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1、精品范文模板 可修改删除撰写人：_日 期：_光的本性学习指导上海师范大学附属中学 李树祥一、学习要求内容主题知识内容学习水平要求说明光的本性光的干涉 光的衍射B拓展观察光的干涉现象和衍射现象（学生实验）B拓展光的电磁说A拓展光电效应 光子说A拓展对光本性的认识过程A拓展光的波粒二象性A拓展二、人类对光本性的认识发展过程 1.微粒说：牛顿提出，认为光是一种从光源发出的物质微粒，在均匀的介质中以一定的速度沿直线传播。它成功解释了光的直线传播、光的反射现象。困难问题是无法解释光的独立传播规律、光的直线传播只是近似规律、光在两种媒质分界面同时发生的反射、折射现象等。 2.波动说：惠更斯提出，认为光是在
2、空间传播的一种波（机械波）。它成功解释了光的独立传播规律、两种媒质界面同时发生的反射、折射现象，以及后来发现的光的干涉和衍射。困难是解释光的直线传播，以及光在真空中的传播 （1）光的干涉：两列频率相同的光波在空中相遇时发生叠加，在某些区域总加强，在另外一些区域总减弱，出现明暗相间的条纹或者是彩色条纹的现象叫做光的干涉1。双缝干涉： 由英国物理学家托马斯.杨首次在实验室完成。相干光源的获得：光从第一狭缝S到达同距离对称的双狭缝S1、S2，通过这两个狭缝的光由于来自同一束光，因此从S1、S2射出的光具有相同的振动情况，即为两个相干光源。现象是出现中央明条纹，两边等距分布的明暗相间条纹。在相同的实验
3、装置条件下，相邻的明（或暗）条纹中央之间距离与波长成正比；在波长相同的条件下，相邻条纹间的距离与两孔的距离成反比，与狭缝与光屏之间的距离成正比。当用白光做双缝干涉实验时，除中央条纹为白光外，其余为彩色条纹。薄膜干涉：相干光源的形成：薄膜的前后表面产生的两束反射光相遇后成为相干光波(注意：用单色光照射时，出现明暗相间的条纹；用白光照射时，出现彩色条纹。观察到的干涉条纹实际上是等厚线，即同一个条纹上各处膜的厚度是相等的。由于是两列反射波相遇叠加形成的干涉图样，因而应当从光源的一侧观察薄膜的干涉图样（让反射光线进入眼睛！）。（2）光的衍射：光偏离了直线前进的方向而绕到障碍物阴影区域的现象，叫做光的衍
4、射。障碍物或小孔的尺寸越接近光的波长或小于光的波长，光的衍射现象越明显。小孔衍射：用点光源照射圆孔，当孔径由大到小逐渐减小到零的过程中，依次出现：亮圆；亮圆的面积逐渐减小；光源的灯丝的像（以上的现象都是光的直线传播的结果）；衍射圆环（形状是中间为亮圆，外面是圆环；如果实验用白光照射圆孔，图样将是中间为白色亮圆、外面是彩色圆环）；衍射圆环逐渐变大，亮度逐渐减弱；全部暗下来。单缝衍射：光源照射狭缝，当狭缝很宽时，衍射现象极不明显，光沿直线传播，在屏上产生一条跟缝宽度相当的亮线；但当缝的宽度调到很窄，可以跟光波相比拟时，光通过缝后就明显偏离了直线传播方向，照射到屏上相当宽的地方，并且出现了明暗相间的
5、衍射条纹，条纹的宽度不同，中央亮条纹最宽；纹缝越小，衍射范围越大，衍射条纹越宽，但亮度越来越暗。：小圆板衍射：光照射不透明的很小的小圆板时，在黑影中央（直线传播形成的影）有一个极小的亮斑泊松亮斑。3.光的电磁说：麦克斯韦提出，认为光是一种电磁波。（1）麦克斯韦的电磁场理论：变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，周期性变化的电场和磁场形成一个统一体，叫做电磁场。电磁场由发生区域向外传播，就形成电磁波。电磁波在真空中的光速等于光在真空中的速度。（2）电磁波谱：频率由低到高：无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴（X）射线、g射线。部分波段频率有交叉。（3）电磁波的特点：电磁波的传播不需要介质；电
6、磁波是横波（电场、磁场、传播方向三者相互垂直）；真空中电磁波的传播速度与光速相等（介质中的传播速度由介质和电磁波的频率共同决定）；波速、波长、频率的关系式仍然成立；电磁波可以脱离电荷而独立存在。（4）电磁波的频率范围、实际用途。电磁波种类无线电波红外线可见光紫外线伦琴射线射线频率（Hz）1043101210123.910143.910147.510147.5101451016310163102031019以上用途通讯，广播，导航加热烘干、遥测遥感，医疗，导向等照明，照相，加热杀菌消毒，荧光效应，治疗皮肤病等检查探测，透视，治疗等探测，治疗等4.光子说：爱因斯坦提出，认为在空间传播的光是不连续的
7、，而是一份一份的，每一份称为一个光子，光子的能量与频率成正比，即E=hn。h=6.6310-34Js，称为普朗克常数。（1）光电效应现象：光照射到物体，从物体表面逸出电子的现象，叫做光电效应。逸出的电子称为光电子。（2）光电效应的四个规律：对于任何一种金属，入射光的频率必须大于某一极限频率才能产生光电效应，低于这个极限频率，无论强度如何，无论照射时间多长，也不能产生光电效应；只要入射光的频率高于金属极板的极限频率，无论其强度如何，光电子的产生都几乎是瞬时的，不超过109s.发射出的光电子的最大初动能与入射光强度无关，只随入射光频率的增大而增大； 在单位时间里从金属极板中发射出的光电子数跟入射光
8、的强度成正比；经典的电磁理论对光电效应的前三个规律无法做出合理的解释，于是爱因斯坦借用了普朗克的量子假设提出的光子说5.光的波粒二象性：光的波动说表明光是一种波，光的电磁说表明光是电磁波，而光电效应现象和光子说同时也说明光具有粒子性，但光子说并没有排斥电磁说，因为光子的能量与频率成正比，而频率是反映波的特性的物理量。后来的科学研究表明，光既具有波动性，又具有粒子性，这就是光的波粒二象性。光既不是宏观世界中的机械波，也不是宏观世界中的粒子。光的波动性是指光在传播过程中，光子在空间各点出现的机会多少，因此，大量的光子表现出波动性，这就是概率波（不是机械波）。光的粒子性是指光与物质作用时，是“一份一
9、份”进行的，每一份叫一个“光子”，而且这种粒子的运动是没有规则的（是不可预测的，即所谓的“不确定性”）。少量光子表现出粒子性（无规则），大量光子表现出波动性（显示概率）。因此，大量的光子以及在光传播的过程中显示出波动性；少量的光子以及光与其它物质相互作用的时候显示出粒子性。三、典型例题1、光的干涉例1. 在点燃的酒精灯（在灯芯上洒些盐）旁竖立附着一层肥皂液薄膜的金属线圈，将金属线圈在其所在的平面内缓慢旋转，观察到的现象是（）A当金属线圈旋转30时，干涉条纹同方向旋转30B当金属线圈旋转45时，干涉条纹同方向旋转90C当金属线圈旋转60时，干涉条纹同方向旋转30D干涉条纹保持不变解析：肥皂液薄膜
10、被照射形成薄膜干涉，薄膜由于是缓慢转动，所以由于重力的作用，会使膜总是上薄下厚，由于同一条纹对应同一厚度，所以形成的条纹都是水平的。因此答案选D2、光的衍射例2、下列现象哪些是光衍射产生的（），A著名的泊松亮斑B阳光下茂密树荫中地面上的圆形亮斑C光照到细金属丝上后在其后面屏上的阴影中间出现亮线D阳光经凸透镜后形成的亮斑解析：光线通过小圆盘，则会在屏上出现中心有亮斑，说明光线也偏离原来的直线方向传播，所以属于光的衍射，故A正确；阳光下茂密树荫中地面上的圆形亮斑，是属于小孔成像现象，故B错误；光照到细金属丝后，在其后面屏上的阴影中间亮线，是光传播到了“阴影”区域，属于光的衍射现象，故C正确；太阳光
11、通过三棱镜产生彩色条纹，是由于光发生了色散现象即属于光的折射现象，故D错误。故选AC图13、光电效应例3.如图1所示，用导线把验电器与锌板相连接，当用紫外线照射锌板时，发生的现象是( )A有光子从锌板逸出 B有电子从锌板逸出C验电器指针张开一个角度 D锌板带负电解析：用紫外线照射锌板是能够发生光电效应的，锌板上的电子吸收紫外线的能量从锌板表面逸出，称之为光电子，故A错误，B正确；锌板与验电器相连，带有相同电性的电荷，锌板失去电子应该带正电，且失去电子越多，带正电的电荷量越多，验电器指针张角越大，故C正确，D错误。4.光的波粒二象性图2例4.用极微弱的可见光做双缝干涉实验，随着时间的增加，在屏上先后出现如图2(a)(b)(c)所示的图象，则( )A图象(a)表明光具有粒子性 B图象(c)表明光具有波动性C用紫外光观察不到类似的图像 D实验表明光是一种概率波解析：图像(a)只有分散的亮点，表明光具有粒子性；图像(c)呈现干涉条纹，表明光具有波动性；用紫外光也可以观察到类似的图象，实验表明光是一种概率波，选项A、B、D正确。第 1 页 共 1 页免责声明：图文来源于网络搜集，版权归原作者所以若侵犯了您的合法权益，请作者与本上传人联系，我们将及时更正删除。
