第十六章光的本性

1、第十六章光的波動性和微粒性高考要求內(nèi)容要 求說明光本性學(xué)說的發(fā)展簡史I光的干涉現(xiàn)象，雙縫干涉，薄膜干涉，雙縫干涉的I條紋間距與波長的關(guān)系；光的衍射I光的偏振現(xiàn)象I光譜和光譜分析紅外線、紫外線、X射線、丫射I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n光的波粒二象性物質(zhì)波I激光的特性及應(yīng)用I本章特點(diǎn):本章知識在高考中為必考內(nèi)容，考試大綱對本章中各知識點(diǎn)的要求較低，只要 求理解、識記，所以高考中涉及的考題難度一般不大，考題數(shù)量在二題左右，大多考題 以選擇題和填空題的形式出現(xiàn)，考察對基本概念的理解，其中考的較多的是光的干涉現(xiàn) 象發(fā)生的條件、干涉條紋間距的影響因素、光的偏振

2、現(xiàn)象、光電效應(yīng)等，且常常與幾何 光學(xué)結(jié)合出題。隨著命題向能力立意方的轉(zhuǎn)化，會有較多的與現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)有著密切聯(lián) 系的近代物理為背景信息提出現(xiàn)。要解決以上問題，應(yīng)該深刻理解雙縫干涉和簿膜干涉的相干光波的來源及干涉條紋 的形狀，熟練掌握光電效應(yīng)的四條實(shí)驗(yàn)規(guī)律，了解光電管在自動控制電路中的應(yīng)用；第一單元光的干涉和衍射光的電磁說知識要點(diǎn)1. 光的干涉兩列波長相同的單色光在相互覆蓋的區(qū)域發(fā)生疊加，在某些區(qū)域總加強(qiáng)，在另外一 些區(qū)域總減弱，從而出現(xiàn)明暗相間的條紋，如果是白光，則會出現(xiàn)彩色條紋，這種現(xiàn)象 稱為光的干涉。當(dāng)這兩列光波到達(dá)某點(diǎn)的路程差為波長的整數(shù)倍時(shí)，該處的光互相加強(qiáng)，出現(xiàn)明條 紋；當(dāng)?shù)竭_(dá)某點(diǎn)的路

3、程差為半波長奇數(shù)倍時(shí)，該點(diǎn)光互相削弱，出現(xiàn)暗條紋；條紋間距 與該單色光波長成正比。明紋之間或暗紋之間的距離總是相等的，根據(jù)公式= ，在狹縫間距離和狹縫與屏距離都不變的條件下，條紋的間距跟波長成正 d比。在波長不變的條件下，當(dāng)狹縫與屏的距離增大或狹縫間的距離減小時(shí)，條紋的間距 增大。用白光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，屏的中央是白色亮紋，離中央白色亮紋最近的是紫色亮紋。相干光源的條件是：兩光源頻率相同。獲得相干光的辦法：由于不同的光源甚至是同一光源的不同部分發(fā)出的光不滿足相干條件，所以要用分光的方法，把一個點(diǎn)光源（或線光源）發(fā)出的光分為兩列光，從而獲得 相干光。（1）雙縫干涉：由同一光源發(fā)出的光經(jīng)兩小孔（雙

4、縫）后形成兩列光波疊加產(chǎn)生（2）薄膜干涉：由薄膜前、后表面反射的兩列光波疊加而成，劈形薄膜干涉可產(chǎn)生平行相間條紋，應(yīng)用于“用干涉法檢查平面”2. 光的衍射光的衍射：光離開直線路徑而繞到障礙物陰影里的現(xiàn)象。（了解著名的泊松亮斑）產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的條件：障礙物或孔的尺寸可以跟光的波長相比或比光的波長小。（注意：衍射沒有發(fā)生與不發(fā)生之分，只有明顯與不明顯之分。）單色光的衍射條紋也是明暗相間的分布的，但衍射條文中間亮紋最寬，兩側(cè)條文逐漸變窄變暗：干涉條紋則是等間距，明暗亮度相同的。白光的衍射條紋和干涉條紋都是 彩色的。3. 光的電磁說 與電磁波譜：光的干涉與衍射充分地表明光是一種波，光的偏振現(xiàn)象又進(jìn)一

5、步表明光是橫波。麥克斯韋對電磁理論的研究預(yù)言了電磁波的存在，并得到電磁波傳播速度的理論值3.11 X108m/s，這和當(dāng)時(shí)測出的光速3.15 X 108m/s非常接近，在此基礎(chǔ)上麥克斯韋提出了光在本質(zhì)上是一種電磁波，這就是所謂的光的電磁說。赫茲用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在，并 測出其波長與頻率，進(jìn)而得到電磁波的傳播速度，用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了光的電磁說。光作為電磁波的一種，與其他的電磁波共同構(gòu)成電磁波譜。對于電磁波譜，應(yīng)了解非排布情況、產(chǎn)生機(jī)理及實(shí)際用途。按頻率從小到大的順序組成的電磁波譜，其產(chǎn)生機(jī)理與主要作用如下表:電磁無線電波紅外線可見光紫外線倫琴射線Y射線波種類41214141910 10 3.9 X

6、 107.5 X 103 X3 X 10頻率123 X 10143.9 X 107.5 X5 X 10161610 以上(Hz)只“八20103 X 10真空3 X 101443 X 10 7.7 X 10 4 X 10 710 8 10 11 以中波10 47.7 X 10 776 X 101210下長4 X 10 9(m)7觀察方法無線電技術(shù)利用熱效應(yīng)激發(fā)熒光 利用貫穿本領(lǐng)照相底 片感光（化學(xué) 效應(yīng)）核技術(shù)產(chǎn)生方式LC電路中自由電子的的振蕩原子的外層電子受到激發(fā)原子的內(nèi)層電子受到激發(fā)原子核受到激發(fā)用途通訊，廣播，導(dǎo)航加熱烘干、遙測遙感， 醫(yī)療，導(dǎo)向 等昭明昭八、y J:八、相，加熱日光燈，

7、 黑光燈手 術(shù)室殺菌 消毒，治 療皮膚病 等檢查探測，透視，治療等探測，治療等4. 光的偏振：1、只有橫波才發(fā)生偏振現(xiàn)象，光的偏振現(xiàn)象表明光是一種橫波。2、偏振光：在光的傳播的垂直方向的平面內(nèi)，只有沿著某一個特定方向震動的 光。如自然光敬意偏振片作用后的光。3、 偏振原因：光是橫波，是電磁波，場強(qiáng)E和磁感強(qiáng)度 B的振動方向均與波的傳 播方向垂直。所以光有偏振現(xiàn)象。4、應(yīng)用：利用偏振濾光片攝影、觀看立體電影。典型例題【例1】用單色光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是A 相鄰干涉條紋之間的間距相等B 中央明條紋寬度是兩邊明條紋寬度的2倍C 屏與雙縫之間距離減小，則屏上條紋間的距離增大D 在實(shí)驗(yàn)裝置不

8、變的情況下，紅光的條紋間距小于藍(lán)光的條紋間距解析：A在雙縫干涉中，相鄰明條紋（或暗條紋）間的距離Ax =丄（其中d為雙縫間d距，L為逢到屏的距離， 為光波的波長），由此可見相鄰條紋的間距是相等的。B錯誤；當(dāng)屏與雙縫之間距離減小，屏上條紋間的距離將減小，答案C是錯誤的；在實(shí)驗(yàn)裝置不變的情況下，紅光的條紋間距大于藍(lán)光的條紋間距因?yàn)榧t光的波長比藍(lán)光長，答 案D是錯誤的，故正確答案是A。點(diǎn)評：本題考查雙縫干涉現(xiàn)象，通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察考生應(yīng)該知道雙縫干涉的條紋是等間距的，單縫衍射時(shí)條紋是不等間距的。本題中的現(xiàn)象可以通過實(shí)驗(yàn)觀察，也可通過對書本彩圖的分析得出，考生對上述現(xiàn)象進(jìn)行一定的記憶是必要的，公式：x

9、二丄.可d以不作要求?！纠?】如圖所示，利用干涉法檢測某塊厚玻璃磚的表面是否平整的裝置，所用單色光是用普通光源加濾光片產(chǎn)生的，檢測中所觀察到的干涉條紋是下列哪兩個表面反射的光線疊加而成？A . a的上表面和 b的下表面 B . a的上表面和 b的上表面 C . a的下表面和 b的上表面 D . a的下表面和 b的下表面解析：Ca ；柱訂-b厚玻于離板樣板和厚玻璃之間存在空氣薄層，用單色光從上方照射時(shí)，入射光從空氣薄層的上、下表面反射出兩列光波形成干涉條紋?？諝獗拥纳舷卤砻婢褪莂的下表面和 b的上表面，所以答案 C是正確的。點(diǎn)評：本題考查薄膜干涉的應(yīng)用一檢測玻璃表面的平整程度，利用了空氣薄膜的

10、干 涉，考試的重點(diǎn)是討論相干光源的獲得，試題沒有涉及從干涉條紋判斷玻璃表面的高低情況，看片（干涉圖樣）帶有很強(qiáng)的專業(yè)性 如同用X光對金屬拍片后的照片的識別也是專業(yè)人士所為，考生不必在這一方面花力氣?？忌趥淇紡?fù)習(xí)過程中，應(yīng)該把上述空氣簿膜的干涉和肥皂簿膜的干涉聯(lián)系起來。此外還有“牛頓環(huán)”實(shí)驗(yàn)的原理也要弄清，如圖所 示，將一個平凸透鏡壓在一塊厚玻璃磚上面，用單色光 垂直照射，則可得圓環(huán)形的干涉條紋；若用白光照射則 可得彩色圓形條紋（考生可以自己分析其中的原因）。丁涉搽皺書本介紹了增透膜的原理，它也是光的干涉的重要應(yīng)用。此時(shí)相干光源的獲得來源于光在增透膜的上表面和下表面的兩次反射光波，在垂直照射時(shí)

11、，如果增透膜的厚度等于光波波長（注意：是指光在增透膜中的波長的1/4，數(shù)值上等于光在空氣中波長的1/n , n為增透膜的折射率），則兩列反射光波經(jīng)干涉后相消，等效于沒有了反射光， 透射光的能量等于入射光的能量，從而實(shí)現(xiàn)了增透的目的?！纠?】在觀察光的衍射現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)中，通過緊靠眼睛的卡尺測腳形成的狹縫，觀 察遠(yuǎn)處的日光燈管或線狀白熾燈絲（燈管或燈絲都要平行于狹縫）?？梢钥吹紸 .黑白相間的直條B .黑白相間的弧形條紋C .彩色的直條紋D .彩色的弧形條紋解析：C日光燈管或線狀白熾燈絲發(fā)出的是復(fù)色光，包含有各種成分的單色光，經(jīng)過狹縫衍射后，形成的條紋的寬度不同，所以將出現(xiàn)彩色的衍射條紋，又平行于狹

12、縫的光源的衍 射條紋是直線性條紋，所以答案C是正確的（如圖 75-3所示）。點(diǎn)評：本題考查衍射實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象，通過學(xué)生實(shí)驗(yàn)，考生應(yīng)該知道本題衍射條紋的形 狀是直線形的，要觀察到光的明顯衍射現(xiàn)象，必須滿足障礙物或孔的尺寸比光波的波長 小或者差不多。與本實(shí)驗(yàn)相關(guān)的是游標(biāo)卡尺的讀數(shù)問題，考生應(yīng)引起重視，在歷年的高 考中，游標(biāo)卡尺的讀數(shù)是經(jīng)常要考查的?！纠?】關(guān)于電磁波譜，下列說法中正確的是（）A . 丫射線的頻率一定大于 X射線的頻率B 紫外線的波長一定小于紅外線的波長C .若某紫外線能使一金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則所有的X射線均可使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)D 紫外線光子的能量較大，它是原子內(nèi)層電子受激發(fā)而產(chǎn)生的解

13、析：由電磁波譜中的頻率關(guān)系可知：丫射線的頻率不一定大于 X射線的頻率，而紫外線的頻率一定高于紅外線的頻率，所以，紫外線的波長一定小于紅外線波長，紫外 線的頻率不一定低于 X射線的頻率，即紫外線光子的能量不一定比X射線光子的能量低。紫外線是由原子外層電子受激發(fā)而產(chǎn)生的。所以本題中只有B選項(xiàng)正確.點(diǎn)評：本題要求考生知道電磁波譜中紅外線、紫外線、X射線等不同頻率的電磁波的波長范圍、產(chǎn)生機(jī)理及特點(diǎn)。同步練習(xí)（圖中右）T為一藤椅的豎直靠背，橫藤條P是與藤條靠背平行的白1、如右圖所示， L為水平放置的點(diǎn)亮的 8W日光燈, 與日光燈管平行，豎藤條相互垂交織，它們之間是透空方格， 屏，現(xiàn)將屏從緊貼椅背處慢慢向

14、遠(yuǎn)處方）平移，從屏上將依次看到（A. 橫藤條的影，橫豎藤條的影B. 豎藤條的影，橫豎藤條的影C. 橫豎藤條的影，豎藤條的影，沒有藤條的影D. 橫豎藤條的影，橫藤條的影，沒有藤條的影 2、在用卡尺觀察光的衍射現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)中，如果用日光燈做光源，下列哪些實(shí)驗(yàn)條件是必須滿足的？（A 日光燈要距卡尺足夠遠(yuǎn)B 卡尺的兩個側(cè)腳形成的狹縫要與燈管平行C 卡尺的兩個測腳間的距離要足夠小D 卡尺前必須加濾色片E .眼睛要靠近卡尺的測腳形成的狹縫3、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

15、只有紅色和綠色的雙縫干涉條紋，其它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，其它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4、用眼睛觀察遠(yuǎn)處的燈，有時(shí)會看到它周圍光芒輻射，對于這一現(xiàn)象的解釋，下面的哪些說法正確?（）A. 這是空氣對光的折射作用造成的B. 這是眼睛的瞳孔對光的衍射作用造成的C. 這現(xiàn)象說明眼睛的瞳孔是規(guī)則的圓形D. 這現(xiàn)象說明眼睛的瞳孔是多邊形P上，板上在屏 Q上可看到干涉條紋，圖中0點(diǎn)是5、從點(diǎn)光源L發(fā)出的白光，經(jīng)過透鏡后成一平行光束，垂直照射到檔光板 開有兩條靠得很近的平行狹縫Si、S2如圖所示，屏Q上與兩

16、狹縫等距離的一點(diǎn)，則（）A 干涉條紋是黑白的， B 干涉條紋是黑白的， C 干涉條紋是彩色的， D 干涉條紋是彩色的，O是亮點(diǎn)O是暗點(diǎn)O是亮點(diǎn)O是暗點(diǎn)MS】7、光的偏振現(xiàn)象說明光是橫波.下列現(xiàn)象中不能反映光的偏振特性的是A 一束自然光相繼通過兩個偏振片，以光束為軸旋轉(zhuǎn)其中一個偏振片，透射光的強(qiáng)度 發(fā)生變化B 一束自然光入射到兩種介質(zhì)的分界面上，當(dāng)反射光線與折射光線之間的夾角恰好是90 時(shí)，反射光是偏振光C 日落時(shí)分，拍攝水面下的景物，在照相機(jī)鏡頭前裝上偏振濾光片可以使景像更清晰D 通過手指間的縫隙觀察日光燈，可以看到彩色條紋7、右圖所示的是一豎立的肥皂液薄膜的橫截面，關(guān)于豎立的肥皂薄膜上產(chǎn)生光

17、的干涉現(xiàn)象，看下列陳述，其中哪一些是正確的（）A .干涉條紋產(chǎn)生是由于光線在薄膜前后兩表面反射，形成的兩列光波的疊加B 干涉條紋的暗線是由于上述兩列反射波的波谷與波谷疊加造成的C 用綠光照射薄膜產(chǎn)生的干涉條紋間距比黃色光照射時(shí)小D 薄膜上的干涉條紋基本上是豎直的8、市場上有種燈具俗稱“冷光燈”，用它照射物品時(shí)能使被照物品處產(chǎn)生的的熱效應(yīng)大大降低，從而廣泛地應(yīng)用于博物館、商店等處。這種燈降低熱效應(yīng) 的原因之一是在燈泡后面放置的反光鏡玻璃表面上鍍一層薄膜（例如氟化鎂），這種膜 能消除不鍍膜時(shí)玻璃表面反射回來的熱效應(yīng)最顯著的紅外線。以入表示此紅外線的波長，則所鍍薄膜的厚度最小應(yīng)為（）111A .一

18、入B .入C .入D .入8429、太陽的連續(xù)光譜中有許多暗線，它們對應(yīng)著某些元素的特征譜線。產(chǎn)生這些暗線是 由于（）A 太陽表面大氣層中缺少相應(yīng)的元素；B 太陽內(nèi)部缺少相應(yīng)的元素；C .太陽表面大氣層中存在著相應(yīng)的元素;D 太陽內(nèi)部存在著相應(yīng)的元素。10、圖中為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，須在K、A .高壓電源正極應(yīng)接在P占X射線從K極發(fā)出B .高壓電源正極應(yīng)接在P占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極發(fā)出11、如圖P是一偏振片，P的透振方向（用帶箭頭的實(shí)線表)示）為豎直方向。下列四種入射光束中

19、哪幾種照射A兩電極間加上幾萬伏的直流高壓，則（P時(shí)能在P的另一側(cè)觀察到透射光（A、太陽光B、沿豎直方向振動的光C、沿水平方向振動的光D、 沿與豎直方向成45角振動的光 12、登山運(yùn)動員在攀登雪山時(shí)要注意防止紫外線的過度 照射，尤其是眼睛更不能長時(shí)間被紫外線照射，否則將 會嚴(yán)重地?fù)p壞視力有人想利用薄膜干涉的原理設(shè)計(jì)一種能大大減小紫外線照射的眼n=1.5，要消除的這種紫外線的頻率為鏡。他用的這種薄膜材料的折射率為8.11014Hz。那么它設(shè)計(jì)的這種“增反膜”的厚度至少是多少?13、用色光通過雙縫做實(shí)驗(yàn)，色光的波長為4000埃，A點(diǎn)與狹縫S1、S2的路程差為1 . 8 X 10-6米，貝U A點(diǎn)是出

20、現(xiàn)明條紋還是暗條紋？14、蛇是老鼠的天敵，它是通過接收熱輻射來發(fā)現(xiàn)老鼠的。假設(shè)老鼠的體溫為370C，它發(fā)出的最強(qiáng)的熱輻射的波長屆。根據(jù)熱輻射理論， 治與輻射源的絕對溫度 T的關(guān)系近似為 XmT=2.90 X103 rn K，那么：（1 ）老鼠發(fā)出最強(qiáng)的熱輻射的波長約為多少米；（2）老鼠發(fā)出的這種最強(qiáng)的熱輻射屬于電磁波的以下哪個波段（）A .紅外波段B .紫外波段C.可見光波段D . X射線波段1834年，洛埃利15、（14分）1801年，托馬斯楊用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)研究了光波的性質(zhì).用單面鏡同樣得到了楊氏干涉的結(jié)果（稱洛埃鏡實(shí)驗(yàn)）.05江蘇（1）洛埃鏡實(shí)驗(yàn)的基本裝置如圖所示,S為單色光源， M為一平

21、面鏡.試用平面鏡成像作圖法在答題卡上畫出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.a和L ,光的波長為 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入，在光屏上形成干涉條紋寫出相鄰兩條亮紋（或暗紋）間距離 x的表達(dá)式.光屏第二單元 光電效應(yīng) 光子 光的波粒二象性知識要點(diǎn)一、光電效應(yīng)：當(dāng)光（包括不可見光如紅外線、紫外線、X射線、 射線）照射到物體上時(shí)，從物體上發(fā)射出電子的現(xiàn)象叫做光電效應(yīng)，發(fā)出的電子叫做光電子。（在電場一章中學(xué)過電 子槍發(fā)射電子的情況，是指在金屬通電后，由于電流的熱效應(yīng)，使金屬中的外層電子具 有足夠的動能，脫離金屬的表面而成為自由電子，這時(shí)發(fā)出的電子叫做熱電子。

22、）光電效應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)規(guī)律：（1 ）每一種金屬都有發(fā)生光電效應(yīng)的極限頻率0 ，產(chǎn)生光電效應(yīng)的條件是：八0和光強(qiáng)無關(guān)。（2）光電子的最大初動能與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，而隨入射光頻率的增大而增大（注意：不是成正比關(guān)系，只能說是線性關(guān)系）（3）光電效應(yīng)的發(fā)生幾乎是瞬時(shí)的（不需要光照時(shí)間的積累）（4）在發(fā)生了光電效應(yīng)時(shí)，光電流與入射光的強(qiáng)度成正比二、光子說1、量子論：1900年德國物理學(xué)家普朗克提出：電磁波的發(fā)射和接收是不連續(xù)的，而是一份一份的，每一份電磁波的能量E=h v。2、光子說：在空間傳播的光不是連續(xù)的，而是一份一份的，每一份稱為一個光子，光子的能量與其頻率成正比，即E=h v3、 愛因斯坦的光電效

23、應(yīng)方程：Ek = hv W : hv：入射光子的能量；W:金屬的逸出功（使電子脫離某種金屬所做功的最小值）；Ek:光電子的最大初動能三、光的波粒二象性：光的干涉、衍射和光的偏振以無可辯駁的事實(shí)表明光是一種波；光電效應(yīng)和康普頓 效應(yīng)又以無可辯駁的事實(shí)表明光是一種粒子；因此現(xiàn)代物理學(xué)認(rèn)為光既具有波動性，又 有粒子性。波粒二象性中所說的波是一種概率波，多大量光子才有意義；波粒二象性中 所說的粒子，是指其不連續(xù)性，是一份能量。（1）大量光子產(chǎn)生的效果顯示出波動性，個別光子產(chǎn)生的效果顯示出粒子性.（2）光子和電子、質(zhì)子等實(shí)物粒子一樣，具有能量和動量.與其它物質(zhì)相互作用時(shí)，粒子性起主導(dǎo)作用；在光的傳播過程

24、中，光子在空間各點(diǎn)出現(xiàn)的可能性的多少（概率），由波動性起主導(dǎo)作用。（3）對不同頻率的光，頻率低、波長長的光，波動性特征顯著；而頻率高、波長短 的光，粒子性特征顯著.四、物質(zhì)波：一切運(yùn)動的微觀粒子都具有波粒二象性，其波長入與動量的關(guān)系都符合德布羅意公式mv這.物質(zhì)波是一種幾率波典型例題【例1】關(guān)于光電效應(yīng)，下列幾種敘述正確的是A .金屬電子的逸出功與入射光的頻率成正比B 光電流的強(qiáng)度與入射光的強(qiáng)度無關(guān)C 用不可見光照射金屬一定比用可見光照射同種金屬產(chǎn)生的光電子的初動能要大D .對于任何一種金屬都存在一個最大波長”，入射光的波長必須小于這個波長，才能產(chǎn)生光電效應(yīng)解析：金屬的逸出功由該金屬決定，與入

25、射光源頻率無關(guān)，光電流的強(qiáng)度與入射光強(qiáng)度成正比，選項(xiàng) A、B錯誤。不可見光包括能量大的紫外線、X射線、射線，也包括能量比可見光小的紅外線、無線電波，選項(xiàng)C錯誤。正確選項(xiàng)為 D。點(diǎn)評正確理解金屬的逸出功的概念，知道極限頻率（或最大波長）存在的原因是解決光電效應(yīng)問題的關(guān)鍵；光電效應(yīng)是金屬中的自由電子吸收了光子的能量后，其動能大 到足以克服金屬離子的引力而逃逸出金屬表面，成為光電子對一定的金屬來說，逸出 功是一定的照射光的頻率越大，光子的能量越大，從金屬中逸出的光電子的初動能就 越大如果入射光子的頻率較低，它的能量小于金屬的逸出功，就不能產(chǎn)生光電效應(yīng)， 這就是存在極限頻率的原因.光電效應(yīng)規(guī)律中“光電

26、流的強(qiáng)度”指的是光電流的飽和值（對應(yīng)從陰極發(fā)射出的電子全部被拉向陽極的狀態(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.II弧光燈【例2】如圖所示，與鋅板相連的驗(yàn)電器的鋁箔原來是張 開的，現(xiàn)在讓弧光燈發(fā)出的光經(jīng)一狹縫后照射到鋅板，發(fā)現(xiàn)在 鋅板上形成明暗相間的條紋，同時(shí)與鋅板相連的驗(yàn)電器的鋁箔 張角變大，以上實(shí)驗(yàn)事實(shí)說明：A 光具有波粒二象性B 驗(yàn)電器的鋁箔原來帶負(fù)電C .鋅板上亮條紋是平行等寬度的D 若改用激光器發(fā)出的紅光照射鋅板，觀察到驗(yàn)電器的鋁箔張角則一定會變得更大解析：當(dāng)弧光燈發(fā)出的紫外線經(jīng)過狹

27、縫照在鋅板上，鋅板上形成明暗相間的條紋，發(fā)生衍射現(xiàn)象，中心條紋寬度最寬，說明光有波動性；同時(shí)與鋅板相連的驗(yàn)電器的鋁箔張角變大，發(fā)生了光電效應(yīng)，電子飛出，鋅板原帶正電，說明光有粒子性。所以A正確，B、C錯誤。紅光的頻率小于鋅板的極限頻率，不發(fā)生光電效應(yīng)，D錯誤。點(diǎn)評：這道題要求學(xué)生掌握光的衍射圖象的特點(diǎn)與光電效應(yīng)的實(shí)質(zhì)?！纠?】在做光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，某金屬被光照射發(fā)生了光電效應(yīng)，實(shí)驗(yàn)測出了光電子的最大初動能 Ek與入射光的頻率 的關(guān)系如圖所示，由實(shí)驗(yàn)圖像可求出：A .該金屬的逸出功B該金屬的極限頻率C 單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)D普朗克恒量解析：根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程EK=h v -W，任何一/f

28、Tc種金屬的逸出功 W定，說明Ek隨的變化而變化，且是線性關(guān)系（與y=ax+b類似），直線的斜率等于普朗克恒量，直線與橫軸的截距oA表示Ek=O時(shí)的頻率-.0 ，即為金屬的極限頻率，由波速公式c=求該金屬發(fā)生光電效應(yīng)照射光的極限波長.EK=h-W ,八WEk= 0 時(shí)有 h -W =0， 0h又由波速公式，得 c= 0，0, 一 heW故選（A）、（B）、（D）與橫縱軸截距的物理意義.注意將有關(guān)的物理知識和數(shù)學(xué)的圖線聯(lián)系起來，培養(yǎng)用數(shù)學(xué)知識解決物理問題的能力。點(diǎn)評處理此類問題，一定要先確定橫、縱兩軸分別代表什么，然后再確定圖線斜率 及圖線解決物理問題的能力.【例4】如圖是研究光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)電路

29、現(xiàn)用等離子態(tài)的氫氣（電離態(tài)）躍遷時(shí)所發(fā)出的光照射光電管的陰極K，測得微安表的示數(shù)是40 pA，電壓表的示數(shù)是20V .已知光電管陰極材料的逸出功是3.6eV .求：（1）氫氣發(fā)光的最短波長；（2）光A電管陰極材料的極限波長；(3)光電子到達(dá)陽極A的最大動能.he解析:(1) hrn二亠max-19-18=13.6 XI.6 10 =2.2 10J-348-18-8亦ax=6.63 X0 X3X10 /2.2 X0 =9.1 X0m-19-19(2) hv =he/ 且w=3.6 X1.6 X10 =5.76 10 J-348-19-7入極=6.63 X10 X3X10 /5.76 10=3.5

30、 為0 m（3 ）Eka -Ekk = e U , EKK=h vwEKA=eU+ E kk =eU+h vw= 20+13.6-3.6=30eV點(diǎn)評：這題學(xué)生容易混淆第1問和第2問，主要是沒有弄清氫氣發(fā)光的最短波長的含義。同步練習(xí)1、如圖所示，N為鎢板，M為金屬網(wǎng)，它們分別和電池兩極相連，各電池的電 動勢E和極性已在圖中標(biāo)出，鎢的逸出功為4.5ev?，F(xiàn)分別用能量不同的光子照射鎢板（各光子的能量也已在圖上標(biāo)出）.那么下列圖中能有電子到達(dá)金屬網(wǎng)的是2V B2 .下列說法正確的是A .光波是一種概率波B .光波是一種電磁波C .單色光從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)時(shí)，光子的能量改變D .單色光從光密介質(zhì)進(jìn)

31、入光疏介質(zhì)時(shí)，光的波長不變.（）3、 兩種單色光a和b,a光照射某金屬時(shí)有光電子逸出，b光照射該金屬時(shí)沒有光電子 逸出，貝UA .在真空中，a光的傳播速度較大B .在水中，a光的波長較小C .在真空中，b光光子的能量較大D .在水中，b光的折射率較小4、 用波長為 入和；2的單色光1和2分別照射金屬 1和2的表面.色光1照射金屬1和2的表面時(shí)都有電子射出，色光2照射金屬1時(shí)有電子射出，照射金屬 2時(shí)沒有電子射出設(shè)金屬1和2的逸出功分別為W1和W，則有 （）A .乃h ， W1W?B.刀?2 , W1 W?C .乃W2D . h h , W1 $。已知此光束由紅光和藍(lán)光組成。則當(dāng)光束透過左右A

32、.傳播方向相對于入射光方向向左偏轉(zhuǎn)$角B .傳播方向相對于入射光方向向右偏轉(zhuǎn)$角C 紅光在藍(lán)光的左邊D .紅光在藍(lán)光的右邊二、填空（實(shí)驗(yàn)題）：13、利用圖中裝置研究雙縫干涉現(xiàn)象時(shí)，有下面幾種說法:A. 將屏移近雙縫，干涉條紋間距變窄B. 將濾光片由藍(lán)色的換成紅色的，干涉條紋間距變寬C. 將單縫向雙縫移動一小段距離后，干涉條紋間距變寬D. 換一個兩縫之間距離較大的雙縫，干涉條紋間距變窄E. 去掉濾光片后，干涉現(xiàn)象消失其中正確的是白熾燈 OHr單綣取嗨d=0.5mm,雙縫光屏間距離A、B位置時(shí)游標(biāo)卡Hi r14（4分）利用雙縫干涉測定光的波長實(shí)驗(yàn)中，取雙縫間距L=0.5m,用某種單色光照射雙縫得到

33、干涉圖象如圖，分劃板在圖中尺讀數(shù)如圖，則單色光的波長為 11|111 1|0(IT51T11ID2IlliIlliI |I |XTTTj151 10B位苴運(yùn)數(shù)二、計(jì)算題15、德國科學(xué)家倫琴由于發(fā)現(xiàn)X射線而獲得1901年的諾貝爾獎。下圖是產(chǎn)生X射線的裝置，E是燈絲電源， P、Q接高壓電源。X射線管的燈絲 K加熱后發(fā)射出的電子，經(jīng)高 電壓加速后，打到重金屬陽極A上，發(fā)出X射線。一種X射線是由高速電子與靶原子碰撞時(shí)驟然減速產(chǎn)生的輻射，高速電子驟然減速時(shí)把它的動能的.甘一部分或全部，以光子的形式發(fā)射出去，即X射線。（1 ）在圖中的X射線管上標(biāo)出，加速電壓的正負(fù)極。（2 ）如果要產(chǎn)生波長為0.6nm的X射線，加速電壓至少應(yīng)是多少？結(jié)果要求 2位有效數(shù)字.普