(一)光的本性的學(xué)說
(二)光的干涉和衍射
1、光的干涉:
?。?)產(chǎn)生條件:兩束頻率相同的光迭加
(2)干涉現(xiàn)象:
I.雙縫干涉(1801年楊氏實驗)
實驗裝置:單縫(單孔)獲得頻率一定的線(點光源;雙縫(雙孔)將頻率一定的光分成兩束
條紋特征:單色光:中央亮紋;兩側(cè)明暗相間;寬度相等,亮度基本相同;條紋間距(寬度:ΔX=Lλ/d)
白光:中央為白色;兩側(cè)明暗相間的條紋;每條亮紋靠近中央為紫色,外側(cè)為紅色
條紋明暗:距離兩縫路程差為半波長的奇數(shù)倍為暗條紋;偶數(shù)倍為亮條紋
II.薄膜干涉:
相干光的獲得:一定頻率的光經(jīng)薄膜前后表面反射,兩束頻率相同的反射光相迭加
條紋特征:單色光:明暗相間
白光:彩紋;同一亮條紋薄膜薄處為紫光,厚處為紅光
應(yīng)用:檢查平面、增透膜(入射光波長的1/4,淡紫色的原因)
2、光的衍射
?。?)產(chǎn)生條件:孔、縫或障礙物的尺寸很小,與可見光波長相比差不多或更小時才有明顯的衍射現(xiàn)象
(2)干涉現(xiàn)象:
I.單縫衍射:
條紋特征:單色光:中央條紋寬而亮;兩側(cè)明暗相間的條紋;兩側(cè)條紋窄而亮度遞減快
白光:中央條紋為寬亮的白色條紋;兩側(cè)為彩紋,每一亮紋內(nèi)側(cè)為紫色,外側(cè)為紅色
條紋觀察:游標(biāo)卡尺的構(gòu)造、原理、讀數(shù)方法;縫由0.2mm變寬時條紋由稀變密
II.小孔衍射:孔由大到?。浩辽弦姷降默F(xiàn)象:亮斑→小孔成像→衍射花樣;
單色光:中央亮點大而亮;四周明暗相間圓條紋窄而亮度遞減快;
白光:中央為白色亮點,四周彩紋;中央亮點大而亮,四周彩紋窄而暗
III.不透明圓盤衍射:影的輪廓模糊不清,出現(xiàn)明暗相間的條文,陰影中心有亮斑-泊松亮斑來源:考試
(三)光的電磁本性
(四)光電效應(yīng)
1.意義:在光(包括不可見光)照射下,從物體發(fā)射出電子的現(xiàn)象叫光電效應(yīng)
2.實驗規(guī)律:I.每種金屬都有一種極限頻率ν0,入射光的ν〉ν0才發(fā)出光電子,入射光ν〈ν0不論光照射時間多長,光多強也不能發(fā)生光電效應(yīng);II.光電子的最大初動能隨入射光的ν的增大而增大,與光強無關(guān);III.瞬時發(fā)生:入射光照射到金屬上到發(fā)射電子幾乎不需要時間,小于1納秒;IV.飽和光電流與光強度成正比
3.波動說與光電效應(yīng)的矛盾:波動理論:光的能量由光的強度決定,光的強度又由光的振幅決定,與頻率無關(guān);波動理論與光電效應(yīng)實驗的前3條矛盾
4.光子說對光電效應(yīng)的解釋:
I.金屬中的一個電子吸收一個光子的全部能量;
II.逸出功W是從金屬表面上逸出的電子克服原子核的引力做的功,W由金屬本身的特性決定,對一種金屬為定值;III.從能量關(guān)系搞清mvm2/2=hν-W(不要求計算)
(五)光譜
光譜分析:原理:利用明線、吸收光譜中的特征譜線;用途:鑒別物質(zhì)、確定成分
(六)光的波粒二象性
1.光既具有波動性,又具有粒子性,有的波動性顯著,有的粒子性顯著
2.物質(zhì)波:也稱德布羅意波,波長λ=h/p.
3.波粒二象性中的波是幾率波(物質(zhì)波),不是機械波,也不是電磁波,不是宏觀意義中的波;波粒二象性中的粒子也不是宏觀意義中的粒子(質(zhì)點),光子運動既沒有一定的軌道,是無規(guī)則的,與質(zhì)點運動不同,不遵從牛頓定律。