1、1高二物理光学复习高二物理光学复习 2014.6光的折射1. 光的折射定律：2. 折射率：光从真空射入介质折射率： sin1sincvC介 折射光路也是可逆的3.光的色散色散现象 偏向角n C临v (波动性) 衍射 (粒子性) E 光子 光电效应红紫小大小大小大大小大 (明显)小(不明显)容易难小 (不明显)大 (明显)小大难易注：（1）七色光在真空中速度相同，在同一介质（玻璃）中不同（2）介质折射率不仅取决于介质种类，还和光的频率（颜色）有关4全反射光线从某种介质射向真空（或空气） ，折射角等于 900 时的入射角，则 1sinCarc介全反射条件：（1） （2） 分析几种全反射现象：（1）
2、光导纤维(2) 全反三射棱镜（3）蜃景光的本性光的波动性一、 光的干涉（说明光具有波动性）1、 杨氏双缝干涉实验：条件：单色光干涉条纹特征：白光干涉条纹特征：2、 理论分析：2高二物理光学复习双缝到屏上路程差：。 。 。 。亮条纹。 。 。 。暗条纹条纹间距：波长和频率的关系：薄膜干涉：二、 光的衍射现象（说明光具有波动性）1、 定义2、 产生条件:3、 条纹特征:(1) 单缝衍射(2) 圆孔衍射(3) 圆盘衍射三、 光的偏振现象 1、 自然光2、 偏振光3、 只有横波才有偏振，光的偏振证明：光是横波4、 反射光是偏振光5、 偏振镜头（拍摄日落时水面下的景物、池中的游鱼、玻璃橱窗里的照片）四、
3、 光谱和光谱分析：光谱种类 特点 产生机理 实例连续光谱由连续分布的一切波长的光组成由炽热的固体、液体、高压气体产生电灯丝、钢木燃烧的蜡烛发的光发射光谱明线光谱只含有一些不连续的亮线。每种原子只能发出具有本身特征的某些波长的光（特征谱线）由游离状态的原子发射 光谱管、霓红灯、在煤气灯火焰中烧钠钾的盐类发出的光吸收光谱 连续光谱中某些波长的光被物质吸收后出现若干不连续的暗线（特征谱线）炽热固体发出的白光通过温度较低的气体后产生太阳光谱五、 光的电磁说：光是一种电磁波，由麦克斯韦提出，赫兹实验证明六、 电磁波谱 1、 按频率由低到高排列：2、 电磁波特性:无线电波:易发生干涉和衍射红外线：热作用显
4、著。可见光：能引起视觉，产生色彩效应。可见光：引起视觉紫外线：有显著的化学作用、杀菌消毒和荧光效应。伦琴射线：穿透本领强射线：穿透本领最强的。光的粒子性3高二物理光学复习一、 能量量子化二、 光电效应：1、光电效应：在光的照射下物体发射电子的现象叫光电效应。2、光电效应的规律。（1）瞬时性（光电子的产生不超过 10-9s） 。 。（2）各种金属都存在极限频率 0，只有 0 才能发生光电效应； （3）电子的最大初动能与入射光_无关，只随入射光的_增大而增大。（4）当入射光的频率_时，光电流强度与入射光强度成正比。3、爱因斯坦的光子说。光是不连续的，是一份一份的，每一份叫做一个光子，光子的能量 E
5、 跟光的频率 成正比：E=h 4、爱因斯坦光电效应方程：E k=h -W（E k 是光电子的最大初动能；W 是逸出功，即从金属表面直接飞出的光电子克服正电荷引力所做的功。 ）三、 光的波粒二象性：四、 粒子的波粒二象性物质波：任何运动物体都有一种波（德布罗意波）与它对应，波长 =h/p五、 概率波光波、物质波是概率波六、 不确定性关系：xph/4七、 激光的特性及应用特点：应用：练习：1如图 1 所示，一条单色光线从空气射入某介质时，若入射角是 60，折射角是 30，则该介质的折射率为 （ ）A1 B C D3232下列几种光学现象中，属于光的干涉现象的是 （ ）A太阳光通过玻璃三棱镜后形成彩
6、色光带B用分光镜（其中色散元件为三棱镜）进行光谱分析C水面上的薄油层，在阳光照射下呈现彩色花纹D在空气中观察水中的鱼，看到的景物的位置比实际景物的位置变浅了3在下列所述情况中，能在空气和玻璃的界面上发生全反射的是 （ ）A光从空气射向玻璃，入射角大于临界角B光从空气射向玻璃，入射角小于临界角 C光从玻璃射向空气，入射角大于临界角D光从玻璃射向空气，入射角小于临界角4光电效应实验中，下列表述正确的是（ ）A.光照时间越长光电流越大B.入射光足够强就可以有光电流C.遏止电压与入射光的频率有关D.入射光频率大于极限频率才能产生光电子5某种单色光，在真空中的频率为 f，波长为 ，速度为 c，射入折射率
7、为 n 的介质中后，其频率、速度和波长为 （ ）图 1介质6030空气4高二物理光学复习A频率为 f，速度为 c，波长为 B频率为 ，速度为 ，波长为fn cn nC频率为 f，速度为 ，波长为 D频率为 f，速度为 ，波长为cn n cn 6.下列说法中正确的是 （ ）A照相机镜头表面涂上增透膜，以增强透射光的强度，是应用了光的全反射现象B光的偏振现象说明光是一种纵波C水面上的薄油层，在阳光照射下呈现彩色花纹是光的干涉现象D干涉法检查被检测平面的平整度应用了光的双缝干涉原理B7 如图 1 所示，用绿光照射光电管，能产生光电效应。欲使光电子从阴极逸出时的初动能增大，应该 A改用红光照射 B改用
8、紫光照射C增大光电管上的加速电压 D增大绿光的强度8.水的折射率为 n，距水面深 h 处有一个点光源，岸上的人看到水面被该光源照亮的圆形区域的直径为（ ）A.2 h tan(arc sin ) B.2 h tan(arc sin n)1C.2 h tan(arc cos ) D.2 h cot(arc cos n)n9如图所示的双缝干涉实验，用绿光照射单缝 S 时，在光屏 P 上观察到干涉条纹。要得到相邻条纹间距更大的干涉图样，可以 ( )A增大 S1 与 S2 的间距B减小双缝屏到光屏的距离C将绿光换为红光D将绿光换为紫光10如图 4 所示，是两个城市间的光缆中的一条光导纤维的一段，光缆总长
9、为 L，它的玻璃芯的折射率为n1，外层材料的折射率为 n2。若光在空气中的传播速度近似为 c，则对于光由它的一端射入经多次全反射后从另一端射出的过程中，下列判断中正确的是（ ）An 1n 2，光通过光缆的时间等于 Bn 1n 2，光通过光缆的时间大于cL1cLCn 1n 2，光通过光缆的时间等于 Dn 1n 2，光通过光缆的时间大于cLn1 cLn111如图所示，平行厚玻璃板放在空气中，一束复色光斜射向玻璃板上表面，出射光分成 a、b 两束单色光。对于 a、b 两束光，下面说法正确的是A玻璃对 a 光的折射率较小 Ba 光在玻璃中的传播速度较小C若 a、b 光从同一介质斜射入真空时， a 光的
10、全反射临界角较大 单缝屏 双缝屏 光屏SS1S2P单色光a bC AVREK A图 15高二物理光学复习OabcD若 a 光照射某金属能发射出光电子，则 b 光照射该金属也一定能发射出光电子12. 一束单色光经由空气射入玻璃，这束光的（ ）A 速度变慢，波长变短 B 速度不变，波长变短C 频率增高，波长变长 D 频率不变，波长变长13关于光在传播过程中的现象有下述说法： 雨后天空出现的彩虹是光的衍射现象白光通过分光镜在光屏上形成的彩色光带是光的色散现象涂有增透膜的照相机镜头呈淡紫色，说明增透膜增加了淡紫色光的透射程度夜间观看到天空星座的位置比实际位置偏高，这是光的折射现象造成的上述说法中正确的
11、是 （ ） A B C D14.如图所示，一细束平行光经玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的 a、b、c 三束单色光。比较 a、b、c三束光，可知（ ）A当它们在真空中传播时， c 光的波长最长B当它们在玻璃中传播时，c 光的速度最大C若它们都从玻璃射向空气，c 光发生全反射的临界角最大 D若它们都能使某种金属产生光电效应， c 光照射出光电子的最大初动能最大15如图所示，让太阳光或白炽灯光通过偏振片 P 和 Q，以光的传播方向为轴旋转偏振片 P 和 Q，可以看到投射光的强度发生变化，这是光的偏振现象。这个实验表明（ ）A光是电磁波 B光是一种横波C光是一种纵波 D光是概率波16如图 2，一束白光
12、沿半径方向从 A 点射入半圆形玻璃砖，在O 点发生反射和折射，折射光照在光屏上， a、b 为折射光的上下边界，c 为反射光。若入射点由 A 向 B 缓慢移动，并保持白光沿半径方向入射到 O 点，可以观察到各色光在光屏上陆续消失。在光带未完全消失之前，下列说法正确的有（ ）A. c 光逐渐变暗 B. ab 光带逐渐变亮C. a 光与 b 光相比，b 光先消失D. 单色光 a 通过玻璃砖所需的时间小于单色光 b 通过玻璃砖所需的时间17如图所示，一窄束平行光 a 射向半圆形玻璃砖的圆心 O，折射后发生了色散，分解为互相分离的两束光 b 和 c。则下列说法正确的是Ab 光的频率小于 c 光的频率Bb
13、 光光子的能量大于 c 光光子的能量C在真空中 b 光的波长大于 c 光的波长D如果 b 光能使某种金属发生光电效应，c 光也一定能使该金属发生光电效应18发生光电效应时，若保持入射光强度不变，而增大入射光的波长，则 ( )A光电流强度减小，光电子的最大初动能不变 B光电流强度不变，光电子的最大初动能减小C光电流强度减小，光电子的最大初动能减小 D光的波长增大到一定程度后，就不能发生光电ABPQOabc图 2P屏Qabc6高二物理光学复习A B C Da b b a abba图 1效应19下面关于光的波粒二象性的说法中，正确的说法是 ( )A大量光子产生的效果往往显示出波动性，个别光子产生的效
14、果往往显示出粒子性B频率越大的光其粒子性越显著，频率越小的光其波动性越显著C光在传播时往往表现出的波动性，光在跟物质相互作用时往往表现出粒子性D光不可能同时既具有波动性，又具有粒子性20下列关于光电效应的陈述中，正确的是 ( )A金属的逸出功与入射光的频率成正比 B光电流强度与入射光强度无关C用不可见光照射金属一定比用可见光照同种金属产生的光电子的初动能大D对任何一种金属，都有一个 “最大波长”，入射光的波长必须小于这个波长才能产生光电效应21 如图 1 所示，一束复色光由空气斜射到一块平行板玻璃砖的上表面，经折射后分成 a 和 b 两束单色光，并从玻璃砖的下表面射出。已知 a 光在玻璃中的传
15、播速度比 b 光大，则下列哪个光路图是正确的？( )22下列关于光电效应的说法正确的是 ( )A只要入射光的强度足够大，就可以产生光电流 B光电流的强度与入射光的频率有关，光的频率越大，光电流越大 C入射光的频率高于极限频率时，光的强度越大，光电流越大 D入射光的频率高于极限频率时，光的强度越大，产生的光电子的最大初动能越大 23在 X 射线管中，由阴极发射的电子被加速后打到阳极，会产生包括 X 光在内的各种能量的光子，其中光子能量的最大值等于电子的动能。已知阳极与阴极之间的电势差 U、普朗克常数 h、电子电量 e和光速 c，则可知该 X 射线管发出的 X 光的 ( )A最短波长为 eUh B
16、最长波长为 eUhc C最小频率为 he D最大频率为 e24下列事实中，表明光具有波动性的是 ( )A光的反射 B光的折射 C光的衍射 D光的色散25利用金属晶格（大小约 10-10m）作为障碍物观察电子的衍射图样，方法是让电子通过电场加速，然后让电子束照射到金属晶格上，从而得到电子的衍射图样。已知电子质量为 m、电量为 e、初速度为零，加速电压为 U，普朗克常量为 h，则下列说法中正确的是 ( )A该实验说明电子具有波动性 B实验中电子束的德布罗意波长为 Uh2C加速电压 U 越大，电子的衍射现象越不明显 D若用相同动能的质子代替电子，衍射现象将更7高二物理光学复习加明显 26在验证光的波
17、粒二象性的实验中，下列说法正确的是 ( )A使光子一个一个地通过狭缝，如时间足够长，底片上将会显示衍射图样 B单个光子通过狭缝后，底片上会出现完整的衍射图样 C光子通过狭缝的运动路线像水波一样 D光的波动性是大量光子运动的规律 27在双缝干涉实验中，明暗条纹形成的原因解释正确的是 ( )A暗条纹处一定没有光子到达 B暗条纹处可能也有光子到达C光子到达暗条纹处的概率很小 D光子到达明条纹处的概率很大28.人类对光的本性的认识经历了曲折的过程。下列关于光的本性的陈述符合科学规律或历史事实的是：A.牛顿的“微粒说”与爱因斯坦的“光子说”本质上是一样的 B.光的双缝干涉实验显示了光具有波动性C.麦克斯
18、韦预言了光是一种电磁波 D.光具有波粒二象性29.研究光电效应规律的实验装置如图所示，以频率为 的光照射光电管阴极 K 时，有光电子产生。由于光电管 K、A 间加的是反向电压，光电子从阴极 K 发射后将向阳极 A 作减速运动。光电流 i 由图中电流计G 测出，反向电压 U 由电压表 V 测出。当电流计的示数恰好为零时，电压表的示数称为反向截止电压U0。在下列表示光电效应实验规律的图象中，错误的是： ( )A.反向电压 U 和频率 一定时，光电流 i 与光强 I 的关系如图甲B.截止电压 U0 与频率 的关系如图乙C.光强 I 和频率一定时，光电流 i 与反向电压 U 的关系如图丙D.光强 I
19、和频率一定时，光电流 i 与产生光电子的时间 t 的关系如图丁iI O U0O iU O it O 10-9 U0 图甲 图乙图丙 图丁30甲、乙两种单色光分别垂直进入一块厚玻璃砖，已知它们通过玻璃中的时间 t 甲 t 乙 ，那么，甲乙两种单色光光子的能量关系是 ( )AE 甲 E 乙 BE 甲 E 乙 CE 甲 E 乙 D不能确定二、填空题 :32. 某同学利用“插针法” 测定玻璃的折射率，所用的玻璃砖两面平行。正确操作后，做出的光路图及测出的相关角度如图所示。次玻璃的折射率计算式为 n=_（用图中的 表12、示） ；如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择，为了减少误差，应选用宽度_（填
20、“大”或“ 小”）的玻璃砖来测量。31用三棱镜做测定玻璃折射率的实验，先在白纸上放好三棱镜， ACP1P2 P3 P48高二物理光学复习在棱镜的一侧插上两枚大头针 P1 和 P2，然后在棱镜的另一侧观察，调整视线使 P1 的像被 P2 的像挡住。接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针 P3 和 P4，使 P3 挡住 P1、P 2 的像，P 4 挡住 P3 和 P1、P 2 的像，在纸上标出的大头针位置和三棱镜轮廓如图所示。在本题图中画出所需的光路图；为了测出棱镜玻璃的折射率，需要测量的量是 ，在图上标出它们；计算折射率的公式是 。33在用双缝干涉测光的波长实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上
21、（如图 1） ，并选用缝间距 d=0.20mm 的双缝屏。从仪器注明的规格可知，像屏与双缝屏间的距离 L=700mm。然后，接通电源使光源正常工作。光源 凸透镜 滤光片 单缝 双缝 遮光筒 测量头及目镜图 11 2 345(a)7 8 945(a)6 101100 cm 1 21 01 cm 2 1(b) (b)图 2 图 3已知测量头主尺的最小刻度是毫米，副尺上有 50 分度。某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，第一次映入眼帘的干涉条纹如图 2(a)所示，图 2(a)中的数字是该同学给各暗纹的编号，此时图 2(b)中游标尺上的读数 x1=1.16mm；接着再转动手轮，映入眼帘的干涉条纹如图 3(a)所示，此时图 3(b)中游标尺上的读数 x2=_mm；利用上述测量结果，经计算可得两个相邻明纹（或暗纹）间的距离 x=_mm；这种色光的波长 =_nm。34. 在用双缝干涉测光的波长实验中，将测量头的分划板中心刻线与某条亮纹中心对齐，手轮上螺旋测微器的读数如图所示，此读数为 mm，若实验测得第 1 条亮纹与第 6 条亮纹中心间的距离为11.550mm，已知双缝间距为 0.2mm，双缝到屏的距离为 700.0mm，由此计算出所测的波长为 mm
