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1、光学P21基态激发态跃迁自发辐射普通光源的发光机制：p实 验 装 置杨氏双缝干涉实验：波程差减弱加强条纹间距 若 变化，则 将怎样变化？一双缝实验中两缝间距为0.15mm，在0.1m处测得两条5级暗纹之间的距离为3.6mm，求所用单色光的波长。若改用450nm波长的单色光照射，在距屏幕中心1.05mm处会出现第几级条纹？ 例1：两条5级暗纹之间的距离为9个条纹宽度出现四级暗纹一双缝实验中两缝间距为0.15mm，在0.1m处测得第1级和第10级暗纹之间的距离为36mm，求所用单色光的波长。 练习11：p 用白光光源进行双缝实验，用纯红色滤光片遮盖一条缝，纯蓝色滤光片遮盖另一条缝；思考：进行下列操
2、作，双缝干涉条纹将怎样变化？p 将整套装置浸入水中；无干涉现象p 用声波代替光波；p 用两根灯丝代替双缝；无干涉现象无干涉现象条纹变窄光程：光程：光程差：将光在介质中传播的路程折算成在真空中传播的路程。*P*增强减弱例2：在真空中波长为的单色光，在折射率为n的透明介质中从A沿某路径传播到B，若A、B两点位相差为3，则此路径AB的光程为 （A）1.5 （B）1.5n （C）3 （D）1.5/nA例3：S1,S2为两相干波源，它们到P点的距离分别r1和r2，路径S1P垂直穿过一块厚度为t1，折射率为n1的介质板，路径S2P垂直穿过一块厚度为t2，折射率为n2的介质板，其余部分可看做真空，这两条路径
3、的光程差等于 （ ）（A）（B）（C）（D）薄膜干涉：当光线垂直入射时 应用： 增透膜、增反膜 劈尖干涉：SM劈尖角明纹暗纹等厚干涉特点： 棱边为暗纹 相邻条纹对应的厚度差：劈尖干涉： 条纹宽度：例4：在半导体光刻技术中，需要先在硅片上镀一层 薄膜。为测量膜厚度，可将 加工成劈形膜形状。已知 的折射率为n1，劈形膜的长度为L，用波长为的单色光垂直照射。结果在显微镜下共读出N条干涉明纹。则膜的厚度是多少？ 练习12：用波长为的单色光垂直照射折射率为 n2 的劈形膜，图中各部分折射率的关系为 n1 n2 n3，观察反射光的干涉条纹，从劈形膜顶开始向右数第 5 条暗纹中心所对应的厚度。菲涅耳半波带法
4、：缝长暗纹菲涅耳半波带法：明纹缝长在单缝夫琅和费衍射实验中，屏上第三级暗纹对应于单缝处波面可划分为 个半波带，若将缝宽缩小一半，原来第三级暗纹处将是第 级 纹。 例5：明在单缝夫琅和费衍射实验中，波长为的单色光垂直入射在宽度a=5的单缝上，对应于衍射角的方向上若单缝处波面恰好可分成5个半波带，则衍射角= 。屏幕上与该衍射角对应处出现 级 纹。 例6：明干涉相消（暗纹暗纹）干涉加强（明纹明纹）（介于明暗之间）中央明纹中心菲涅耳半波带法：光强分布：中央明纹的宽度p 用白光光源进行实验。思考：进行下列操作，单缝衍射条纹将怎样变化？p 将整套装置浸入水中；p 将单缝稍稍向上平移；中央明纹两侧出现彩色条
5、纹条纹不变条纹上移条纹变窄p 将透镜稍稍向上平移；p 使用大焦距透镜且将屏幕移到新的焦平面上；p 将屏幕向后平移；条纹消失条纹变宽在单缝夫琅和费衍射实验中，波长为 的单色光的第三级明纹与波长为630nm的单色光的第二级明纹恰好重合，试计算波长 。练习13：干涉与衍射的区别： 干涉是有限束光的相干叠加，而衍射是无数个子波的相 干叠加 干涉中不同级次条纹光强是一样的，而衍射中不同级次 条纹的光强是不同的 干涉条纹是等间距的，而衍射中中央明纹的宽度是其他 条纹宽度的两倍 双缝干涉与单缝衍射明暗条纹的条件是相反的。迈克尔孙干涉仪反 射 镜反射镜单色光源光程差的像近代物理例1：计算下列情况下辐射体的辐射
6、能谱峰值对应的波长m：（1）人体皮肤的温度为35（2）点亮的白炽灯中，钨丝的温度为2000k（3）太阳表面的温度约为5800k普朗克公式：普朗克量子假设：（1918诺贝尔物理学奖）在辐射场中有大量包含各种频率的谐振子，一个频率为 的谐振子的能量不能是连续的，只能是能量元（又称能量子） 的整数倍，即 ，其中n只能取正整数。能量元 ，h为普朗克常数。这就是著名的“能量量子化”假设。 光电效应的实验规律：VA1、存在截止（红限）频率0；2、光电流的强度与入射光强有关；3、遏止电压的大小与入射光强无关；4、光电效应是瞬间响应的；爱因斯坦光量子理论：（1921年诺贝尔物理学奖）1、光子能量：逸出功2、当
7、电子最大动能等于零时：红限频率：3、遏止电压满足关系：例2：以一定频率的单色光照射在某种金属上，测出光电流在图中用实线表示，然后保持光的频率不变，增大照射光的强度，测出光电流曲线在图中用虚线表示。满足题意的图是：（A）（B）（C）（D）例3：在光电效应实验中，测出某金属的遏止电压U0与入射光频率之间的关系如图所示。由此可知该金属的红限频率0= Hz；逸出功A= eV。例4：如图所示，在光电效应实验中，得出的一条实验曲线为直线AB。（1）求证对不同材料的金属，AB线的斜率都相同。（2）由图上数据求出普朗克常数h。时空变换式：洛仑兹变换伽利略变换*洛仑兹速度变换：洛仑兹坐标变换求导（正变换）洛仑兹
8、坐标变换（逆变换）洛仑兹速度变换（正变换） （逆变换）实验室中有一个以速度0.5c飞行的原子核，此核沿着它的运动方向以相对于核为0.8c的速度射出一电子，同时还向反方向发射一光子，实验室中的观察者测得电子和光子的速率分别是多少？ 例7：相对论的时空观：1、同时的相对性动系中在不同地点同时发生的两事件，在静系 中看来并非同时发生。思考：动系中在相同地点同时发生的两事件，在静系中看来是否同时发生呢？答案：是同时发生的结论：“同时”是相对的，它与惯性系的运动情况有关，与事件的空间位置有关。相对论的时空观：2、时间的延缓运 动 的 钟 走 得 慢原时结论：“时间”是相对的。解题步骤（一）： 找出“原长
9、”或“原时”，并由此确定动系和静系。 写出表达式： 写出表达式： 或 求解方程原长：观察者测得的相对于他静止的空间间隔原时：观察者测得的同一地点发生的两事件的时间间隔例8：一列高速火车以速率u驶过车站时，停在站台上的观察者观察到固定在站台上相距1m的两只机械手在车厢上同时划出两个痕迹，则车厢上的观察者应测出这两个痕迹之间的距离是多少？例9：在地面（S系）的Ox轴上相隔为x处有两只同步的钟A和B，今有一辆汽车（S系）以速度v沿地面的Ox轴行驶，汽车中有一只钟C，钟C和钟A及B是全同的，当钟C与钟A相遇时，两钟读数均为零，当钟C与钟B相遇时，钟B的读数是多少？钟C的读数是多少？C钟读数：B钟读数：
10、相对论中的质量和动量：质量与运动速度有关：静止质量相对论性的动量：动力学方程：光子的静止质量等于零练习14：观察者甲以0.8c的速度相对于静止的观察者乙运动，若甲携带一长度为l，横截面积为S，质量为m的棒，这根棒安放在运动方向上，则甲测得此棒的密度是多少？乙测得此棒的密度为多少？练习14：观察者甲以0.8c的速度相对于静止的观察者乙运动，若甲携带一长度为l，横截面积为S，质量为m的棒，这根棒安放在运动方向上，则甲测得此棒的密度是多少？乙测得此棒的密度为多少？甲测得密度为：甲测得密度为：相对论中的能量：动力学方程：静能 爱因斯坦质能方程：消去v光子动量：例10：一个电子的总能量是它的静止能量的5倍，问它的速率、动量、动能分别是多少？ 狭义相对论的基本原理： 1、相对性原理2、光速不变原理 狭义相对论的时空观： 1、同时的相对性2、动钟变慢3、动尺变短 狭义相对论的质量、动量和能量：相对论小结
