第一部分專題五第十二講

第一部分專題五第十二講第一頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一重點知識歸納一、幾何光學(xué)的常見現(xiàn)象第二頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一項目內(nèi)容折射率決定式:n＝物理意義:描述透明介質(zhì)對光線的偏折作用,n越大,折射光線偏離入射方向的夾角越大全反射發(fā)生條件:(1)從光密介質(zhì)進入光疏介質(zhì)(2)入射角大于或等于臨界角,即θ1≥C臨界角：sinC＝第三頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一項目內(nèi)容光的色散產(chǎn)生原因：(1)太陽光是復(fù)色光；(2)不同的色光折射率不同規(guī)律:光的頻率越大,折射率越大紅光→紫光:折射率逐漸增大,在介質(zhì)中的速度逐漸減小;(3)臨界角逐漸減小;波長逐漸減小第四頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一項目內(nèi)容常見光學(xué)元件的特點平行玻璃板:(1)出射光線與入射光線平行;(2)出射光線發(fā)生側(cè)移棱鏡:(1)光線向底邊偏折;(2)能發(fā)生色散全反射棱鏡:(1)垂直于直角邊射入,出射光線方向改變90°;(2)垂直于斜邊射入,出射光線方向改變180°第五頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一二、光的干涉、衍射和偏振現(xiàn)象項目內(nèi)容光的干涉雙縫干涉產(chǎn)生條件:兩光源頻率相等,相位差恒定出現(xiàn)明暗條紋的條件:路程差Δs＝nλ,明條紋;Δs＝(n＋

)λ,暗條紋相鄰條紋間距:Δx＝

λ第六頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一項目內(nèi)容光的干涉薄膜干涉產(chǎn)生原因：同一束光分別經(jīng)薄膜的前后表面反射的光疊加而成規(guī)律:經(jīng)薄膜上厚度相等的位置反射的光疊加后在同一干涉條紋上,相鄰條紋間距與波長成正比,與斜面傾角成反比應(yīng)用:(1)光干涉法檢查平面的平整度(2)在光學(xué)鏡頭上涂增透膜d＝

λ第七頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一項目內(nèi)容光的衍射明顯衍射條件障礙物或孔的尺寸跟光的波長差不多或者比光的波長小衍射現(xiàn)象單縫衍射:中間條紋亮、寬;兩側(cè)條紋暗、窄;波長越長,條紋越寬,間距越大圓孔衍射:明暗相間的圓形條紋圓板衍射:圓形陰影的外側(cè)是明暗相間的圓形條紋,中間是亮斑(泊松亮斑)第八頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一項目內(nèi)容光的偏振偏振片有特定的透振方向,自然光通過后成為偏振光,兩偏振光片平行時透過的光最強,垂直時最弱第九頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一特別提醒：(1)光的干涉和衍射現(xiàn)象說明光具有波動性,光的偏振現(xiàn)象說明光是橫波.(2)光的干涉條紋和光的衍射條紋的最大區(qū)別是研究條紋間距是否均勻,中央條紋和兩側(cè)條紋的亮度是否相同.第十頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一三、光電效應(yīng)及光的波粒二象性項目內(nèi)容光電效應(yīng)概念金屬在光(包括不可見光)的照射下發(fā)射電子的現(xiàn)象規(guī)律(1)每種金屬都有一個極限頻率,ν≥ν0時才會發(fā)生光電效應(yīng)(2)光電子的最大初動能與光強無關(guān),隨ν的增大而增大(3)光電效應(yīng)的產(chǎn)生幾乎是瞬時的(4)飽和光電流與光強成正比第十一頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一項目內(nèi)容光電效應(yīng)解釋光子說:(1)光在傳播時是一份一份的,每份叫一個光子;(2)光子能量E＝hν,h＝6.63×10－34J·s逸出功:電子脫離金屬時克服原子核引力做功的最小值W＝hν光強:P＝nhν光電效應(yīng)方程:Ek＝hν－W第十二頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一項目內(nèi)容物質(zhì)波每個實物粒子對應(yīng)一種波,叫物質(zhì)波物質(zhì)波的波長λ＝波粒二象性概率波:只能預(yù)測粒子在某區(qū)域出現(xiàn)的概率,概率符合波動規(guī)律第十三頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一熱點題型示例光的折射和全反射的應(yīng)用1．確定研究的光線2．找入射點，確認界面，并畫出法線．3．明確兩介質(zhì)折射率的大小關(guān)系(1)若光疏→光密：定有反射、折射光線(2)若光密→光疏：如果入射角大于或等于臨界角，一定發(fā)生全反射．第十四頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一4.根據(jù)反射定律、折射定律作出光路圖,結(jié)合幾何關(guān)系,具體求解.圖12－1第十五頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一例1圖12－2第十六頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一第十七頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一【答案】B第十八頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一強化訓(xùn)練1

(2011年高考福建卷)如圖12－3,半圓形玻璃磚置于光屏PQ的左下方.一束白光沿半徑方向從A點射入玻璃磚,在O點發(fā)生反射和折射,折射光在光屏上呈現(xiàn)七色光帶.若入射點由A向B緩慢移動,并保持白光沿半徑方向入射到O點,觀察到各色光在光屏上陸續(xù)消失.在光帶未完全消失之前,反射光的強度變化以及光屏上最先消失的光分別是(

)第十九頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一A．減弱，紫光

B．減弱，紅光C．增強，紫光

D．增強，紅光圖12－3第二十頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一光的干涉現(xiàn)象分析1．光的干涉要分析的幾個問題(1)干涉條件：頻率相同、相差恒定、振動方向在同一直線上．(2)明暗條紋形成條件：δ＝kλ，k＝1,2，…——亮條紋δ＝(2k－1)λ/2，k＝1,2，…——暗條紋(3)條紋間距Δx＝lλ/d，用雙縫干涉測光的波長的原理：λ＝d·Δx/l.第二十一頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一2．關(guān)于薄膜干涉要弄清的幾個問題(1)哪兩列光波發(fā)生干涉；(2)應(yīng)該從哪個方向去觀察干涉圖樣；(3)條紋會向哪個方向側(cè)移；(4)同一亮紋光程差相同(為什么劈尖干涉的條紋是直線，而牛頓環(huán)是圓形)．第二十二頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一(8分)1801年,托馬斯·楊用雙縫干涉實驗研究了光波的性質(zhì).1834年,洛埃利用平面鏡同樣得到了楊氏干涉的結(jié)果(稱洛埃鏡實驗)．例2圖12－4第二十三頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一(1)洛埃鏡實驗的基本裝置如圖12－4所示,S為單色光源,M為一平面鏡.試用平面鏡成像作圖法畫出S經(jīng)平面鏡反射后的光與直接發(fā)出的光在光屏上相交的區(qū)域.(2)設(shè)光源S到平面鏡的垂直距離和到光屏的垂直距離分別為a和L,光的波長為λ,在光屏上形成干涉條紋.寫出相鄰兩條亮紋(或暗紋)間距離Δx的表達式．第二十四頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一【規(guī)范解答】(1)先作出S的平面鏡像點S′,然后作出S經(jīng)平面鏡成像的邊界光線,其重疊區(qū)域如圖12－5所示.(4分)圖12－5第二十五頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一第二十六頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一強化訓(xùn)練2

(2011年浙江模擬)登山運動員在登雪山時要注意防止紫外線的過度照射，尤其是眼睛更不能長時間被紫外線照射，否則將會嚴重地損傷視力．有人想利用薄膜干涉的原理設(shè)計一種能大大減小紫外線對眼睛傷害的眼鏡．他選用的薄膜材料的折射率為n＝1.5，所要消除的紫外線的頻率為ν＝8.1×1014Hz，第二十七頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一(1)他設(shè)計的這種“增反膜”所依據(jù)的原理是___.(2)這種“增反膜”的厚度是多少？(3)請判斷以下有關(guān)薄膜干涉的說法正確的是___.A.薄膜干涉說明光具有波動性B.如果薄膜的厚度不同,產(chǎn)生的干涉條紋一定不平行C．干涉條紋一定是彩色的D．利用薄膜干涉也可以“增透”第二十八頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一第二十九頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一(3)干涉和衍射都證明光具有波動性，如果薄膜厚度均勻變化，則干涉條紋一定平行，白光的干涉條紋為彩色條紋，單色光的干涉條紋則為該色光顏色，當膜的厚度為四分之一波長時，兩反射光疊加后減弱則會“增透”．答案：(1)兩反射光疊加后加強(2)1.23×10－7m

(3)AD第三十頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一光電效應(yīng)的應(yīng)用1.光電效應(yīng)方程中的Ek-ν圖線.(如圖12－6)(1)縱截距：W；(2)橫截距：ν0；(3)斜率：h.圖12－6第三十一頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一2.掌握兩條線索,明確各概念間的對應(yīng)關(guān)系由上圖可知兩條線索:一是光的頻率線,二是光的強度線．第三十二頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一兩條線索對應(yīng)關(guān)系是：(1)光強―→光子數(shù)目多―→發(fā)射光電子多―→光電流大；(2)光子頻率高―→光子能量大―→產(chǎn)生光電子的最大初動能大．第三十三頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一(2010年高考江蘇卷)(1)研究光電效應(yīng)的電路如圖12－7所示.用頻率相同、強度不同的光分別照射密封真空管的鈉極板(陰極K),鈉極板發(fā)射出的光電子被陽極A吸收,在電路中形成光電流.下列光電流I與A、K之間的電壓UAK的關(guān)系圖象中,正確的是______.例3圖12－7第三十四頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一圖12－8第三十五頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一(2)鈉金屬中的電子吸收光子的能量,從金屬表面逸出,這就是光電子.光電子從金屬表面逸出的過程中,其動量的大小________(選填“增大”、“減小”或“不變”),原因是_______________________________________.第三十六頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一【答案】(1)C(2)減小光電子受到金屬表面層中力的阻礙作用第三十七頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一強化訓(xùn)練3

(2011年高考福建卷)愛因斯坦因提出了光量子概念并成功地解釋光電效應(yīng)的規(guī)律而獲得1921年諾貝爾物理學(xué)獎．某種金屬逸出光電子的最大初動能Ekm與入射光頻率ν的關(guān)系如圖12－9所示，其中ν0為極限頻率．從圖中可以確定的是(

)圖12－9第三十八頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一A．逸出功與ν有關(guān)B．Ekm與入射光強度成正比C．當ν<ν0時，會逸出光電子D．圖中直線的斜率與普朗克常量有關(guān)解析：選D.由愛因斯坦的光電效應(yīng)方