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1、第二十讲光的本性淳安中学曾继【知识要点】一、对光的本性的认识二、光的干涉和衍射三、光的电磁说四、光电效应与光子说一、对光的本性的认识人类对光的本性的认识经历了微粒说:是高速运动的粒子流波动说:某种振动在介质中的传播(认为是与机械波类似)电磁说:光是一种电磁波光子说:光是一份一份的,不连续的.每一份光子就是一份能量.光的波粒二象性:光既具有波动性,又具有粒子性,即光具有波粒二象性。几个过程。二、光的干涉和衍射光的干涉和光的衍射是光具有波动性的有力证据。1．光的干涉现象:两列或几列光波在空间相遇时相互叠加,在某些区域始终加强,在另一些区域始终减弱,形成稳定的明暗
2、相间条纹的现象。产生条件:(1)两列波频率必须相同;(2)位相差保持不变。双缝干涉：A:用单色光做波源射到双缝上，光屏上出现明暗相间的条纹，a:产生明纹的条件是:此点到两狭缝的路程差是波长的整数倍；b:产生暗纹的条件是:此点到两狭缝的路程差是半波长的奇数倍。c:相邻的明纹（或暗纹）间的距离式中d是双缝的间距，L是双缝至屏面的距离。如果用白光做光源，光屏上出现的干涉图样是彩色条纹条纹的特点:等间距薄膜干涉：从透明薄膜前后面反射的两列光波叠加在一起,由于薄膜厚度的差异,产生明暗相间条纹的现象。1.利用薄膜干涉法波长.用细金属丝绕一线框,将线框浸入肥皂水中,然后取
3、出,这时线框里有一肥皂水薄膜.把这金属框竖直放置,光从肥皂液膜反射到我们的眼睛,我们看到的干涉条纹是A.条纹是水平方向,条纹宽度大体相同B.条纹是水平方向,条纹间隔上宽下密C.条纹是水平方向,条纹间隔上密下宽D.条纹是竖直方向,条纹宽度大体相等分析：我们眼睛看到的图像是由肥皂液膜的前表面（靠近人的一侧）反射的光和由肥皂液膜的后表面反射的光形成的干涉图样。如果用白光做实验，观察到的干涉图样是彩色条纹；如果用单色光做实验，观察到的是单色明暗条纹。明条纹处是前表面的反射光和由后表面反射的光在到达前表面时的振动步调相同，互相叠加而振动加强；暗条纹处则是前表面的反射光
4、和后表面反射光在到达前表面时的振动步调相反而互相削弱的结果。同一明纹处的各点，前表面的反射光和后表面的反射光的路程差（称为光程差）是相同的，说明这些点处，薄膜的厚度是相同的。同理，同一暗纹处的各点，膜的厚度也是相同的。相邻两条明条纹或相邻两条暗条纹之间，膜的厚度差是相等的。如果肥皂液膜的两表面夹角恒定，那么形成的明暗条纹是等间距的。但本题中，肥皂液膜由于受重力的作用，使其形成的薄膜截面如图（甲）所示，膜的两表面夹角自上而下是由小变大。这种情况形成的明暗条纹的间隔是上边宽、下边密。所以本题所呈现的薄膜干涉图样如图乙所示，条纹是水平方向，条纹的间隔是上宽下密。说
5、明：在薄膜干涉中，前表面反射的光和后表面反射的光的光程差，是由膜的厚度和膜对光的折射率决定的。如果膜的前后表面反射的两列光波的光程差相同，则表明膜的厚度相同，反之亦然。这样就很容易理解，同一明条纹处或同一暗条纹处，膜的厚度是相同的。解答：选项B正确。2.可用薄膜干涉法检查平面3.增透膜d4.牛顿环.2．光的衍射现象:光线绕过障碍物偏离直线传播而进入几何阴影,并在光屏上出现明暗相间条纹的现象。产生条件:障碍物或孔的尺寸比光波的波长小或者相差不多。单缝衍射条纹特点:单缝衍射图样是平行的,中间宽两边窄的明暗相间的条纹。圆孔衍射条纹特点：圆孔衍射图样是明暗相间的同心
6、圆环。1.光波在传播时，引起感光作用（和生理作用）的主要是电矢量E.2.光是横波,但由于经过偏振片前后的横波有一定差别,我们把前面的叫自然光,后面的叫偏振光.形成偏振光的过程叫起偏或偏振.当其中一个方向上的光振动E强于另一个方向上的光振动,则称为部分偏振光;如果只存在了一个方向上的振动分量,就称为完全偏振光.3.反射光中,垂直(“三线”平面的)振动多于平行振动;折射光中,平行振动多于垂直振动.即:反射光和折射光均为部分偏振光.当入射角i=arctgn21(n21表示折射媒质对入射媒质的相对折射率)时,反射光只存在垂直振动,为完全偏振光.而折射光仍存在平行振动
7、(较多)和垂直振动(较少),为部分偏振光.光的偏振-------横波特有的现象.三、光的电磁说1.电磁波谱:电磁波按波长以大到小的顺序是:无线电波(包括微波)、红外线、可见光、紫外线、x射线、γ射线。产生机理?2.光谱及光谱分析:由色散形成的，按频率的顺序排列而成的彩色光带叫做光谱。3.光谱分类：麦克斯韦的预言,赫兹的实验验证元素的特征谱线产生???(1)连续光谱连续分布的包含有从红光到紫光各种色光的光谱叫做连续光谱。炽热的固体、液体和高压气体的发射光谱是连续光谱。例如电灯丝发出的光、炽热的钢水发出的光都形成连续光谱。(2)明线光谱只含有一些不连续的亮线的光
8、谱叫做明线光谱.明线光谱中的亮线叫谱线,各条谱线对应
