(一)光的本性的学说
(二)光的干涉和衍射
1、光的干涉:
(1)产生条件:两束频率相同的光迭加
(2)干涉现象:
I.双缝干涉(1801年杨氏实验)
实验装置:单缝(单孔)获得频率一定的线(点光源;双缝(双孔)将频率一定的光分成两束
条纹特征:单色光:中央亮纹;两侧明暗相间;宽度相等,亮度基本相同;条纹间距(宽度:ΔX=Lλ/d)
白光:中央为白色;两侧明暗相间的条纹;每条亮纹靠近中央为紫色,外侧为红色
条纹明暗:距离两缝路程差为半波长的奇数倍为暗条纹;偶数倍为亮条纹
II.薄膜干涉:
相干光的获得:一定频率的光经薄膜前后表面反射,两束频率相同的反射光相迭加
条纹特征:单色光:明暗相间
白光:彩纹;同一亮条纹薄膜薄处为紫光,厚处为红光
应用:检查平面、增透膜(入射光波长的1/4,淡紫色的原因)
2、光的衍射
(1)产生条件:孔、缝或障碍物的尺寸很小,与可见光波长相比差不多或更小时才有明显的衍射现象
(2)干涉现象:
I.单缝衍射:
条纹特征:单色光:中央条纹宽而亮;两侧明暗相间的条纹;两侧条纹窄而亮度递减快
白光:中央条纹为宽亮的白色条纹;两侧为彩纹,每一亮纹内侧为紫色,外侧为红色
条纹观察:游标卡尺的构造、原理、读数方法;缝由0.2mm变宽时条纹由稀变密
II.小孔衍射:孔由大到小:屏上见到的现象:亮斑→小孔成像→衍射花样;
单色光:中央亮点大而亮;四周明暗相间圆条纹窄而亮度递减快;
白光:中央为白色亮点,四周彩纹;中央亮点大而亮,四周彩纹窄而暗
III.不透明圆盘衍射:影的轮廓模糊不清,出现明暗相间的条文,阴影中心有亮斑-泊松亮斑来源:考试
(三)光的电磁本性
1.意义:在光(包括不可见光)照射下,从物体发射出电子的现象叫光电效应
2.实验规律:I.每种金属都有一种极限频率ν0,入射光的ν〉ν0才发出光电子,入射光ν〈ν0不论光照射时间多长,光多强也不能发生光电效应;II.光电子的最大初动能随入射光的ν的增大而增大,与光强无关;III.瞬时发生:入射光照射到金属上到发射电子几乎不需要时间,小于1纳秒;IV.饱和光电流与光强度成正比
3.波动说与光电效应的矛盾:波动理论:光的能量由光的强度决定,光的强度又由光的振幅决定,与频率无关;波动理论与光电效应实验的前3条矛盾
4.光子说对光电效应的解释:
I.金属中的一个电子吸收一个光子的全部能量;
II.逸出功W是从金属表面上逸出的电子克服原子核的引力做的功,W由金属本身的特性决定,对一种金属为定值;III.从能量关系搞清mvm2/2=hν-W(不要求计算)
(五)光谱
光谱分析:原理:利用明线、吸收光谱中的特征谱线;用途:鉴别物质、确定成分
(六)光的波粒二象性
1.光既具有波动性,又具有粒子性,有的波动性显著,有的粒子性显著
2.物质波:也称德布罗意波,波长λ=h/p.
3.波粒二象性中的波是几率波(物质波),不是机械波,也不是电磁波,不是宏观意义中的波;波粒二象性中的粒子也不是宏观意义中的粒子(质点),光子运动既没有一定的轨道,是无规则的,与质点运动不同,不遵从牛顿定律。
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