高三物理光的波動性和微粒性知識點(diǎn)
1.光本性學(xué)說的發(fā)展簡史
(1)牛頓的微粒說：認(rèn)為光是高速粒子流。它能解釋光的直進(jìn)現(xiàn)象，光的反射現(xiàn)象。
(2)惠更斯的波動說：認(rèn)為光是某種振動，以波的形式向周圍傳播。它能解釋光的干涉和衍射現(xiàn)象。
2.光的干涉
光的干涉的條件是：有兩個(gè)振動情況總是相同的波源，即相干波源。(相干波源的頻率必須相同)。形成相干波源的方法有兩種：⑴利用激光(因?yàn)榧す獍l(fā)出的是單色性極好的光)。⑵設(shè)法將同一束光分為兩束(這樣兩束光都來源于同一個(gè)光源，因此頻率必然相等)。下面4個(gè)圖分別是利用雙縫、利用楔形薄膜、利用空氣膜、利用平面鏡形成相干光源的示意圖。
3.干涉區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生的亮、暗紋
�、帕良y：屏上某點(diǎn)到雙縫的光程差等于波長的整數(shù)倍，即=n(n=0，1，2，)
�、瓢导y：屏上某點(diǎn)到雙縫的光程差等于半波長的奇數(shù)倍，相鄰亮紋(暗紋)間的.距離。用此公式可以測定單色光的波長。用白光作雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，由于白光內(nèi)各種色光的波長不同，干涉條紋間距不同，所以屏的中央是白色亮紋，兩邊出現(xiàn)彩色條紋。
4.衍射----光通過很小的孔、縫或障礙物時(shí)，會在屏上出現(xiàn)明暗相間的條紋，且中央條紋很亮，越向邊緣越暗。
�、鸥鞣N不同形狀的障礙物都能使光發(fā)生衍射。
�、瓢l(fā)生明顯衍射的條件是：障礙物(或孔)的尺寸可以跟波長相比，甚至比波長還小。(當(dāng)障礙物或孔的尺寸小于0。5mm時(shí)，有明顯衍射現(xiàn)象。)
�、窃诎l(fā)生明顯衍射的條件下當(dāng)窄縫變窄時(shí)亮斑的范圍變大條紋間距離變大，而亮度變暗。
5.光的偏振現(xiàn)象：通過偏振片的光波，在垂直于傳播方向的平面上，只沿著一個(gè)特定的方向振動，稱為偏振光。光的偏振說明光是橫波。
6.光的電磁說
�、殴馐请姶挪�(麥克斯韋預(yù)言、赫茲用實(shí)驗(yàn)證明了正確性。)
�、齐姶挪ㄗV。波長從大到小排列順序?yàn)椋簾o線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、射線。各種電磁波中，除可見光以外，相鄰兩個(gè)波段間都有重疊。
各種電磁波的產(chǎn)生機(jī)理分別是：無線電波是振蕩電路中自由電子的周期性運(yùn)動產(chǎn)生的;紅外線、可見光、紫外線是原子的外層電子受到激發(fā)后產(chǎn)生的;倫琴射線是原子的內(nèi)層電子受到激發(fā)后產(chǎn)生的;射線是原子核受到激發(fā)后產(chǎn)生的。
�、羌t外線、紫外線、X射線的主要性質(zhì)及其應(yīng)用舉例。
★★7.光電效應(yīng)
⑴在光的照射下物體發(fā)射電子的現(xiàn)象叫光電效應(yīng)。(右圖裝置中，用弧光燈照射鋅版，有電子從鋅版表面飛出，使原來不帶電的驗(yàn)電器帶正電。)
�、乒怆娦�(yīng)的規(guī)律。①各種金屬都存在極限頻率0，只有0才能發(fā)生光電效應(yīng);②瞬時(shí)性(光電子的產(chǎn)生不超過10-9s)。
�、菒垡蛩固沟墓庾诱f。光是不連續(xù)的，是一份一份的，每一份叫做一個(gè)光子，光子的能量E跟光的頻率成正比：E=h
�、葠垡蛩固构怆娦�(yīng)方程：Ek=h--W(Ek是光電子的最大初動能;W是逸出功，即從金屬表面直接飛出的光電子克服正電荷引力所做的功。)
8.光的波粒二象性
(1)光的波粒二象性：干涉、衍射和偏振表明光是一種波;光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)又用無可辯駁的事實(shí)表明光是一種粒子;因此現(xiàn)代物理學(xué)認(rèn)為：光具有波粒二象性。
(2)正確理解波粒二象性-----波粒二象性中所說的波是一種概率波，對大量光子才有意義。波粒二象性中所說的粒子，是指其不連續(xù)性，是一份能量。
�、艂�(gè)別光子的作用效果往往表現(xiàn)為粒子性;大量光子的作用效果往往表現(xiàn)為波動性。
�、聘叩墓庾尤菀妆憩F(xiàn)出粒子性;低的光子容易表現(xiàn)出波動性。
�、枪庠趥鞑ミ^程中往往表現(xiàn)出波動性;在與物質(zhì)發(fā)生作用時(shí)往往表現(xiàn)為粒子性。
�、扔晒庾拥哪芰縀=h，光子的動量
表示式也可以看出，光的波動性和粒子性并不矛盾：表示粒子性的粒子能量和動量的計(jì)算式中都含有表示波的特征的物理量--頻率和波長。
由以上兩式和波速公式c=還可以得出：E=pc。
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