射射同同一一金金属属板板,发发出出的的光光电电子子的的最最大大初初动动能能之之比比为为1:2,以以h表表示示普普朗朗克克常常量量,c表表示示真真空空中中的的光光速速,则则此此金金属板的逸出功为属板的逸出功为（）A B C D第五十八页，本课件共有68页6图为图为X射线管的结构示意图，射线管的结构示意图，E为灯丝电源，要使为灯丝电源，要使射管发出射管发出X射线，须在射线，须在K、A两电极间加上几万伏的直流高两电极间加上几万伏的直流高压，压，()（A）高压高源正极应接在）高压高源正极应接在P点，点，X射线从射线从K极发出极发出（B）高压电源正极应接在）高压电源正极应接在P点，点，X射线从射线从A极发出极发出（C）高压电源正极应接在）高压电源正极应接在Q点，点，X射线从射线从K极发出极发出（D）高压电源正极应接在）高压电源正极应接在Q点，点，X射线从射线从A极发出极发出2000年高考试题年高考试题第五十九页，本课件共有68页例例 光光电电效效应应的的规规律律是是：(1)任任何何一一种种金金属属都都有有一一个个_频频率率,入入射射光光的的频频率率必必须须_这这个个频频率率,才才 能能 产产 生生 光光 电电 效效 应应;(2)光光 电电 子子 的的 最最 大大 初初 动动 能能 与与 无无关关,只只随随着着 的的增增大大而而增增大大;(3)入入射射光光照照射射到到金金属属上上时时,光光电电子子的的发发射射几几乎乎是是_,一一般般不不超超过过_;(4)产产生生光光电电效效应应时时,光光电电流流的的强强度与度与 成正比成正比.极限极限大于大于入射光的强度入射光的强度入射光频率入射光频率瞬时的瞬时的10-9秒秒入射光的强度入射光的强度第六十页，本课件共有68页 P137/例例3、从太阳到达地球的光流强度，在垂直于光、从太阳到达地球的光流强度，在垂直于光的传播方向上是的传播方向上是1.4103 W/m2，如果把太阳光看成是平均，如果把太阳光看成是平均频率为频率为5 1014 Hz的单色光，在垂直于太阳光的地球表面的单色光，在垂直于太阳光的地球表面的的 1c m2 的面积上，每秒接收到的光子数有多少个？的面积上，每秒接收到的光子数有多少个？第六十一页，本课件共有68页 例例4、有一小灯泡的规格为有一小灯泡的规格为“6V、0.3A”，正，正常工作时大约有常工作时大约有6%的电能转变为可见光，试估的电能转变为可见光，试估算每一秒钟释放出来的可见光的光子数。算每一秒钟释放出来的可见光的光子数。第六十二页，本课件共有68页 例例6、某某金金属属用用频频率率为为v2 的的光光照照射射时时产产生生的的光光电电子子的的最最大大初初动动能能是是用用频频率率为为v1的的光光照照射射产产生生的的光光电电子子的的最最大大初初动动能能的的2倍倍，则则这这种种金金属属的的逸逸出出功功W_ 第六十三页，本课件共有68页 例例8、用用光光子子能能量量为为4.5eV的的光光照照射射某某金金属属,从从该该金金属属表表面面逸逸出出的的电电子子最最大大初初动动能能为为2.0eV.这这种种金金属属的的电电子子逸逸出出功功为为_,能能使使这这种种金金属属产产生生光光电电效效应应的的光光的的极极限限频频率率为为 _ .如如果果以以光光子子能能量量8.0eV的的光光照照射射该该金金属属,则则逸逸出出的的电电子子的的最最大大初初动动能能是是_.第六十四页，本课件共有68页 例例9、已知每秒钟从太阳已知每秒钟从太阳射到地球上垂直于太阳光的每平方米射到地球上垂直于太阳光的每平方米截面上的辐射能为截面上的辐射能为1.410 3 J，其中可见光约占，其中可见光约占45%。设可见。设可见光的波长均为光的波长均为0.55m，太阳向各个方向的辐射是均匀的，太，太阳向各个方向的辐射是均匀的，太阳与地球间距离为阳与地球间距离为1.510 11 m，则太阳每秒辐射出的可见光，则太阳每秒辐射出的可见光的光子数大约为的光子数大约为 。（只要求二位有效数字）（只要求二位有效数字）第六十五页，本课件共有68页 20人眼对绿光最为敏感。正常人的眼睛接收到波人眼对绿光最为敏感。正常人的眼睛接收到波长为长为530nm的绿光时，只要每秒有的绿光时，只要每秒有6个绿光的光子射入瞳个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉。普朗克常量为孔，眼睛就能察觉。普朗克常量为 光速为光速为