光的本性考點(diǎn)例析

1、"光的本性"考點(diǎn)例析     "光的本性"是歷年高考必考內(nèi)容之一，試題中出現(xiàn)的題型多為選擇題和填空題。這一部分知識(shí)要求不高，但對(duì)基本概念理解不透徹，很容易導(dǎo)致失分。筆者對(duì)近十年高考試題進(jìn)行了研究，認(rèn)為對(duì)本單元知識(shí)，應(yīng)重點(diǎn)掌握好以下幾個(gè)方面的知識(shí)。 一、光本性學(xué)說的發(fā)展史上的五個(gè)學(xué)說   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(dòng)說：認(rèn)為光是某種振動(dòng)，以波的形式向周圍傳播，它能解釋光的干涉和衍射現(xiàn)象，光的直進(jìn)現(xiàn)象，光的反射現(xiàn)象。

2、60;  3.麥克斯韋的電磁說：認(rèn)為光是電磁波。實(shí)驗(yàn)依據(jù)是赫茲實(shí)驗(yàn)證明了光與電磁波在真空中傳播速度相等且均為橫波。    4.愛因斯坦的光子說：認(rèn)為光的傳播是一份一份的，每一份叫一個(gè)光子，其能量與它的頻率成正比，即E=h.光子說能成功地解釋光電效應(yīng)現(xiàn)象。   5.德布羅意的波粒二象性學(xué)說：認(rèn)為光是既有粒子，又有波動(dòng)性。個(gè)別光子表現(xiàn)為粒子性，大量光子表現(xiàn)為波動(dòng)性；頻率大的光子粒子性明顯，而頻率小的光子波動(dòng)性明顯。 二、"五個(gè)學(xué)說"提出的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)   1.牛頓的微粒說的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)是光的直線傳播與實(shí)物粒子做勻速直

3、線運(yùn)動(dòng)相似，光遇到障礙物反射就好象彈性小球和光滑墻壁碰撞以后反彈一樣。   2.惠更斯的波動(dòng)說提出的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)是光的干涉現(xiàn)象和光的衍射現(xiàn)象。 光的干涉現(xiàn)象：  （1）光的干涉：頻率相同的兩列波在空中相遇時(shí)發(fā)射疊加，在某些區(qū)域光總是互相加強(qiáng)，在另一些區(qū)域光總是互相抵消或削弱，而出現(xiàn)明暗相間的條紋或者時(shí)彩色條紋的現(xiàn)象叫光的干涉現(xiàn)象。  （2）產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象的條件：兩列光的頻率相同且振動(dòng)情況相同。  （3）干涉實(shí)例：    實(shí)例1：雙縫干涉    雙縫干涉中出現(xiàn)的明條紋和暗條紋的條件：設(shè)光

4、波波長為,屏上某點(diǎn)P到兩縫的路程差為r，則r= n（n=±1,±2,±3,±），兩列光波傳到P時(shí)互相加強(qiáng)，出現(xiàn)亮條紋。r=(2n+1)/2, （n=±1,±2,±3,±），兩列波傳到P點(diǎn)時(shí)互相削弱，出現(xiàn)暗條紋。     注意：光的波長、波速和頻率的關(guān)系為 v=f；光的顏色由光的頻率決定，不同色光的頻率是不同的，紅光的頻率最低，紫光的頻率最高。    實(shí)例2、光的薄膜干涉現(xiàn)象    薄膜干涉現(xiàn)象：用單色光照射時(shí)在薄膜上形成明暗相

5、間的條紋，用白光照射時(shí)形成彩色條紋。    產(chǎn)生的原因：在薄膜的某一厚度處，兩列波反射回來恰好是波峰和波峰的疊加，波谷和波谷疊加，使光波的振動(dòng)加強(qiáng)，出現(xiàn)亮條紋。而在另一厚度處，兩列波的波峰和波谷疊加，使光波的振動(dòng)互相抵消，出現(xiàn)暗條紋。由于在不同的厚度處產(chǎn)生不同的條紋，所示光照射薄膜時(shí)，產(chǎn)生明暗相間的條紋。 例1、用單色光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，下述說法中正確的是：   A、相鄰干涉條紋之間的距離相等；   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； 

6、;  D、在實(shí)驗(yàn)裝置不變的情況下，紅光的條紋間距小于藍(lán)光的條紋間距。   解析：對(duì)于單色光通過雙縫產(chǎn)生的干涉圖樣，紅光和紫光通過同一雙縫產(chǎn)生的干涉條紋，教材都有明確的分析和圖示，由此可知，相鄰的兩條亮紋（或暗紋）間的距離是相等的，屏與雙縫之間距離越小，條紋間的距離越小。單色光條紋間距隨著波長增大而增大?；蛘吒鶕?jù)公式判斷：相鄰兩條亮紋（或暗紋）間的距離 x=L/d ，其中d表示兩個(gè)縫間距離，L表示縫到屏的距離，表示光的波長，通過分析確定上。故選A. 例2、在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，雙縫到光屏上P點(diǎn)的距離之差X=0.6m.若分別用頻率為v1=5.0×1014Hz和v

7、2=7.5×1014Hz的單色光垂直照射雙縫，則P點(diǎn)出現(xiàn)明、暗條紋的情況為（）   A、 用頻率為v1單色光照射時(shí)，出現(xiàn)明條紋；   B、 用頻率為v2單色光照射時(shí)，出現(xiàn)明條紋；   C、 用頻率為v1單色光照射時(shí)，出現(xiàn)暗條紋；   D、 用頻率為v2單色光照射時(shí)，出現(xiàn)暗條紋。   解析：根據(jù)c=v ,可得兩種單色光的波長為：1=0.6m,2=0.4m.與題給的條件X=0.6m比較可知：X=1，X= 32/2.故用頻率為v1單色光照射時(shí)，P點(diǎn)出現(xiàn)明條紋; 用頻率為v2單色光照射時(shí)，P點(diǎn)

8、現(xiàn)暗條紋。 本題的正確答案為A、D. 例3、市場(chǎng)上有種燈具俗稱"冷光燈"，用它照射物品處產(chǎn)生的熱效應(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（例如氧化鎂），這種膜能消除不鍍膜時(shí)玻璃表面反射回來的紅外線熱效應(yīng)。以表示此紅外線的波長，則所鍍膜的厚度最小應(yīng)為：    A、 /8;         B、 /4;       

9、0; C、/2 ;          D、 解析：要使紅外線經(jīng)反光鏡后的反射部分減弱，就得使其經(jīng)鍍膜的前后表面反射的光線相互抵消，由干涉出現(xiàn)暗條紋的條件可知，兩列反射光波的波程差應(yīng)恰為紅外線光波半波長的奇數(shù)倍，最小應(yīng)為半波長，即薄膜厚度的當(dāng)2倍等于紅外線的半波長，故選B。 光的衍射現(xiàn)象：  (1) 光的衍射：光離開直線路徑而繞到障礙物陰影里的現(xiàn)象。  (2) 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波長相比或比光的波長小。  (3) 衍射實(shí)例：  

10、  實(shí)例1、小孔衍射：取一個(gè)不透光的屏，在屏中間開一個(gè)較大的圓孔。用點(diǎn)源照射時(shí)，在像屏上就出現(xiàn)一個(gè)光斑，這是光沿直線傳播的結(jié)果。圓孔小一些，可以看到像屏上的光斑也隨著減小。但是，圓孔很小時(shí)（直徑小于0.1mm）時(shí)，像屏上的光斑不僅不減小，反而變大了，而且光斑的亮度也變得不均勻，成為一些明暗相間的圓環(huán)，這些圓環(huán)的面積，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了光按直線傳播所能照到的范圍，就是說光繞到小孔以外的區(qū)域中去了。這就是光通過小孔產(chǎn)生的衍射現(xiàn)象。      實(shí)例2、單縫衍射：如果在不透明的屏上裝一個(gè)寬度可以調(diào)節(jié)的狹縫，當(dāng)縫比較寬時(shí)，光沿直線傳播，在像屏上出現(xiàn)一條亮線；當(dāng)縫

11、很窄時(shí)，光通過縫后就明顯地偏離了直線傳播的方向，像屏上被照亮的范圍變寬，并且出現(xiàn)了明暗相間的條紋。這就是光通過狹縫時(shí)產(chǎn)生的衍射現(xiàn)象。     實(shí)例3、泊松亮斑：把一個(gè)小的圓盤狀物體放在光束中，在距這個(gè)圓盤一定距離的像屏上，圓盤的影的中心會(huì)出現(xiàn)一個(gè)亮斑。    注意：光的干涉與衍射現(xiàn)象是光的波動(dòng)性的表現(xiàn)，也是光具有波動(dòng)性的證據(jù)，其區(qū)別是：光的干涉現(xiàn)象只有在符合一定條件下才發(fā)生，而光的衍射現(xiàn)象卻總是存在的，只有明顯與不明顯之分。光的干涉現(xiàn)象和衍射現(xiàn)象在屏上出現(xiàn)的都是明暗相間的條紋，但雙縫干涉條紋間隔均勻，從中央到兩側(cè)的明紋亮度變化不大；而

12、單縫衍射的條紋間隔不均勻，中央明紋又寬又亮，從中央向兩側(cè)，條紋寬度減小，明紋亮度顯著減弱。 例4、一個(gè)不透光的薄板上有兩個(gè)靠近的窄縫，紅光透過雙縫后，在墻上呈現(xiàn)明暗相間的條紋，若將其中一個(gè)窄縫擋住，在墻上可以觀察到：     A、光源的像，                      B、一片紅光；     C、仍有條紋，但寬度發(fā)

13、生了變化；     D、條紋寬度與原來?xiàng)l紋相同，但亮度減弱。    解析：一個(gè)不透光的薄板上有兩個(gè)靠近的窄縫，紅光透過雙縫后，在墻上呈現(xiàn)明暗相間的條紋，若將其中一個(gè)窄縫擋住，在墻上可以觀察到單縫衍射條紋，而不再是雙縫干涉條紋，即C選項(xiàng)正確。 例5、在用游標(biāo)卡尺觀察光的衍射現(xiàn)象時(shí)當(dāng)游標(biāo)卡尺兩測(cè)腳間狹縫寬度從0.1mm逐漸增加到0.8mm的過程中，通過狹縫觀察一線狀光源的情況是：   A、 衍射現(xiàn)象逐漸不明顯，最后看不到明顯的衍射現(xiàn)象了；   B、 衍射現(xiàn)象越來越明顯； 

14、0; C、 衍射條紋的間距隨狹縫變寬而逐漸變??；   D、 衍射條紋的間距隨狹縫變寬而逐漸變大。   解析：狹縫寬度從0.1mm逐漸增加到0.8mm的過程中，通過狹縫觀察一線狀光源的情況是衍射現(xiàn)象逐漸不明顯，最后看不到明顯的衍射現(xiàn)象了，衍射條紋的間距隨狹縫變寬而逐漸變小，即選項(xiàng)AC正確。    3、麥克斯韋的電磁說，即認(rèn)為光是電磁波，其實(shí)驗(yàn)依據(jù)是赫茲實(shí)驗(yàn)證明了光與電磁波在真空中傳播速度相等且均為橫波。 電磁波譜  （1）、電磁波按波長由大到小的順序?yàn)椋簾o線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、射線。  （

15、2）、不同電磁波產(chǎn)生機(jī)理不同：無線電波由振蕩電路中自由電子的周期性運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生；可見光由原子的外層電子受激后產(chǎn)生；可見光由原子的外層電子受激后產(chǎn)生；X射線由原子的內(nèi)層電子受激后產(chǎn)生；射線是原子核受到激發(fā)后產(chǎn)生的。  （3）、不同電磁波的特性不同：無線電波易發(fā)生干涉和衍射；紅外線有顯著熱作用；可見光可引起視覺反應(yīng)；紫外線有顯著的化學(xué)作用；X射線的穿透作用很強(qiáng)；射線的穿透作用更強(qiáng)。 光譜與光譜分析  （1）光譜分類：發(fā)射光譜：由發(fā)光物體直接產(chǎn)生的光譜。發(fā)射光譜又分為連續(xù)光譜與明線光譜。連續(xù)光譜由熾熱固體、液體及高壓氣體發(fā)光產(chǎn)生，其特點(diǎn)為由連續(xù)分布的包含一切波長的色光組成。明線光譜(

16、即原子光譜)由稀薄氣體或金屬蒸汽（即游離態(tài)的原子）發(fā)光產(chǎn)生。其特點(diǎn)為由一些不連續(xù)的明線組成。吸收光譜：高溫物體發(fā)出的白光通過物質(zhì)時(shí)，某些波長的光被物質(zhì)吸收而形成的。其特點(diǎn)是在連續(xù)光譜的背景上，由一些不連續(xù)的暗線組成。  （2）光譜分析：利用元素的特征譜線（明線光譜或吸收光譜）分析和確定物質(zhì)的化學(xué)成份。 例6、太陽的連續(xù)光譜中有許多暗線，它們對(duì)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；   &

17、#160; 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。    解析：太陽內(nèi)部發(fā)出的強(qiáng)光是包含所有單色光的白光，它經(jīng)過溫度比較低的太陽大氣層時(shí)，某些頻率的光被吸收，因此在地球上得到的太陽光譜是一種吸收光譜，故本題應(yīng)選C. 例7、圖1為倫琴射線管的示意圖，K為陰極鎢絲，發(fā)射的電子的初速度為零，A為對(duì)陰極（陽極），當(dāng)AK之間加直流電壓U=30KV時(shí)，電子被加速打在對(duì)陰極A上，使之發(fā)出倫琴射線，設(shè)電子的動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為倫琴射線的能量。已知電子電量e=1.6×10-19C,質(zhì)量m=9.1&#

18、215;10-31Kg,普朗克常量h=6.63×10-34 J.S,求：  （1） 電子到達(dá)對(duì)陰極的速度V；（取一位有效數(shù)字）  （2） 由對(duì)陰極發(fā)出的倫琴射線的最短波長。  （3） 若AK間的電流為10mA，那么每秒鐘從對(duì)陰極最多能輻射出多少個(gè)倫琴射線光子？解析：（1）根據(jù)動(dòng)能定理得mV2/2=qU ,所以 V=(2qU/m)1/2=1×108m/s      （2）E=hv =hC/ =qU，所以=hC/qU=4.1×10-11m      （3）n=

19、It/e =10×10-3×1/1.6×10-19 =6.25×1016 個(gè)。 例8、氣象衛(wèi)星向地面發(fā)送的云圖，是由衛(wèi)星上紅外線感應(yīng)器接收云層發(fā)的紅外線而形成的圖象，云上的黑白程度由云層的溫度高低決定，這是利用了紅外線的（ ）    A、不可見性;      B、穿透性；      C、熱效應(yīng);      D、化學(xué)效應(yīng)。解析：利用了紅外線的熱效應(yīng)，即選項(xiàng)C正確。 4、愛因斯坦的

20、光子說提出的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)是光電效應(yīng)現(xiàn)象。 光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)規(guī)律  （1） 每種金屬都有一個(gè)極限頻率，入射光的頻率必須大于這個(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。  （3） 光電效應(yīng)的發(fā)生幾乎是瞬時(shí)的，一般不超過10-9s.  （4） 當(dāng)入射光的頻率大于極限頻率時(shí)，光電流的強(qiáng)度與入射光的強(qiáng)度成正比。 用光子說解釋光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)  （1）電子從金屬表面逸出，首先須克服金屬原子核的引力做功（逸出功W）。要使入射光子的能量不小于W，對(duì)應(yīng)的頻率v =W/h，即是極限頻率。  （2）電子吸

21、收光子能量h后，一部分消耗于克服核的引力做功（逸出功W）,一部分消耗于從金屬內(nèi)部向表面運(yùn)動(dòng)時(shí)克服其它原子阻礙做功（即W',）,剩余部分轉(zhuǎn)化為初動(dòng)能，即mV2/2=h-W-W'.只有直接從金屬表面飛出的光電子才具有最大初動(dòng)能。對(duì)于確定的金屬，W是一定的，故光電子的最大初動(dòng)能只隨入射光頻率的增大而增大。  （3）光照射金屬時(shí)，電子吸收一個(gè)光子（形成光電子）的能量后，動(dòng)能立即增大，不需要積累能量的過程。  （4）入射光越強(qiáng)，單位時(shí)間內(nèi)入射到金屬表面的光子數(shù)越多，產(chǎn)生的光電子越多，射出的光電子作定向移動(dòng)時(shí)形成的光電流越大。 例9、某單色光照射某金屬時(shí)不能產(chǎn)生光電效應(yīng)

22、，則下述措施中可能使該金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)的是：   A、延長光照時(shí)間                       B、增大光的強(qiáng)度；   C、換用波長較短的光照射               

23、 D、換用頻率低的光照射.    解析：本題考查光電效應(yīng)的四個(gè)特點(diǎn)。能發(fā)生光電效應(yīng)由光的頻率決定，而與光強(qiáng)和光照時(shí)間無關(guān)，正確答案選C。 例10、在演示光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中，原來不帶電的一塊鋅板與靈敏驗(yàn)電器相連，用弧光燈照射鋅板時(shí)，驗(yàn)電器的指針就張開一個(gè)角度，如圖2所示。這時(shí)（ ）   A、 鋅板帶正電，指針帶負(fù)電；       B、 鋅板帶正電，指針帶正電；   C、 鋅板帶負(fù)電，指針帶正電；       D

24、、 鋅板帶負(fù)電，指針帶負(fù)電。    解析：驗(yàn)電器指針張開一個(gè)角度，說明鋅板帶了電，而鋅板被光照產(chǎn)生光電效應(yīng)后失去電子帶正電，驗(yàn)電器指針帶與驗(yàn)電器小球同種電而互相排斥張開角度，故選B。 例11、如圖3所示為一真空光電管的應(yīng)用電路，其陰極金屬材料的極限頻率為4.5×1014Hz，則以下判斷正確的是（ ）   A、發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，電路中光電流的飽和值取決于入射光的頻率；   B、發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，電路中的光電流的飽和值取決于入射光的強(qiáng)度；   C、用=0.5m的光照射光電管時(shí)，電路中有光電流產(chǎn)生；

25、60;  D、光照射時(shí)間越長，電路中的光電流越大。    解析：在光電管中若發(fā)生了光電效應(yīng)，單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射光電子的數(shù)目只與入射光的強(qiáng)度有關(guān)，光電流的飽和值只與單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射光電子的數(shù)目有關(guān)。據(jù)此可判斷AD錯(cuò)誤。波長=0.5m的光子的頻率v =C/=6×1014HZ>4.5×1014Hz,可發(fā)生光電效應(yīng)。所以選項(xiàng)B、C正確。 三、"光的本性"的有關(guān)知識(shí)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用1、薄膜干涉在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用  （1）增透膜：在光學(xué)透鏡表面鍍一層增透膜，使增透膜的厚度為透射光在薄膜中波長的1/4倍，使薄膜前

26、后兩面的反射光的光程差為波長的一半，故反射光疊加后減弱，增強(qiáng)透射光強(qiáng)度。  （2）增反膜：在光學(xué)元件表面鍍一層增反膜，使增反膜的厚度為入射光在薄膜中波長的1/2倍，使薄膜前后兩面的反射光的光程差為一個(gè)波長，增強(qiáng)反射光強(qiáng)度。  （3）用干涉法檢查平面：    光的干涉現(xiàn)象在技術(shù)中重要應(yīng)用之一就是用來檢查平面。在磨制各種鏡面或其它精密部件時(shí)，對(duì)加工表面的形狀可以用干涉法檢查。如果被檢查的表面是一個(gè)平面，可以在它的上面放一個(gè)透明的標(biāo)準(zhǔn)樣板，并在一端墊一薄片，使樣板的標(biāo)準(zhǔn)平面和被檢查的平面間形成一個(gè)楔形的空氣薄層，如圖4所示。用單色光從上面照射，入射光

27、從空氣層的上、下表面反射出兩列光波，從反射光中就會(huì)看到干涉條紋，根據(jù)干涉條紋的形狀就可以判斷被檢查表面是不是平的。同學(xué)們?cè)趯W(xué)習(xí)時(shí)必須弄清如下的幾個(gè)問題：、干涉條紋的間距或條紋寬度由哪些量決定？    設(shè)楔形的空氣薄層的傾角為，入射光的波長為，P1、P2處為亮紋，考慮到光從光疏介質(zhì)射到光密介質(zhì)有半波損失，則有：2OP1tg=k+/2，2OP2tg=(k+1)+/2所以條紋間距 x=OP2-OP1=/2tg。    可見干涉條紋間距只與入射光的波長和楔形的傾角有關(guān)。、若入射光為白光，干涉條紋為什么是彩色的？  

28、0; 如果用白光從上面照射，由于白光是由不同顏色的單色光復(fù)合而成的，而不同色光的波長不同，干涉加強(qiáng)的位置就不同，因此觀察到的干涉條紋就是彩色條紋。 、干涉條紋的形狀是由什么決定的？    由于 2OPtg=k+/2 對(duì)于某一級(jí)干涉條紋，K是一定的，因此空氣薄層厚度相同的地方都是在同一級(jí)干涉條紋上，可見，干涉條紋的形狀是由空氣膜的厚度決定的。如果被測(cè)表面是平的，空氣膜的厚度相同的各點(diǎn)就位于同一直線上，產(chǎn)生的干涉條紋就是平行直線；如果被測(cè)表面某些地方不平，那么空氣膜厚度相同的各點(diǎn)就不再位于一條直線上，產(chǎn)生的干涉條紋就要發(fā)生彎曲，從干涉條紋彎曲的方向和程度就可以了解被測(cè)

29、表面的不平情況。 例12、圖5所示是用干涉法檢查某塊厚玻璃板的上表面是否平的裝置，所用單色光是普通光源加濾光片產(chǎn)生的，檢查中所觀察到的干涉條紋是由下列哪兩個(gè)表面反射的光線疊加而成的？    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：本題答案顯然是C。 例13、用干涉法檢查工件表面的質(zhì)量，產(chǎn)生的干涉條紋是一組平行的直線。若劈尖的上表面向上移，如圖6(a)

30、所示，則干涉條紋寬度將 _ ；若劈尖角度增大，如圖6(b),那么干涉條紋寬度將 _ 。（以上兩空均選填：變寬、變窄或不變。）    解析：根據(jù)"干涉條紋間距只與入射光的波長和楔形的傾角有關(guān)"，可知劈尖的上表面向上移，如圖3(a)所示，則干涉條紋寬度將不變；根據(jù)條紋間距x=/2tg ，可知干涉條紋寬度將變窄。 例14、用圖4所示的裝置，根據(jù)光的薄膜干涉原理檢查平面是否平直，結(jié)果得到如圖7所示的干涉圖樣（圖7是圖4的俯視圖），據(jù)此可知被檢平面有缺陷處的缺陷類型是：    A、凸起；   &

31、#160;  B、凹下；      C、可能凸起，也可能凹下；    D、無法判斷。        解析：根據(jù)干涉條紋的形狀是由空氣膜的厚度決定的，很容易判定被檢平面有缺陷處的缺陷類型是凹下，即B正確。 2、光電管在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用 (1)、光電計(jì)數(shù)器 例15、圖8是一種光電計(jì)數(shù)器裝置的原理圖，被計(jì)數(shù)的制品放在傳送帶上，光源安裝在傳送帶的一側(cè)，光電計(jì)數(shù)裝置安裝在傳送帶的另一側(cè)。每當(dāng)傳送帶上有一制品通過時(shí)，光線被擋住，電磁鐵放開銜鐵，計(jì)

32、數(shù)齒輪轉(zhuǎn)過一齒，計(jì)數(shù)器自動(dòng)地把制品數(shù)目記下來。試說明這種計(jì)數(shù)裝置的工作原理。    解析：每當(dāng)傳送帶上有一個(gè)物品通過時(shí)，光線被擋住，就沒有光照到光電管陰極上，光電效應(yīng)就消失，沒有電子從陰極發(fā)出，回路中光電流就變?yōu)榱?。這時(shí)線圈中沒有電流通過，磁性基本消失，電磁鐵放開銜鐵，不能阻擋齒輪，就使計(jì)數(shù)齒輪轉(zhuǎn)過一齒，計(jì)數(shù)器就自動(dòng)把制品數(shù)目記下來。 (2)、路燈自動(dòng)控制開關(guān) 例16、光電管在各種自動(dòng)化裝置中有很多應(yīng)用，街道的路燈自動(dòng)控制開關(guān)就是其應(yīng)用之一。如圖9所示為其模擬電路，其中A為光電管，B為電磁繼電器，C為照明電路，D為路燈。試簡述其工作原理。  &

33、#160; 解析：開關(guān)合上后，白天，光電管在可見光照射下有電子逸出，從光電管陰極逸出的電子被加速到達(dá)陽極，使電路接通電磁鐵中的強(qiáng)電流磁場(chǎng)將銜鐵吸下，照明電路斷開，燈泡不亮。夜晚，光電管無光照射就無電子逸出，電路斷開，電磁鐵中無電流通過，彈簧將銜鐵拉下，照明電路接通。這樣就達(dá)到日出路燈熄，日落路燈亮的效果。 (3)、液面自控儀器 例17、激光液面控制儀的原理是固定的一束激光AO以入射角i照射到液面上，反射光OB射到水平的光屏上，屏上用光電管將光信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，如圖10所示。光電管的原理圖如圖11所示，在光電管上加上正向電壓，就能正常工作。若把電信號(hào)輸入控制系統(tǒng)就可以用以控制液面高度。如發(fā)現(xiàn)光點(diǎn)

34、向右移動(dòng)S的距離到達(dá)B，則  （1） 在圖11上標(biāo)出電源的正負(fù)極。  （2） 入射光線應(yīng)照射在 _ 上。  （3） 若電流表讀數(shù)為10A，則每秒鐘從光電管陰極發(fā)射的光電子數(shù)至少多少？  （4） 液面升高還是降低？變化多少？ 解析：（1）a極為正，b極為負(fù)。     （2）B，B為金屬板，當(dāng)光照在B板上時(shí)，電子發(fā)出，在正向電壓作用下奔向A極，形成順時(shí)針電流。     （3） 電流表讀數(shù)為10A=10-5A，則每秒通過電流表電量為Q=It=1×10-5C，從陰極發(fā)射的電

35、子數(shù)為：n= Q/e = 6.25×1013個(gè)。     （4）由光的反射定律可知，光點(diǎn)向右移，液面應(yīng)下降。作出如圖10所示的光路圖，由圖可知ODBB，為平行四邊形，OCD為等腰三角形，CE為高，在OCE中，由幾何關(guān)系知降低的高度為  (s/2)ctgi 。 3、光的衍射在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用 例18、抽制細(xì)絲時(shí)可用激光監(jiān)控其粗細(xì)，如圖12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上的一條同樣寬度的窄縫規(guī)律相同，則    A、 這是利用光的干涉現(xiàn)象；   B、 這是利用光的衍射現(xiàn)象； 

36、;  C、 如果屏上條紋變寬，表明抽制的絲粗了；   D、 如果屏上條紋變寬，表明抽制的絲細(xì)了。本題答案顯然是B、D。 4、利用光電效應(yīng)測(cè)量電子的荷質(zhì)比 例19、圖13所示是測(cè)定光電效應(yīng)產(chǎn)生的光電子荷質(zhì)比的實(shí)驗(yàn)原理簡圖：兩塊平行板相距為d，放在真空容器中，其中N金屬板受光線照射時(shí)發(fā)射出沿不同方向運(yùn)動(dòng)的光電子，形成電流，從而引起電流表指針偏轉(zhuǎn)。若調(diào)節(jié)R，逐漸增大極板間電壓，可以發(fā)現(xiàn)電流逐漸減小，當(dāng)電壓表示數(shù)為U時(shí)，電流恰好為零；切斷開關(guān)，在MN間加上垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，逐漸增大磁感強(qiáng)度，也能使電流為零。當(dāng)磁感強(qiáng)度為B時(shí)，電流恰好為零。由此可算得光電子的荷質(zhì)比e/m

37、為多少？    解析：由于當(dāng)電壓表示數(shù)為U時(shí)，電流恰好為零，所以光電子的最大初動(dòng)能為Ekm=mV02/2=eU ；又由于切斷開關(guān)，在MN間加上垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，逐漸增大磁感強(qiáng)度，也能使電流為零。當(dāng)磁感強(qiáng)度為B時(shí)，電流恰好為零，所以當(dāng)磁感強(qiáng)度為B時(shí)，最大動(dòng)能的電子做圓周運(yùn)動(dòng)的直徑剛好為兩塊平行板的間距d，根據(jù)向心力公式即有BeV0=mV02/(d/2)。由此可算得光電子的荷質(zhì)比e/m = 8U/B2d2 四、能力測(cè)試1、在下列現(xiàn)象中說明光具有波動(dòng)性的是   A、光直線傳播；   B、光的衍射；  

38、60; C、光的干涉；     D、光電效應(yīng)。2、下列關(guān)于光的說法中正確的是（ ）   A、在真空中紅光波長比紫光波長短；   B、紅光光子能量比紫光光子能量?。?#160;  C、紅光和紫光相遇時(shí)能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象；   D、紅光照射某金屬時(shí)有電子向外發(fā)射，紫光照射該金屬時(shí)一定也有電子向外發(fā)射。3、在x射線管中，由陰極發(fā)射的電子被加速后打到陽極，會(huì)產(chǎn)生包括X光在內(nèi)的各種能量的光子，其中光子能量的最大值等于電子的動(dòng)能。已知陽極與陰極之間的電勢(shì)差U、普朗克常數(shù)h、電子電量e和光速c，則可知該

39、X射線管發(fā)出的X光的（ ）   A、最短波長為c/eUh;                 B、最長波長為hc/eU;   C、最小頻率為eU/h;                  D、最大頻率為 eU/h4、地球的大氣層中，基

40、本不變的成份為氧、氮、氬等，占大氣總量的99.96%?？勺儦怏w成分有二氧化碳、水氣和臭氧等，這些氣體的含量很少，但對(duì)大氣物理狀況影響卻很大。據(jù)研究：人類大量燃燒礦物燃料放出大量CO2,使大氣中的CO2濃度不斷增大，是導(dǎo)致"溫室效應(yīng)"的主要原因：CO2比大氣中的基本不變的成份為氧、氮、氬等基本不變的氣體成分 。    A、對(duì)可見光的吸收作用強(qiáng)；             B、對(duì)無線電波的吸收作用強(qiáng)；   C、對(duì)紫外線的吸

41、收作用強(qiáng)；             D、對(duì)紅外線的吸收作用強(qiáng)。 5、用紅光照射某一光電管發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，測(cè)得光電子的最大初動(dòng)能為E1，光電流為I1;若改用光的強(qiáng)度與上述紅光相同的紫光照射該光電管時(shí)，測(cè)得光電子的最大初動(dòng)能為E2,光電流強(qiáng)度為I2,則：   A、E2>E1,I2<I1;    B、E2>E1,I2=I1;    C、E2>E1,I2>I1;    D、E2<E1,I2=I1.6、圖14所示的裝置演示光電效應(yīng)，當(dāng)用某種頻率的光照射到光電管上時(shí)，電流表G的讀數(shù)為I，若改用更高頻率的光照射，此時(shí)   A、將電池E的極性反轉(zhuǎn)，則光電管中沒有光電子產(chǎn)生；   B、將電健S斷開，則有電流流過電流表G;   C、將變阻