物理光学

北京四中年级：高三科目：物理期数：0107编稿老师：李建宁审稿老师：李建宁录入：申容一、本周内容：物理光学1、光的电磁说，电磁波谱、光谱2、光的粒子性、光电效应、光子说3、光的波粒二象性二、教学内容：（一）光的电磁说1、光是一种频率极高（波长λ短）的电磁波（变化电场→变化磁场→变化电场），光波的振动方向（光矢量）是指电磁波振荡中电场矢量的方向——光波是横波。2、光的传播不需要媒质，可在真空中传播C=3.00×108m/s。3、光波的产生由原子内部电子受激发时产生。4、能产生反射、折射、干涉、衍射5、意义把光现象和电磁现象统一起来，指出它们的一致性，再一次证明自然现象之间是相互联系的；解决了光的波动说在传播媒质上遇到的困难，认识到光波与机械波有本质的不同；波速公式v=fλ适合于各种电磁波。（二）电磁波谱电磁波是个大家族，可见光是很窄的一波段还有许多不可见光：1、几种不可见光红外线：（1）性质：λ（0.76微米～1000微米），热效应显著，光化学作用比可见光差，易于被物质吸收，长波红外线能在薄雾中穿过。（2）产生：组成物质分子原子内部核外外层电子由激发态→低能级态跃迁发射出。（3）应用：远红外加逝技术，液视仪、红外遥感技术。紫外线：（1）性质：λ（0.4微米～0.6×10-2微米）微米微米，光化学作用显著；能使荧光物质发光，玻璃是紫外线的不透明体；生理作用——消毒对人眼视网膜、皮膜有强烈的破坏作用。（2）产生：是由组成物质原子外外层电子由激发态→低能级态跃迁时放出。（3）应用：感光技术、医用消毒伦琴射线（x射线）（1）产生：高速电子流射在任何固体上均会发生伦琴射线：是由组成物质原子外内层电子受激发而产生。（2）性质：λ(0.06～20A)具有很强的穿透本领，能穿过许多可见光不透明物质，可使许多固体发生荧光，使底片感光，空气电离。（3）应用：工业破坏性材料的检测，用于晶体结构的分析，医用透视。γ射线：原子核受到激发后产生。（三）光谱1、发射光谱：由发光体直接产生的光谱（如电灯丝发出的光、炽热的钢水发出的光。）a.连续光谱产生条件：炽热的固体液体和高压气体发光。光谱形式：连续分布的包含有从红光到紫外各种色光的光谱。b.明线光谱：（原子光谱）——光谱管辉光放电产生条件：稀薄气体或金属蒸气发射的光谱，是游离态原子发射出。光谱形式：只有一些不连续的亮线光谱。2、吸收光谱：高温物发出白光（连续分布一切波长的可见光）通过物质时某些波长的光被物质吸收后产生的光谱。光谱形式：用分光镜观察时，见到连续光谱背景上一些暗线。如：太阳光谱是太阳内部发出的强光经过温度较低的太阳大气层时产生的是吸收光谱。（四）光电效应1、光电效应：在光的照射下物体中发射出电子的现象。紫外线照射锌板使验电器带正电。2、光电效应实验（1）装置（2）实验表明：1）在单位时间内由阴极K释放出的光电示数与入射光的强度成正比。2）由K释放出的光电子的最大初动能随入射光的频率增大而增大与入射光强度无关。3）对任何一种金属，入射光的频率必须大于某一极限频率才能发生光电效应。4）光照与光电子取出同时发生。（五）光的波粒二象性光是具有微粒性和波动性的电磁波波动性：大量光子表现出来的现象（几率波）粒子性：少量光子的运动三、练习1、对于红外线的产生和作用，下列叙述正确的是（）（A）我们周围的物体都在不停地辐射红外线（B）红外线有很强的荧光作用（C）红外线最显著的作用是热作用（D）红外线比紫外线更容易穿过烟尘2、能够分析物质成分的光谱是（）（A）明线光谱（B）连续光谱（C）发射光谱（D）电磁波谱3、下列说法中正确的是（）（A）连续光谱和明线光谱都是发射光谱（B）明线光谱的谱线叫做原子的特征谱线（C）固体、液体、气体的发射光谱是连续光谱（D）同一种物质吸收光谱中的暗线和明线光谱中的亮线相对应4、白炽灯发出光产生的光谱是（）（A）连续光谱（B）明线光谱（C）原子光谱（D）吸收光谱5、太阳光的光谱是（）（A）连续光谱（B）明线光谱（C）原子光谱（D）吸收光谱6、太阳的连续光谱中有许多暗线，它们对应着某些元素的特征谱线，产生这些暗线是由于（）（A）太阳表面大气层中缺少相应的元素（B）太阳内部缺少相应的元素（C）太阳表面大气层中存在着相应的元素（D）太阳内部存在着相应的元素7、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，验电器的指针就张开一个角度，如图所示，这时，（）（A）锌板带正电，指针带负电（B）锌板带正电，指针带正电（C）锌板带负电，指针带正电（D）锌板带负电，指针带负电8、关于光效应的实验，下列说法中正确的是（）（A）发生光电效应的条件是入射光的波长不应大于某个值（B）单位时间内逸出的光电子数跟入射光线的强度成正比（C）逸出的光电子的最大初动能跟入射光的频率成正比（D）光电管所加的反向截止电压越大，光电子的最大初动能就越大9、如图所示，当用一束单色照射光电管时，灵敏电流针G中无电流，这可能是（）（A）电源电压太高（B）照射时间太短（C）光的强度太小（D）光的频率太低10、红、橙、黄、绿四种单色光中，光子能量最小的是（）（A）红光（B）橙光（C）黄光（D）绿光11、关于光的波粒二象性的说法中，错误的是（）（A）有的光是波，有的光是粒子（B）光子与电子是同样的一种粒子（C）光的波长越长，其波动性就越显著；波长越短，其粒子性就越显著（D）光子的数量越少其波动就越显著；光子的数量越多其粒子性应越显著参考答案：1、ACD2、A3、ABD4、A5、D6、C7、B8、ABD9、AD10、A11、AB