高三物理二輪練習(xí)教學(xué)案光的本性

1、2019高三物理二輪練習(xí)教學(xué)案光的本性 知識(shí)絡(luò) 高考考點(diǎn)考綱要求：知識(shí)點(diǎn)要求說明光本性學(xué)說的發(fā)展簡(jiǎn)史光的干涉現(xiàn)象，雙縫干涉，薄膜干涉，雙縫干涉的條紋間距與波長(zhǎng)的關(guān)系 光的衍射光的偏振現(xiàn)象 光譜和光譜分析，紅外線、紫外線、x射線、射線以及它們的應(yīng)用，光的電磁本性，電磁波譜光電效應(yīng)，光子，愛因斯坦光電效應(yīng)方程光的波粒二象性，物質(zhì)波激光的特性及應(yīng)用復(fù)習(xí)指導(dǎo)：“光的本性”的內(nèi)容基本上是按照人類對(duì)光的本性的認(rèn)識(shí)過程展開的。光的干涉和衍射實(shí)驗(yàn)的成功證明了光具有波動(dòng)性，并推動(dòng)了光的波動(dòng)學(xué)說的發(fā)展。光的電磁說揭示了光現(xiàn)象的電磁本質(zhì)。光電效應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，又確鑿無疑地說明了光還具有粒子性，最終使人們認(rèn)識(shí)到光具有波

2、粒二象性。在歷年的高考試題中，有關(guān)“光的本性”的內(nèi)容多以選擇或填空題的形式出現(xiàn)。在所列的知識(shí)與幾何光學(xué)中的知識(shí)結(jié)合起來進(jìn)行考查。 要點(diǎn)精析 光的波動(dòng)性：（一）光的干涉1干涉是波的特有現(xiàn)象：只有相干波源才能產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象，光若具有波動(dòng)性則必能觀察到它的干涉現(xiàn)象，但必須要有產(chǎn)生干涉現(xiàn)象的相干光源。2相干光源：振動(dòng)情況（指描述振動(dòng)的物理量頻率、相位、振幅以及振動(dòng)方向）總是相同。由于物質(zhì)發(fā)光的特殊性，任何兩個(gè)獨(dú)立的光源發(fā)出的光相疊加均不能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，只有采用特殊的方法從同一光源分離出兩列頻率相同的光波相疊加，才可能發(fā)生干涉現(xiàn)象。雙縫干涉、薄膜干涉等都是采用這種“分光”方法而獲得相干光源的。3典型

3、干涉實(shí)驗(yàn)：楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)、薄膜干涉實(shí)驗(yàn)。（二）雙縫干涉1實(shí)驗(yàn)結(jié)果：用單色光源在屏上出現(xiàn)明暗相間的等距干涉條紋；若用白光做該實(shí)驗(yàn)則屏上出現(xiàn)彩色的干涉條紋。2實(shí)驗(yàn)分析：當(dāng)屏上某點(diǎn)到雙縫S1、S2的路程差是光波波長(zhǎng)的整數(shù)倍時(shí)，在這些地方出現(xiàn)亮紋；當(dāng)屏上某點(diǎn)到雙縫S1、S2的路程差是光波半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍時(shí)，在這些地方出暗紋；干涉條紋是等間距的；同樣條件的雙縫實(shí)驗(yàn)，用紅光和紫光得到的相鄰暗條紋間的寬度不等，紅光的寬度大。3結(jié)論：相鄰明暗相間條紋間的距離 ；同一實(shí)驗(yàn)中，任意兩個(gè)相鄰的亮紋間的距離是相等的；x與、d、三因素有關(guān)，當(dāng)、d相同條件下x與成正比，所以紅光和紫光分別做實(shí)驗(yàn)得到的條紋間隔是不同的，紅光

4、的波長(zhǎng)比紫光的波長(zhǎng)長(zhǎng)，因而紅光干涉條紋比紫光寬。（三）薄膜干涉1成因：薄膜前表面和后表面分別反射的兩列波疊加，這兩列波是同一光源發(fā)出的，所以是相干波，由于同一水平線上的薄膜厚度近似相同，所以干涉后能產(chǎn)生水平的明暗條紋，由于光波波長(zhǎng)極短，因此做薄膜干涉實(shí)驗(yàn)所用介質(zhì)膜應(yīng)足夠薄，才能觀察到干涉條紋。2如果膜的厚度為d，折射率為n的前后表面的反射光的光程差為2d，則：當(dāng)2d是光波半波長(zhǎng)的偶數(shù)倍時(shí)，在這些地方出現(xiàn)亮紋；當(dāng)2d是光波半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍時(shí)，在這些地方出現(xiàn)暗紋；3如果膜的厚度均勻變化，若用單色光照射，相鄰的條紋間的距離是相等的；若用白光照射，則在薄膜某一厚度的地方某一波長(zhǎng)的光反射后增強(qiáng)，而另一些波

5、長(zhǎng)的光反射后減弱，這樣薄膜的像上就出現(xiàn)彩色條紋。4光的干涉在技術(shù)上的應(yīng)用。（1）干涉法檢查鏡面：光的干涉在技術(shù)上可以檢查精密零件的表面質(zhì)量，將被檢查平面和放在上面的透明標(biāo)準(zhǔn)樣板的一端墊一薄片，使樣板的標(biāo)準(zhǔn)平面和被檢查平面間形成一個(gè)楔形空氣薄層，單色光從上面照射，入射光在空氣層的上、下表面反映出兩列光波疊加情況，從反射光中看到干涉條紋，根據(jù)干涉條紋的形狀，來確定工件表面情況。（2）鏡片增透膜：在光學(xué)元件（透鏡、棱鏡）的表面涂一層薄膜，當(dāng)薄膜的厚度是入射光在薄膜中波長(zhǎng)的1/4時(shí)，在薄膜的兩個(gè)面上的反射光，光程差恰好等于半波長(zhǎng)，因而相互抵消，達(dá)到減小反射光、增大透射光強(qiáng)度的作用。（四）光的衍射1光的

6、衍射：光離開直線路徑繞到障礙物陰影區(qū)域內(nèi)的現(xiàn)象叫光的衍射。任何障礙物都可以使光發(fā)生衍射；2產(chǎn)生明顯衍射的條件：障礙物或小孔的尺寸跟光的波長(zhǎng)相差不多或比光的波長(zhǎng)?。?明顯衍射的現(xiàn)象：白光的單縫衍射：中央寬、亮的白色條紋；兩側(cè)窄、暗的彩色條紋；單色光的單縫衍射：中央寬、亮的亮條紋；兩側(cè)明暗相間的條紋，條紋間距向兩側(cè)越來越窄；4光的干涉條紋和衍射條紋都是光波疊加的結(jié)果，但存在明顯的區(qū)別：雙縫干涉條紋是等間距、等亮度的，而單縫衍射條紋除中央明條紋最寬、最亮外，兩側(cè)條紋亮度逐漸減小。（五）光的電磁說電磁波譜1光的電磁說：19世紀(jì)60年代，英國(guó)物理學(xué)家麥克斯韋提出電磁場(chǎng)的理論，預(yù)見了電磁波的存在，并提出電

7、磁波是橫波，傳播的速度等于光速，根據(jù)它跟光波的這些相似性，指出“光波是一種電磁波”光的電磁說。1888年赫茲用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在，測(cè)得它傳播的速度等于光速，與麥克斯韋的預(yù)言符合得相當(dāng)好，證實(shí)了光的電磁說是正確的。2電磁波譜：（1）紅外線：發(fā)現(xiàn)過程：1800年英國(guó)物理學(xué)家赫謝耳用靈敏溫度計(jì)研究光譜各色光的熱作用時(shí)，把溫度計(jì)移至紅光區(qū)域外側(cè)，發(fā)現(xiàn)溫度更高，說明這里存在一種不可見的射線，后來就叫做紅外線。特點(diǎn)：最顯著的是熱作用應(yīng)用：紅外線加熱，這種加熱方式優(yōu)點(diǎn)是能使物體內(nèi)部發(fā)熱，加熱效率高，效果好；紅外攝影（遠(yuǎn)距離攝影、高空攝影、衛(wèi)星地面攝影），這種攝影不受白天黑夜的限制；紅外線成像（夜視儀），

8、可以在漆黑的夜間能看見目標(biāo)；紅外遙感，可以在飛機(jī)或衛(wèi)星上勘測(cè)地?zé)幔瑢ふ宜?、監(jiān)測(cè)森林火情，估計(jì)農(nóng)作物的長(zhǎng)勢(shì)和收成，預(yù)報(bào)臺(tái)風(fēng)、寒潮。（2）紫外線：發(fā)現(xiàn)過程：1801年德國(guó)的物理學(xué)家里特，發(fā)現(xiàn)在紫外區(qū)放置的照相底板感光，熒光物質(zhì)發(fā)光；特性：主要作用是化學(xué)作用，還有很強(qiáng)的熒光效應(yīng)，殺菌消毒作用。應(yīng)用：紫外照相，可辨別出很細(xì)微差別，如可以清晰地分辨出留在紙上的指紋；照明和誘殺害蟲的日光燈，黑光燈；醫(yī)院里病房和手術(shù)室的消毒；治療皮膚病。（3）倫琴射線：發(fā)現(xiàn)過程：1895年德國(guó)物理學(xué)家倫琴在研究陰極射線的性質(zhì)時(shí)，發(fā)現(xiàn)陰極射線（高速電子流）射到玻璃壁上，管壁會(huì)發(fā)出一種看不見的射線，倫琴把它叫做X射線；產(chǎn)生條

9、件：高速電子流射到任體固體上，都會(huì)產(chǎn)生X射線；特性：穿透本領(lǐng)很強(qiáng)。應(yīng)用：工業(yè)上金屬探傷；醫(yī)療上透視人體。此外還有比倫琴射線波長(zhǎng)更短的電磁波，如放射性元素放出的射線。（4）電磁波譜無線電波、紅外線、可見光、紫外線、倫琴射線、射線合起來構(gòu)成了范圍廣闊的電磁波譜。一方面，從無線電波到射線，都是本質(zhì)相同的電磁波，它們的行為服從共同的規(guī)律，另一方面，由于頻率或波長(zhǎng)的不同而又表現(xiàn)出不同的特性，如波長(zhǎng)越長(zhǎng)的無線電波，很容易表現(xiàn)出干涉、衍射等現(xiàn)象，隨波長(zhǎng)越來越短的可見光、紫外線、x射線、射線要觀察到它們的干涉、衍射現(xiàn)象，就越來越困難了。（5）電磁波產(chǎn)生的機(jī)理：無線電波：產(chǎn)生于振蕩電路中；紅外線、可見光、紫外線

10、：原子的外層電子受到激發(fā)后產(chǎn)生的；倫琴射線：原子內(nèi)層電子受到激發(fā)而產(chǎn)生的；射線：原子核受到激發(fā)后產(chǎn)生的。（6）電磁波譜圖： 光的粒子性（一）光電效應(yīng)1在光（包括不可見光）照射下從物體發(fā)射出電子（即光電子）的現(xiàn)象叫做光電效應(yīng)。2光電效應(yīng)的規(guī)律：（1）任何一種金屬，都有一個(gè)極限頻率，入射光頻率必須大于這個(gè)極限頻率才能產(chǎn)生光電效應(yīng)；（2）光電子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，只隨入射光頻率的增大而增大（線性關(guān)系）；（3）入射光照到金屬上時(shí)，光電子的發(fā)射幾乎是瞬時(shí)的，一般不超過109秒；（4）當(dāng)入射光頻率大于極限頻率時(shí)，光電流的強(qiáng)度與入射光強(qiáng)度成正比。光電效應(yīng)規(guī)律中，“光電流的強(qiáng)度”指的是光電流的飽和

11、值（對(duì)應(yīng)從陰極發(fā)射出的電子全部被拉向陽(yáng)極的狀態(tài)）。因?yàn)楣怆娏魑催_(dá)到飽和值之前，其大小不僅與入射光的強(qiáng)度有關(guān)，還與光電管兩極間的電壓有關(guān)，只有在光電流達(dá)到飽和值以后才和入射光的強(qiáng)度成正比。金屬中的自由電子，由于受到晶格正離子的吸引，必須從外部獲得足夠能量才能從金屬中逸出。按照波動(dòng)理論，光的能量是由光的強(qiáng)度決定的，而光的強(qiáng)度又是由光波的振幅決定的，跟頻率無關(guān)。因此無論光的頻率如何，只要光的強(qiáng)度足夠大或照射時(shí)間足夠長(zhǎng)，都能使電子獲得足夠的能量產(chǎn)生光電效應(yīng)，然而這跟實(shí)驗(yàn)結(jié)果是直接矛盾的，所以無法用經(jīng)典的波動(dòng)理論來解釋光電效應(yīng)。（二）光子說在普朗克（德國(guó)物理學(xué)家）認(rèn)為電磁波的能量是不連續(xù)的基礎(chǔ)上，愛因斯

12、坦提出光子說即空間傳播的光是一份一份地進(jìn)行的，每一份的能量等于h，每一份叫一個(gè)光子，是光的頻率。光子說對(duì)光電效應(yīng)的解釋：光子照射到金屬上時(shí)，某個(gè)電子吸收光子的能量后動(dòng)能變大，若電子的動(dòng)能增大到足以克服原子核的引力時(shí)，便飛出金屬表面，成為光電子。（1）光子的能量和頻率有關(guān)，金屬的逸出功是一定的，光子的能量必須大于逸出功才能發(fā)生光電效應(yīng)，這就是每一種金屬都存在一個(gè)極限頻率的原因；（2）光照射到金屬上時(shí)，電子吸收光子能量不需積累，吸收能量立刻增大動(dòng)能，并逸出金屬表面成為光電子；（3）電子吸收光子能量后，從金屬表面逸出，其中金屬表面電子克服逸出功飛出金屬表面具有最大初動(dòng)能，根據(jù)能量守恒有 該方程稱為愛

13、因斯坦光電方程，顯然最大初動(dòng)能和入射光子的頻率有關(guān)。（三）光的波粒二象性光的干涉、衍射等現(xiàn)象說明光具有波動(dòng)性，而光電效應(yīng)又無可爭(zhēng)辯地說明光具有粒子性。現(xiàn)在，人們認(rèn)識(shí)到，光既具有波動(dòng)性又具有粒子性，也就是說光具有波粒二象性，但是既不可把光當(dāng)成宏觀觀念中的波，也不可把光當(dāng)成微觀觀念中的粒子。從幾率波來理解：大量光子產(chǎn)生的效果往往顯示波動(dòng)性；個(gè)別光子產(chǎn)生的效果往往顯示粒子性。從各種頻率電磁波的探測(cè)來理解：低頻率光子容易顯示波動(dòng)性；高頻率光子容易顯示粒子性。要理解各種頻率的電磁波，就必須綜合運(yùn)用波動(dòng)觀點(diǎn)和粒子觀點(diǎn)，這是由于波動(dòng)性與粒子性是光所具有的不可分割的屬性，即波粒二象性。（四）物質(zhì)波定義：任何運(yùn)

14、動(dòng)著的物體，小到電子、質(zhì)子，大到行星、太陽(yáng)，都有一種波與它對(duì)應(yīng)，這種波叫物質(zhì)波，也叫德布羅意波。特點(diǎn)：宏觀物體的德布羅意波長(zhǎng)比微觀粒子的波長(zhǎng)小得多。波長(zhǎng)公式 ，其中h6.63×1034J·s，p是運(yùn)動(dòng)物體的動(dòng)量。物質(zhì)波也是概率波。在光的衍射圖樣中，光子落到亮條紋處的概率較大，落到暗條紋處的概率較小。 光的偏振、激光：1波的偏振現(xiàn)象：橫波的振動(dòng)矢量垂直于波的傳播方向振動(dòng)時(shí)，偏于某個(gè)特定方向的現(xiàn)象。縱波只能沿著波的傳播方向振動(dòng)，所以不可能有偏振。2自然光和偏振光：自然光：從普通光源直接發(fā)出的天然光是無數(shù)偏振光的無規(guī)則集合，所以直接觀察時(shí)不能發(fā)現(xiàn)光強(qiáng)偏于一定方向。這種沿著各個(gè)方向

15、振動(dòng)的光波的強(qiáng)度都相同的光叫自然光。偏振光：自然光通過偏振片后，垂直于傳播方向的振動(dòng)矢量只沿著一個(gè)方向振動(dòng)，這種光叫偏振光。3激光與自然光比較，具有以下幾個(gè)重要特點(diǎn)：普通光源發(fā)出的是混合光，激光的頻率單一，因此激光相干性非常好，顏色特別純；激光束的平行度和方向性非常好；激光的強(qiáng)度特別大，亮度很高。4激光的重要應(yīng)用：激光的應(yīng)用非常多，發(fā)展前景非常廣闊，目前重要的應(yīng)用有：光纖通信、精確測(cè)距、目標(biāo)跟蹤、激光光盤、激光致熱切割、激光核聚變等等。 光譜和光譜分析：光譜分析：根據(jù)光譜鑒別物質(zhì)和確定它的化學(xué)組成的方法叫做光譜分析。 精題精講例題1. 在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，以白光為光源，在屏幕上觀察到了彩色干涉條

16、紋，若在雙縫中的一縫前放一紅色濾光片（只能透過紅光），另一縫前放一綠色濾光片（只能透過綠光），這時(shí)（）A只有紅色和綠色的雙縫干涉條紋，其他顏色的雙縫干涉條紋消失B紅色和綠色的雙縫干涉條紋消失，其他顏色的雙縫干涉條紋依然存在C任何顏色的雙縫干涉條紋都不存在，但屏上仍有光亮D屏上無任何光亮解析：在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)的裝置中，縫的寬度跟光的波長(zhǎng)相差不多。在雙縫分別放上紅色和綠色濾光片之后，由于紅光和綠光的頻率不相等，在光屏上不能再出現(xiàn)干涉條紋了，但由于滿足產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的條件，所以在屏上將同時(shí)出現(xiàn)紅光和綠光的衍射條紋。故正確的選項(xiàng)為C。點(diǎn)評(píng)：光的干涉、衍射和機(jī)械波的干涉、衍射，從原理上講是完全類似的，在

17、復(fù)習(xí)中可進(jìn)行對(duì)照和類比。例題2. 劈尖干涉是一種薄膜干涉，其裝置如下圖甲所示。將一塊平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夾入兩張紙片，從而在兩玻璃表面之間形成一個(gè)劈形空氣薄膜。當(dāng)光垂直入射后，從上往下看到的干涉條紋如下圖乙所示。干涉條紋有如下特點(diǎn)：(1)任意一條明條或暗條紋所在位置下面的薄膜厚度相等；(2)任意相鄰明條紋或暗條紋所對(duì)應(yīng)的薄膜厚度差恒定?，F(xiàn)若在下圖甲裝置中抽去一張紙片，則當(dāng)光垂直入射到新的劈形空氣薄膜后，從上往下觀察到的干涉條紋（）A變疏 B變密C不變 D消失解析：撤去一紙片后，空氣薄膜劈尖角變小，產(chǎn)生相同的厚度差對(duì)應(yīng)的水平距離變大，所以相鄰的明（或暗）條紋間距變大，即條紋變疏

18、，選項(xiàng)A正確。點(diǎn)評(píng)：此題考查對(duì)薄膜干涉原理的理解。只有對(duì)薄膜干涉產(chǎn)生的原因、干涉條紋的分布規(guī)律等從本質(zhì)上認(rèn)識(shí)清楚，才能給出準(zhǔn)確的解答。例題3. 如下圖所示，當(dāng)電鍵K斷開時(shí)，用光子能量為2.5 eV的一束光照射陰極P，發(fā)現(xiàn)電流表讀數(shù)不為零；合上電鍵，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓表讀數(shù)小于0.60 V時(shí)，電流表讀數(shù)仍不為零；當(dāng)電壓表讀數(shù)大于或等于0.60 V時(shí)，電流表讀數(shù)為零。由此可知陰極材料的逸出功為（）A1.9 eV B0.6 eVC2.5 eV D3.1 eV解析：開關(guān)閉合后，光電管兩端加的電壓為反向電壓，其作用是阻礙由光電管陰極發(fā)射出的光電子向陽(yáng)極的運(yùn)動(dòng)。當(dāng)電壓為0.6V時(shí)，電路中恰無電流，

19、說明由陰極發(fā)射的具有最大初動(dòng)能的光電子也恰好不能到達(dá)陽(yáng)極即具有最大初動(dòng)能的光電子到達(dá)陽(yáng)極速度恰減為零，即eUEkm0.6 eV。由愛因斯坦光電效應(yīng)方程：EkmhW得：WhEkm2.50.6eV1.9eV，所以選項(xiàng)A正確。點(diǎn)評(píng)：認(rèn)識(shí)清楚光電管所加電壓為反向電壓，并找到光電子的最大初動(dòng)能和反向電壓的關(guān)系，正確地應(yīng)用愛因斯坦光電效應(yīng)方程，是解決此題的關(guān)鍵。另外，該例還向我們提供了一種測(cè)量光電子最大初動(dòng)能的方法，即EkmeU止（U止為恰好使電路中不產(chǎn)生光電流的反向截止電壓）。例題4. 在做光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí)，某金屬被光照射發(fā)生了光電效應(yīng)，實(shí)驗(yàn)測(cè)出光電子的最大初動(dòng)能Ek與入射光的頻率的關(guān)系圖象如下圖所示。由

20、實(shí)驗(yàn)圖線可求出（）A該金屬的逸出功B該金屬的極限頻率和極限波長(zhǎng)C普朗克常量D單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)解析：由愛因斯坦光電效應(yīng)方程EkhW，結(jié)合Ek圖象可知，圖線的斜率即為普朗克常量h，圖線在軸上的截距即金屬的極限頻率0，由極限頻率可求極限波長(zhǎng)和逸出功。正確選項(xiàng)為ABC。點(diǎn)評(píng)：圖象是用來描述物理規(guī)律常用的一種重要工具，利用圖象解題時(shí)，一定要理解圖象的物理意義，并結(jié)合表示物理規(guī)律的函數(shù)關(guān)系，弄清楚圖象斜率、截距等和題目所求物理量的關(guān)系。例題5. 20世紀(jì)20年代，劍橋大學(xué)學(xué)生G·泰勒做了一個(gè)實(shí)驗(yàn)。在一個(gè)密閉的箱子里放上小燈泡、煙熏黑的玻璃、狹縫、針尖、照相底板，整個(gè)裝置如下圖所示，小燈泡

21、發(fā)出的光通過熏黑的玻璃后變得十分微弱，經(jīng)過三個(gè)月的曝光，在底片上針尖影子周圍才出現(xiàn)非常清晰的衍射條紋。泰勒對(duì)此照片的平均黑度進(jìn)行測(cè)量，得出每秒到達(dá)底片的能量是5×10-13J。（1）假如起作用的光波長(zhǎng)約為500 nm，計(jì)算從一個(gè)光子到來和下一光子到來所相隔的平均時(shí)間，及光束中兩鄰近光子之間的平均距離；（2）如果當(dāng)時(shí)實(shí)驗(yàn)用的箱子長(zhǎng)為1. 2 m，根據(jù)（1）的計(jì)算結(jié)果，能否找到支持光是幾率波的證據(jù)？解析：（1）對(duì)于=500 nm的光子能量為 因此每秒到達(dá)底片的光子數(shù)為 如果光子是依次到達(dá)底片的，則光束中相鄰兩光子到達(dá)底片的時(shí)間間隔是 兩相鄰光子間平均距離為 （2）由（1）的計(jì)算結(jié)果可知，

22、兩光子間距有2.4×102m，而箱子長(zhǎng)只有1.2 m，所以在箱子里一般不可能有兩個(gè)光子同時(shí)在運(yùn)動(dòng)。這樣就排除了光的衍射行為是光子相互作用的可能性，因此，衍射圖形的出現(xiàn)是許多光子各自獨(dú)立行為積累的結(jié)果，在衍射條紋的亮區(qū)是光子到達(dá)可能性較大的區(qū)域，而暗區(qū)是光子到達(dá)可能性較小的區(qū)域。這個(gè)實(shí)驗(yàn)支持了光波是幾率波的觀點(diǎn)。點(diǎn)評(píng)：此類信息題，應(yīng)認(rèn)真閱讀題目提取有用信息，結(jié)合已學(xué)的知識(shí)解決新問題，需要較高的創(chuàng)新思維能力和文字組織能力。例題6. 閱讀如下資料并回答以下問題。自然界中的物體由于具有一定的溫度，會(huì)不斷向外輻射電磁波，這種輻射因與溫度有關(guān)，稱為熱輻射。熱輻射具有如下特點(diǎn)：輻射的能量中包含各種

23、波長(zhǎng)的電磁波；物體溫度越高，單位時(shí)間從物體表面單位面積上輻射的能量越大；在輻射的總能量中，各種波長(zhǎng)所占據(jù)百分比不同。處于一定溫度的物體在向外輻射電磁能量的同時(shí)，也要吸收由其他物體輻射的電磁能量，如果它處于平衡狀態(tài)，則能量保持不變。若不考慮物體表面性質(zhì)對(duì)輻射與吸收的影響，我們定義一種理想的物體，它能100地吸收入射到其表面的電磁輻射，這樣的物體稱為黑體。單位時(shí)間內(nèi)從黑體表面單位面積輻射的電磁波的總能量與黑體絕對(duì)溫度的四次方成正比，即P0T4。其中常量5.67×108 W（m2·K4）。在下面的問題中，把研究對(duì)象都簡(jiǎn)單地看作黑體。有關(guān)數(shù)據(jù)及數(shù)學(xué)公式：太陽(yáng)半徑R696 000 k

24、m，太陽(yáng)表面溫度T= 5770 K，球面積S=4R2，其中R為球半徑。（1）太陽(yáng)熱輻射能量的絕大多數(shù)集中在波長(zhǎng)為2×107m1×105 m范圍內(nèi)，求相應(yīng)的頻率范圍；（2）每小時(shí)從太陽(yáng)表面輻射的總能量為多少？解析：（1）由于 所以，輻射的頻率范圍為：3×10131.5×1015 Hz.（2）每小時(shí)從太陽(yáng)表面輻射的總能量為： 點(diǎn)評(píng)：波長(zhǎng)、波速與頻率（或周期）之間的關(guān)系式= v/是物理中使用頻率很高的一個(gè)公式，不要記反或記錯(cuò)。例題7. 下圖為X射線管的結(jié)構(gòu)示意圖，E為燈絲電源。要使射線管發(fā)出X射線，需在K、A兩電極間加上幾萬伏的直流高壓（）A高壓電源正極應(yīng)接在

25、P點(diǎn)，X射線從K極發(fā)出B高壓電源正極應(yīng)接在P點(diǎn)，X射線從A極發(fā)出C高壓電源正極應(yīng)接在Q點(diǎn)，X射線從K極發(fā)出D高壓電源正極應(yīng)接在Q點(diǎn)，X射線從A極出發(fā)解析：因X射線是由原子內(nèi)層電子躍遷輻射的電磁波，要使原子內(nèi)層電子躍遷，必須用高能粒子轟擊原子才能使其內(nèi)層電子受激發(fā)而躍遷。X射線管K、A兩電極間加高電壓，目的就為使由K發(fā)射的電子被加速而成為高能粒子去轟擊對(duì)陰極A，使A中原子內(nèi)層電子躍遷而輻射出X射線，所以Q點(diǎn)應(yīng)接高壓電源正極，即D正確。點(diǎn)評(píng)：正確區(qū)別高、低壓電源及電子流與X射線。 反饋練習(xí)一、選擇題1在以下各組的兩個(gè)現(xiàn)象中都表現(xiàn)出光具有波動(dòng)性的是（）A光的折射現(xiàn)象、色散現(xiàn)象B光的反射現(xiàn)象、干涉現(xiàn)象

26、C光的衍射現(xiàn)象、偏振現(xiàn)象D光的直線傳播現(xiàn)象、光電效應(yīng)現(xiàn)象2用綠光照射一個(gè)光電管能發(fā)生光電效應(yīng)，欲使光電子從陰極逸出的最大初動(dòng)能增大，以下方法中可行的是（）A增大光電管上的加速電壓B增大綠光的強(qiáng)度C延長(zhǎng)綠光的照射時(shí)間D改用強(qiáng)度較小的紫光照射3A和B兩種單色光均垂直照射到同一條直光纖的端面上，A光穿過光纖的時(shí)間比B光穿過的時(shí)間長(zhǎng)，現(xiàn)用A和B兩種光照射同種金屬，都能發(fā)生光電效應(yīng)，則以下說法正確的選項(xiàng)是（）A光纖對(duì)B光的折射率大BA光打出的光電子的最大初動(dòng)能一定比B光的大CA光在單位時(shí)間內(nèi)打出的電子數(shù)一定比B光的多DB光的波動(dòng)性一定比A光顯著4雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置如下圖所示，綠光通過單縫S后，投射到具有雙

27、縫的擋板上，雙縫S1和S2與單縫S的距離相等，光通過雙縫后在與雙縫平行的屏上形成干涉條紋。屏上O點(diǎn)距雙縫S1和S2的距離相等，P點(diǎn)是距O點(diǎn)最近的第一條亮條紋。如果將入射的單色光換成紅光或藍(lán)光，討論屏上O點(diǎn)及其上方的干涉條紋的情況是：O點(diǎn)是紅光的亮條紋；紅光的第一條亮條紋在P點(diǎn)的上方；O點(diǎn)不是藍(lán)光的亮條紋；藍(lán)光的第一條亮條紋在P點(diǎn)的上方。其中正確的選項(xiàng)是（）A只有正確 B只有正確C只有正確 D只有正確5如下圖所示a、b二束平行細(xì)光束垂直射入直角三棱鏡的AB面，對(duì)應(yīng)的折射光線為a'、b'，a'、b'有發(fā)散的趨勢(shì)。比較a、b二束光，以下說法正確的選項(xiàng)是（）A光束a在棱鏡中的傳播速度快B若b光束能使某一金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)，則a光束同樣能使該金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)C在完全相同的條件下做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)a光對(duì)應(yīng)的干涉條紋較寬D在其它條件不變的情況下，當(dāng)頂角A增大時(shí)，一定是折射光束b'先消失6抽制細(xì)絲時(shí)可用激光監(jiān)控其粗細(xì)，如下圖所示。激光束越過細(xì)絲時(shí)產(chǎn)生的條紋和它通過遮光板的同樣寬度的窄縫規(guī)律相同，則（）A這是利用光的干涉現(xiàn)象B這是利用光的偏振現(xiàn)象C如果屏上條紋變寬，說明抽制的絲粗了D如果屏上條紋變寬，說明抽制的絲細(xì)了7頻率為的光子，具有的能量為h，動(dòng)量為h/c，將這個(gè)光子打