2025高考物理一輪復習第35講拆2.光學.含答案202025年高考解決方案光學光學 學生姓名：學生姓名：上課時間：上課時間：錯題再練習錯題再練習第35講（二）光學2012014年高考怎么考內容細目要求層次備注考綱要求光的折射定律、折射率II相對折射率不做考試要求全反射、臨界角II光導纖維I光的色散I光的干涉現象、雙縫干涉、薄膜干涉I雙縫干涉現象的條紋間距與波長的關系I光的衍射現象I光的偏振現象I光譜和光譜分析、紅外線、紫外線、X射線、γ射線以及它們的應用、光的電磁本性、電磁波譜I能量量子化、光電效應、光子、愛因斯坦、光的電磁效應I光的波粒子二象性、光波的概率波I粒子的波粒二象性、物質波I不確定性關系I考點解讀光多以選擇題形式考查，一般占6分．2010年2011年2012年2013年14題6分14題6分14題6分14題6分知識講解知識講解專題目錄【專題1】光的折射與全反射【專題2】光的波動性【專題3】光的粒子性與波粒二象性【專題4】光綜合專題一、光的折射與全反射專題目標理解并掌握光的折射與全反射理解光導纖維、光的色散專題講練兩口大小和深度相同的井，一口是枯井，一口是水井（水面在井口之下），兩井底都各有一只青蛙，則（）A．枯井中青蛙覺得天比較小，水井中青蛙看到井外的范圍比較大B．枯井中青蛙覺得天比較大，水井中青蛙看到井外的范圍比較小C．枯井中青蛙覺得天比較大，水井中青蛙看到井外的范圍比較大D．兩只青蛙覺得井口一樣大，水井中青蛙看到井外的范圍比較大如圖，一束單色光射入一玻璃球體，入射角為．己知光線在玻璃球內經一次反射后，再次折射回到空氣中時與入射光線平行．此玻璃的折射率為（）A． B．1.5C． D．2一束紅光與一束紫光以適當的入射角射向半圓形玻璃磚，其出射光線都是由圓心點沿方向射出，如圖所示，則（）A．是紅光，它穿過玻璃磚所需的時間短B．是紫光，它穿過玻璃磚所需的時間長C．是紅光，它穿過玻璃磚所需的時間長D．是紫光，它穿過玻璃磚所需的時間短如圖所示，截面為的玻璃直角三棱鏡放置在空氣中，寬度均為的紫、紅兩束光垂直照射三棱鏡的一個直角邊，在三棱鏡的另一側放置一平行于邊的光屏，屏的距離遠近可調，在屏上出現紫、紅兩條光帶，可能是（）A．紫色光帶在上，紅色光帶在下，紫色光帶較寬B．紫色光帶在下，紅色光帶在上，紫色光帶較寬C．紅色光帶在上，紫色光帶在下，紅色光帶較寬D．紅色光帶在下，紫色光帶在上，紅色光帶較寬如圖所示，用三塊完全相同的兩面平行玻璃組成一等邊三角形．由紅光和藍光組成的一細光束以平行底面從面射入，由面射出，則從面射出的光（）A．分成兩束，上邊為藍光，下邊為紅光B．分成兩束，上邊為紅光，下邊為藍光C．仍為一束，并與底面平行D．仍為一束，并向底面偏折如圖所示，水盆中盛有一定深度的水，盆底處水平放置一個平面鏡，平行的紅光束和藍光束斜射入水中，經平面鏡反射后，從水面射出并分別投射到屏MN上兩點，則有（）A．從水面射出的兩束光彼此平行，紅光投射點靠近M端B．從水面射出的兩束光彼此平行，藍光投射點靠近M端C．從水面射出的兩束光彼此不平行，紅光投射點靠近M端D．從水面射出的兩束光彼此不平行，藍光投射點靠近M端兩種單色光由水射向空氣中時發生全反射的臨界角分別為．已知，用和，和分別表示兩種單色光在水中的折射率及傳播速度，則（）A． B．C． D．如圖是一個圓柱體棱鏡的截面圖，圖中將半徑分成等份，虛線、、、．平行于半徑，邊可吸收到達其上的所有光線，已知該棱鏡的折射率，若平行光束垂直入射并覆蓋，則光線（）A．不能從圓弧射出 B．只能從圓弧射出C．能從圓弧射出 D．能從圓弧射出如圖所示為一直角棱鏡的橫截面，，一平行細光束從O點沿垂直于面的方向射人棱鏡，已知棱鏡材料的折射率，若不考慮原入射光在面上的反射光，則下列說法中正確的是（）A．部分光線從面射出B．光線在面上發生全反射C．部分光線從面射出，且與面斜交D．部分光線從面射出，且與面垂直在桌面上有一倒立的玻璃圓錐，其頂點恰好與桌面接觸，圓錐的軸（圖中虛線）與桌面垂直，過軸線的截面為等邊三角形，如圖所示．有一半徑為的圓柱形平行光束垂直入射到圓錐的底面上，光束的中心軸與圓錐的軸重合．已知玻璃的折射率為，則光束在桌面上形成的光斑半徑為（）A． B． C． D．某同學在實驗室做測定玻璃折射率實驗時，用測得的多組入射角和折射角作出圖線如圖所示．下列判斷中正確的是（）A．他做實驗時，光是由玻璃射入空氣B．玻璃的折射率為0.67C．玻璃的折射率為0.33D．玻璃全反射時臨界角的正弦值為0.67如圖所示，空氣中有一橫截面為半圓環的均勻透明柱體，其內圓半徑為，外圓半徑為，.現有一束單色光垂直于水平端面射入透明柱體，只經過兩次全反射就垂直于水平端面射出.設透明柱體的折射率為，光在透明柱體內傳播的時間為，若真空中的光速為，則（）A．可能為 B．可能為2C．可能為 D．可能為光導纖維的結構如圖，其內芯和外套材料不同，光在內芯中傳播以下關于光導纖維的說法正確的是（）A．內芯的折射率比外套大，光傳播時在內芯與外套的界面上發生全反射B．內芯的折射率比外套小，光傳播時在內芯與外套的界面上發生全反射C．內芯的折射率比外套小，光傳播時在內芯與外套的界面上發生折射D．內芯的折射率與外套的相同，外套的材料有韌性，可以起保護作用空氣中兩條光線和從方框左側入射，分別從方框下方和上方射出，其框外光線如圖所示．方框內有兩個折射率的玻璃全反射棱鏡．圖2給出了兩棱鏡四種放置方式的示意圖，其中能產生圖1效果的是（）雨后太陽光入射到水滴中發生色散而形成彩虹．設水滴是球形的，圖中的圓代表水滴過球心的截面，入射光線在過此截面的平面內，a、b、c、d代表四條不同顏色的出射光線，則它們可能依次是（）A．紫光、黃光、藍光和紅光B．紫光、藍光、黃光和紅光C．紅光、藍光、黃光和紫光D．紅光、黃光、藍光和紫光關于光的反射和折射，以下說法正確的是（）A．光反射時，傳播方向一定改變B．光發生折射時，光的傳播方向可能偏轉C．光發生折射時，一定伴隨反射現象D．光發生反射時，一定伴隨折射現象如圖所示，在水中有一厚度不計的薄玻璃片制成的中空三棱鏡，里面是空氣，一束光A從棱鏡的左邊射入，從棱鏡的右邊射出時發生了色散，射出的可見光分布在a點和b點之間，則A．從a點射出的光是紅光，從b點射出的光是紫光B．從a點射出的光是紫光，從b點射出的光是紅光C．從a點和b點射出的光都是紅光，從ab中點射出的光是紫光D．從a點和b點射出的光都是紫光，從ab中點射出的光是紅光abc為全反射棱鏡，它的主截面是等腰直角三角形，如圖所示，一束白光垂直入射到ac面上，在ab面上發生全反射，若光線入射點O的位置保持不變，改變光線的入射方向（不考慮自bc面反射的光線）A．使入射光按圖中所示的順時針方向逐漸偏轉，如果有色光射出ab面，則紅光將首先射出B．使入射光按圖中所示的順時針方向逐漸偏轉，如果有色光射出ab面，則紫光將首先射出C．使入射光按圖中所示的逆時針方向逐漸偏轉，紅光將首先射出ab面D．使入射光按圖中所示的逆時針方向逐漸偏轉，紫光將首先射出ab面題型總結折射（1）遵守折射定律：折射光線與入射光線、法線處在同一平面內，折射光線與入射光線分別位于法線兩側；入射角的正弦與折射角的正弦成正比．即，為入射角，為折射角，為比例常數．（2）在折射現象中，光路是可逆的．（3）折射率：光從真空射入某種介質發生折射時，入射角的正弦與折射角的正弦之比，叫做這種介質的絕對折射率，簡稱折射率，用符號表示．①某種介質的折射率，等于光在真空中的傳播速度與光在該介質中的傳播速度之比，即．②光在不同介質中速度不同，但光在真空中的傳播速度總是大于光在其他介質中的傳播速度，故任何介質的折射率都大于1．③兩種介質相比較，折射率較大的介質叫做光密介質，折射率較小的介質叫做光疏介質．全反射（1）全反射：光從光密介質射入光疏介質，同時發生反射和折射，若使入射角逐漸增大，則折射光越來越弱，入射光越來越強，當入射角增大到某一角度時，折射光完全消失，光線全部被反射回原介質，這種現象稱為全反射，這時的入射角稱為臨界角．（2）發生全反射的條件：光線從光密介質射向光疏介質；入射角大于或等于臨界角．（3）臨界角：光從某種介質射向真空或空氣時，發生全反射的臨界角與介質的折射率的關系為．容易看出，介質的折射率越大，發生全反射的臨界角越小．（4）在運用光的折射定律作光路圖和解決實際問題時，要判斷是否會發生全反射．光從光疏介質射向光密介質時不會發生全反射，光從光密介質射向光疏介質時，要根據入射角與臨界角的大小關系判斷能否發生全反射，只有確定未發生全反射的情況下，才能根據折射定律確定入射角或折射角．（5）全反射棱鏡：橫截面是等腰直角三角形，在光學儀器里，常用來代替平面鏡，改變光的傳播方向．（6）光導纖維①導光原理：光在內芯和外套的界面上發生全反射，光會在光導纖維內沿鋸齒形的路線傳播．②光纜：一束光纖（光導纖維），外面用塑料及其他材料做的保護層包起來，用于激光信號傳輸．專題二、光的波動性專題目標理解并掌握光的干涉、衍射、偏振掌握雙縫干涉、薄膜干涉理解電磁波譜性質與特征，掌握激光的特性專題講練如圖所示是光的雙縫干涉的示意圖，下列說法中正確的是( )①單縫S的作用是為了增加光的強度.②雙縫S1、S2的作用是為了產生兩個頻率相同的線狀光源.③當S1、S2發出兩列光波到P點的路程差為光的波長λ的1.5倍時，產生第二條暗條紋.④當S1、S2發出的兩列光波到P點的路程差為長λ時，產生中央亮條紋.A．①B．①②C．②④D．②③在用A、B兩平行狹縫作雙縫干涉實驗的裝置中，屏上P點出現明條紋，那么雙縫A和B到屏上P點的距離之差必為( )A．二分之一光波波長的奇數倍B．一個光波波長的奇數倍C．二分之一光波波長的偶數倍D．二分之一光波波長的整數倍兩只普通的白熾燈發出的光相遇時，我們觀察不到干涉條紋，這是因為( )A．兩只燈泡的亮度不同B．燈光的波長太短C．它們是非相干光源D．電燈發出的光不穩定分別用橙光和綠光做雙縫干涉實驗(實驗中雙縫間的距離以及縫到屏的距離保持不變)，下列說法正確的是()A．橙光相鄰亮紋的間距比綠光小，因為橙光的頻率比綠光小.B．橙光相鄰亮紋的間距比綠光小，因為橙光的波長比綠光小.C．橙光相鄰亮紋的間距比綠光大，因為橙光的頻率比綠光大.D．橙光相鄰亮紋的間距比綠光大，因為橙光的波長比綠光大.在雙縫干涉實驗中，以白光為光源，在屏幕上觀察到了彩色干涉條紋．若在雙縫中的一縫前放一紅色濾光片(只能透過紅光，另一縫前放一綠色濾光片(只能透過綠光)，這時()A．只有紅色和綠色的雙縫干涉條紋，其他顏色的雙縫干涉條紋消失B．紅色和綠色的雙縫干涉條紋消失，其他顏色的干涉條紋依然存在C．任何顏色的雙縫干涉條紋都不存在，但屏上仍有光亮D．屏上無任何光亮雙縫干涉實驗裝置如圖所示，讓綠光通過單縫S后，投射到具有雙縫的擋板上，雙縫和與單縫S的距離相等，光通過雙縫后在與雙縫平行的屏上形成干涉條紋。屏上O點距雙縫S1和S2的距離相等。P點是距O點最近的第一條亮條紋。如果將入射的單色光換成紅光或藍光，則關于屏上O點及其上方的干涉條紋情況是A．O點是紅光的亮條紋B．紅光的第一條亮條紋在P點的上方C．O點不是藍光的亮條紋D．藍光的第一條亮條紋在P點的上方雙縫干涉實驗裝置如圖所示，紅光通過單縫S后，投射到具有雙縫的擋板上，雙縫和與單縫S的距離相等，光通過雙縫后在與雙縫平行的屏上形成干涉條紋。則下列說法正確的是（）A．若只減小兩條狹縫S1、S2之間的距離，條紋間距將增大B．若只減小兩條狹縫與屏之間的距離，條紋間距將增大C．若只在兩條狹縫與屏之間插入一塊與屏平行的平板玻璃磚，條紋間距將增大D．若只把用紅光照射改為用綠光照射，條紋間距將增大屏屏PP1S1S2S薄膜干涉條紋產生的原因是()A．薄膜內的反射光線和折射光線相互疊加B．同一束光線經薄膜前后兩表面反射回來的光線相互疊加C．入射到薄膜的光線和從薄膜反射回來的光線相互疊加D．明條紋是波峰與波峰疊加而成，暗條紋是波谷與波谷疊加而成登山運動員在登雪山時要注意防止紫外線的過度照射，尤其是眼睛更不能長時間被紫外線照射，否則將會嚴重地損壞視力．有人想利用薄膜干涉的原理設計一種能大大減小對眼睛傷害的眼鏡．他選用的薄膜材料的折射率為，所要消除的紫外線的頻率為，那么他設計的這種“增反膜”的厚度至少是多少?關于照相機鏡頭表面的淡紫色薄膜，下面說法中正確的是( )A．它能增加各種入射光的反射效果B．它對增加紫光的透射效果最佳C．其厚度是綠光在空氣中波長的1/4D．其厚度是綠光在薄膜中波長的1/4劈尖干涉是一種薄膜干涉，其裝置如圖所示．將一塊平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夾入兩張紙片，從而在兩玻璃表面之間形成一個劈形空氣薄膜．當光垂直入射后，從上往下看到的干涉條紋如圖所示，干涉條紋有如下特點．（1）任意一條明條紋或暗條紋所在位置下面的薄膜厚度相等；（2）任意相鄰明條紋或暗條紋所對應的薄膜厚度差恒定．現若在圖裝置中抽去一張紙片，則當光垂直入射到新劈形空氣薄膜后，從上往下觀察到的干涉條紋()A．變疏 B．變密 C．不變 D．消失在用單色平行光照射單縫觀察衍射現象的實驗中，下列哪些說法是正確的( )A．縫越窄.衍射現象越顯著B．縫越寬，衍射現象越顯著C．照射光的波長越長，衍射現象越顯著D．照射光的頻率越高，衍射現象越顯著如圖所示，表示單縫，表示雙縫，用某單色光分別照射豎直放置的單縫和雙縫，在縫后較遠位置豎直放置的光屏上可以觀察到明暗相間的條紋(圖中陰影表示明條紋)，如圖所示．下列關于縫和條紋間關系的說法中正確的是()A．圖表示單縫衍射條紋，圖表示雙縫干涉條紋B．單縫越寬，越容易觀察到對應的明暗條紋C．雙縫間距離越小，對應條紋間距越大D．照射雙縫的單色光波長越小，對應條紋間距越大在如圖所示圖中，兩幅圖是由單色光分別入射到圓孔而形成的圖像，其中圖是光的_______(填“干涉”或“衍射”)圖像．由此可以判斷出圖所對應的圓孔的孔徑_________(填“大于”或“小于”)圖所對應的圓孔的孔徑．對于光的偏振，以下認識哪些是止確的( )A．振動方向只在某一個平面內的光是偏振光.B．從電燈等光源直接發出的光本身就是偏振光.C．轉動偏振片去看電燈光.看到透射光亮度無變化.說明透射光不是偏振光.D．光的偏振現象使人們認識到光是一種橫波.如圖，人眼隔著偏振片和看一只電燈泡，一點透射光都看不到，那么，以下說法中哪些正確（）A．使同時轉過，仍然看不到透射光B．單使轉過，看到的光先變亮，再變暗C．單使轉過，看到的光逐漸變亮D．單使燈泡鎢絲轉過，看到的光逐漸變亮光的偏振現象說明光是橫波．下列現象中不能反映光的偏振特征的是（）A．一束自然光相繼通過兩個偏振片，以光束為軸旋轉其中一個偏振片，透射光的強度發生變化B．一束自然光入射到兩種介質的分界面上，當反射光線與折射光線之間的夾角恰好是時，反射光是偏振光C．日落時分，拍攝水面下的景物，在照相機鏡頭前裝上偏振濾光片可以使景像更清晰D．通過手指間的縫隙觀察日光燈，可以看到彩色條紋一激光器發光功率為P，發出的激光在折射率為n的介質中波長為λ，c表示光在真空中的速度，h表示普朗克恒量，下列說法中正確的是( )A．該光在真空中的波長為nλB．該光的頻率為c/λC．該激光器在t時間內輻射的光子數為D．該光的頻率為在白熾燈的照射下，能從捏緊的兩塊玻璃板的表面看到彩色條紋;通過兩根并在一起的鉛筆狹縫去觀察發光的白熾燈，也會看到彩色條紋.這兩種現象()A．都是光的衍射現象B．前者是光的色散現象，后者是光的衍射現象C．前者是光的干涉現象，后者是光的衍射現象D．都是光的波動性的表現題型總結干涉（1）雙縫干涉①由同一光源發出的光射到有兩條狹縫的擋板上，這兩條狹縫相距很近，這樣一來，這兩個狹縫就形成了兩個振動情況相同的波源，這兩個波源發出的光在擋板后的空間互相疊加，使得光在一些位置相互加強，在另一些位置相互削弱，在擋板后的屏上得到明暗相間的條紋，這就是雙縫干涉．②屏上某點到雙縫的路程差是波長整數倍處出現亮紋，是半波長的奇數倍處出現暗紋．③相鄰的明條紋（或暗條紋）之間距離與波長、雙縫間距及屏到雙縫距離的關系為，據此可求出光的波長．（2）薄膜干涉：薄膜（如肥皂液薄膜）前后兩面反射的光發生干涉．單色光照射在薄膜上形成明暗相間的條紋，白光照射在薄膜上形成彩色條紋．色散（1）不同顏色的光，波長不同．（2）光的色散：含有多種顏色的光被分解成單色光的現象．（3）薄膜干涉中的色散：肥皂膜的干涉條紋是彩色的；鍍膜鏡頭看起來是有顏色的，鍍膜厚度不同，顏色也不同．（4）折射時的色散：白光經過棱鏡后會發生色散現象．各種色光通過棱鏡后，紅光偏折角度最小，紫光的偏折角度最大．偏折角度不同，表明同一介質對不同色光的折射率不同，對紅光的折射率小，對紫光的折射率大．由此可知，在同一種物質中，不同波長的光波的傳播速度不同，波長越短，波速越慢．衍射（1）衍射：光離開直線路徑繞到障礙物陰影里的現象，如單縫衍射、圓孔衍射．（2）發生明顯衍射的條件：障礙物或孔的尺寸比光的波長小或者跟波長差不多．偏振（1）自然光：太陽、電燈等普通光源發出的光，包括在垂直于傳播方向上沿一切方向振動的光，而且沿各個方向振動的光波的強度都相同，這種光是自然光．（2）偏振光：在垂直于傳播方向的平面上，只沿某個特定方向振動，這種光叫做偏振光．（3）只有橫波才有偏振現象．光的偏振證明光是橫波．自然光通過偏振片后，就得到了偏振光；自然光在玻璃等表面反射時，反射光和折射光都是偏振光．激光：有高度的相干性，平行度很好，亮度高．用于光纖通信、激光測距、醫學等．專題三、光的粒子性與波粒二象性專題目標理解能量量子化、光電效果與康普頓效應理解光是概率波，及光的波粒二象性理解物質波與不確定關系專題講練以下結論，能正確解釋黑體輻射實驗規律的是()A．能量的連續經典理論B．普朗克提出的能量量子化理論C．以上兩種理論體系任何一種都能解釋D．牛頓提出的微粒說一般材料的物體，輻射電磁波的情況除與溫度有關外，還與______有關．黑體輻射電磁波的強度按波長的分布只與______有關．以下宏觀概念，哪些是“量子化”的()A．一棵樹苗生長的高度B．從車站開出的汽車行駛過的路程C．人的個數D．燒水時溫度計的示數用波長為的紫外線照射鎢的表面，釋放出來的光電子中最大的動能是．由此可知，鎢的極限頻率是（普朗克常量），光速，結果取兩位有效數字）A．B．C．D．關于光電效應的規律，下列說法中，不正確的是()A．當某種色光照射金屬表面時，能產生光電效應，則入射光的頻率越大，產生的光電子的最大初動能越大。B．當某種色光照射金屬表面時，能產生光電效應，則入射光的強度越大，單位時間內產生的光電子數越多。C．同一頻率的光照射不同金屬，如果都能產生光電效應，則逸出功大的金屬產生的光電子的最大初動能也越大。D．對于某金屬，入射光波長必須小于某一極限波長，才能產生光電效應。當具有能量的光子照射到某金屬表面后，從金屬表面逸出的電子具有最大的初動能是．為了使這種金屬產生光電效應，入射光的最低能量為()A． B． C． D．別用波長為和的單色光照射同一金屬板，發出的光電子的最大初動能之比為．以表示普朗克常量，表示真空中的光速，則此金屬板的逸出功為（）A． B． C． D．在做光電效應的實驗時，某金屬被光照射發生了光電效應，實驗測得光電子的最大初動能與入射光的頻率的關系如圖所示，由實驗圖線可求出（）A．該金屬的極限頻率和極限波長B．普朗克常量C．該金屬的逸出功D．單位時間逸出的光電子數用如圖所示的光電管研究光電效應的實驗中，用某種頻率的單色光照射光電管陰極，電流計的指針發生偏轉．而用另一頻率的單色光照射光電管陰極時，電流計的指針不發生偏轉，那么（）A．光的波長一定大于光的波長B．增加光的強度可能使電流計的指針發生偏轉C．用光照射光電管陰極時通過電流計的電流是由到D．只增加光的強度可使通過電流計的電流增大如圖，當電鍵K斷開時，用光子能量為的一束光照射陰極，發現電流表讀數不為零；合上電鍵，調節滑動變阻器，當電壓表讀數小于時，電流表讀數仍不為零，當電壓表讀數大于或等于時，電流表讀數為零．由此可知陰極材料的逸出功為（）A． B． C． D．下列有關光的波粒二象性的說法中，正確的是A．有的光是波，有的光是粒子B．光子與電子是同樣的一種粒子C．光的波長越長，其波動性越顯著；波長越短，其粒子性越顯著D．大量光子的行為往往顯示出粒子性太陽光垂直射到地面上時，地面上接收的太陽光的功率為，其中可見光部分約占，普朗克常量．(結果保留兩位有效數字)（1）假如認為可見光的波長約為，日地間的距離，估算太陽光每秒輻射出的可見光子數為多少？（2）若已知地球的半徑為，估算地球接收的太陽光的總功率．關于物質波，下列說法中正確的是()A．實物粒子與光子一樣都具有波粒二象性，所以實物粒子與光子是相同本質的物體B．物質波和光波都是概率波C．粒子的動量越大，其波動性越易觀察D．粒子的動量越小，其波動性越易觀察要觀察納米級以下的微小結構，需要利用分辨率比光學顯微鏡更高的電子顯微鏡．有關電子顯微鏡的下列說法，正確的是()A．它是利用了電子物質波的波長比可見光短，因此不容易發生明顯衍射B．它是利用了電子物質波的波長比可見光長，因此不容易發生明顯衍射C．它是利用了電子物質波的波長比可見光短，因此更容易發生明顯衍射D．它是利用了電子物質波的波長比可見光長，因此更容易發生明顯衍射關于不確定性關系有以下幾種理解，正確的是()A．微觀粒子的動量不可確定B．微觀粒子的位置不可確定C．微觀粒子的動量和位置不可同時確定D．不確定關系不僅適用于電子和光子等微觀粒子，也適用于宏觀物體專題總結光既具有波動性，又具有粒子性，即光具有波粒二象性．光電效應（1）．（2）用如圖所示的電路研究光電效應中光電流與照射光的關系①存在飽和電流．在光照條件不變的情況下，隨著所加電壓增大，光電流趨于一個飽和值．實驗還表明，入射光越強，飽和電流越大，這說明入射光越強，單位時間內發射的光電子數越多．②存在遏止電壓和截止頻率．施加反向電壓，在光電管兩極間形成使電子減速的電場，使光電流減小到零的反向電壓稱為遏止電壓．設光電子的初速度上限為，則．當入射光的頻率減小到某一數值時，不再產生光電子，則稱為截止頻率或極限頻率．實驗表明，當入射光的頻率低于截止頻率時不能發生光電效應；不同金屬的截止頻率不同．③效應具有瞬時性．光電效應幾乎是瞬時的，即幾乎在光照射到金屬時就產生光電流．（3）愛因斯坦光電效應方程①光子說：光本身是由一個個不可分割的能量子組成的，頻率為的光的能量子為，為普朗克常量，其值為，這些能量子稱光子．②愛因斯坦光電效應方程在光電效應中，金屬中的電子吸收一個光子獲得的能量是，這些能量的一部分用來克服金屬的逸出功，剩下的表現為逸出后電子的初動能，即，式中可見，光電效應的截止頻率；光電子的最大初動能與入射光的強度無關，只隨著入射光頻率的增大而增大．概率波經典物理學概念中的粒子和波經典的粒子：有一定的大小、質量，有的還具有電荷，任意時刻具有確定的位置和速度及時空中確定的軌道．經典的波：具有頻率和波長，具有時空的周期性．在經典物理學中，粒子和波是兩種不同的研究對象，具有非常不同的表現．光波是概率波光子在空間各點出現的概率遵從波動規律，所以光波是概率波．光子的行為服從統計規律．干涉加強處表示光子到達的數目多，從統計的觀點來看，就是光子在該處出現的概率大；干涉減弱處表示光子到達的數目少，也就是光子在該處出現的概率小．這種概率的大小服從波動規律，因此成為概率波．物質波是概率波電子和其他微觀粒子，由于同樣具有波粒二象性，所以與它們相聯系的物質波也是概率波．雙縫干涉圖樣中的明紋處是電子落點概率大的地方，暗紋處是電子落點概率小的地方．不確定性關系微觀粒子的位置和動量不能同時確定，若位置的不確定量減小了，動量的不確定量就會增大；若粒子有確定的動量，其位置就完全不確定．若用△x表示位置的不確定量，用△p表示粒子在x方向上的動量的不確定量，則△x△p>h/4π光譜線狀光譜由一些不連續的亮線組成，是稀薄氣體發光產生的光譜，每種元素的原子只有發出某些特定的譜線（特征譜線），不同元素的明線光譜不同，所以線狀譜又叫原子光譜．吸收光譜連續光譜中某些波長的光被物質吸收后產生的光譜，它是由分布在連續光譜背景上的某些暗線組成的，通常在吸收光譜中看到的特性譜線（暗線）比相應的明線光譜中的明線光譜要少一些．光譜分析由于每種元素都有自己的特征譜線，因此可以根據光譜來鑒別物質和確定它的化學組成，做光譜分析時，可以利用線狀光譜，也可以利用吸收光譜光的電磁說光的干涉和衍射以無可辯駁的事實證明了光是一種波．但它和水波、聲波等機械波一樣嗎？是否也靠彈性介質傳播？這個問題一直困擾著光的波動學說．麥克斯韋根據電磁波與光在真空中的傳播速度相同，提出光在本質上是一種電磁波——這就是光的電磁說，赫茲用實驗證明了光的電磁說的正確性．電磁波譜①波長從大到小排列順序為：無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線．各種電磁波中，除可見光以外，相鄰兩個波段間都有重疊．②產生機理分別是：無線電波是振蕩電路中自由電子的周期性運動產生的；紅外線、可見光、紫外線是原子的外層電子受到激發后產生的；倫琴射線是原子的內層電子受到激發后產生的；γ射線是原子核受到激發后產生的．③作用：紫外線有熒光作用、促進人體合成維生素D、消毒殺菌．X射線由德國物理學家倫琴1895年發現的，穿透能力強，穿透物質的厚度跟物質的密度有關，工業上檢查金屬內部是否有砂眼、裂紋等缺陷，在醫學上透視人體內的病變及骨骼．γ射線的電離作用非常小，貫穿本領很強，甚至能穿透幾厘米厚的鉛板．光的應用小結光導纖維（光纖通信）利用了光從光密介質進入光疏介質的全反射原理． 肥皂泡上呈現彩色花紋、水面上的油膜是光的干涉現象．

一束白光通過三棱鏡形成彩色光帶是光的色散現象，由于光的折射產生的．

光的康普頓效應證實了光子具有動量．

光的干涉、衍射、偏振現象說明了光的波動性，其中偏振現象是橫波特有的現象．

泊松亮斑是光的衍射產生的．日食月食是光的直線傳播產生的．海市蜃樓是光的折射產生的，且下層空氣比上層空氣折射率打大．太陽光下物體的陰影輪廓模糊不清是光的衍射現象．高級照相機鏡頭片表面涂了一層增透膜是利用光的干涉現象（光學儀器的增透膜）．攝影愛好者常在照機鏡頭前裝一片偏振濾光片使像更清晰是利用光的偏振現象．用透明的標準平面樣板檢查光學平面的平整程度是利用光的干涉現象．狹義相對論認為，物體靜止時的質量小于運動時的質量；沿著物體運動的方向物體長度會變短；真空中光速不變（光速不是相對于任何慣性系的速度）；在不同慣性系中的物理規律是相同的．在光的衍射現象中，亮條紋位置是光子到達幾率大的位置．宏觀物體的物質波波長越大越容易發生衍射現象．用分光鏡觀測光譜是利用光折射時的色散現象．用X光機透視人體是利用X光能穿透物體的性質．門鏡可以擴大視野是利用光的折射射現象（透鏡）．．專題四、光的綜合專題目標能夠綜合應用幾何光學、光的波動性、粒子性能夠結合光譜特征綜合分析特點專題講練以下結論，能正確解釋黑體輻射實驗規律的是()A．能量的連續經典理論B．普朗克提出的能量量子化理論C．以上兩種理論體系任何一種都能解釋D．牛頓提出的微粒說如圖所示，平行厚玻璃板放在空氣中，一束復色光斜射向玻璃板上表面，出射光分成a、b兩束單色光。對于a、b兩束光，下面說法正確的是ababA．玻璃對a光的折射率較小B．a光在玻璃中的傳播速度較小C．若a、b光從同一介質斜射入真空時，a光的全反射臨界角較大D．若a光照射某金屬能發射出光電子，則b光照射該金屬也一定能發射出光電子如圖所示，兩束不同的單色細光束a、b，以不同的入射角從空氣射入玻璃三棱鏡中，其出射光恰好合為一束。以下判斷正確的是A．在同種介質中b光的速度較大B．該玻璃三棱鏡對a光的折射率較大C．若讓a、b光分別通過同一雙縫裝置，在同位置的屏上形成干涉圖樣，則b光條紋間距較大D．若讓a、b光分別照射同種金屬，都能發生光電效應，則b光照射金屬產生光電子的最大初動能較大下面四種光現象，與光的干涉有關的是A．用光導纖維傳播電磁波信號[來源:Zxxk.Com]B．一束白光通過三棱鏡形成彩色光帶C．用透明的標準樣板和單色平行光檢查平面的平整度D．用平行光照射不透光的小圓盤，在圓盤的影的中心形成泊松亮斑兩束單色光線a、b以相同的角度從某種玻璃射入空氣，發現a發生了全反射、b沒有發生全反射，則下列說法中正確的是A．光線a的波長較大B．玻璃對光線a的折射率較大C．光線b的臨界角較小D．光線b在玻璃中的速度較小下列關于光的說法中正確的是A．在真空中紅光波長比紫光波長短B．紅光光子能量比紫光光子能量大C．紅光和紫光相遇時能產生干涉現象D．紅光照射某金屬時有電子向外發射，紫光照射該金屬時一定也有電子向外發射在水面下同一深處的兩個點光源P、Q發出不同顏色的光，在水面上P光照亮的區域大于Q光照亮的區域，下列說法正確的是A．P光的頻率大于Q光B．P光在水中的傳播速度小于Q光C．若P光照射某金屬能發生光電效應，則Q光照射該金屬也一定能發生光電效應D．讓P光和Q光通過同一雙縫干涉裝置，P光的條紋間距小于Q光關于紅光和紫光，下列說法正確的是A．紅光的頻率大于紫光的頻率B．在同一種玻璃中紅光的速度小于紫光的速度C．用同一裝置做雙縫干涉實驗，紅光的干涉條紋間距大于紫光的干涉條紋間距D．當紅光和紫光以相同入射角從玻璃射入空氣時，若紫光剛好能發生全反射，則紅光也一定能發生全反射專題總結電磁波譜可見光無線電、紅外線紅、橙、黃、綠、青、藍、紫紫外線、X射線、γ射線波長減少頻率增加真空光速不變介質光速減少折射率增加折射角減少偏折角增加全反射臨界角減少，更容易發生全反射能量增加，更容易發生光電效應，光電子動能更大鞏固練習鞏固練習如圖所示，上、下表面平行的玻璃磚置于空氣中，一束復色光斜射到上表面，穿過玻璃后從下表面射出，分成a、b兩束平行單色光．下列說法中正確的是()MMNQPabA．玻璃對a光的折射率小于對b光的折射率B．在玻璃中a光的全反射臨界角小于b光的全反射臨界角C．在玻璃中a光的傳播速度大于b光的傳播速度D．用同一雙縫干涉裝置進行實驗可看到a光干涉條紋的間距比b光的寬光具有波粒二象性．下列有關光的現象和應用與光的粒子性有關的是()A．太陽光下物體的陰影輪廓模糊不清是光的衍射現象B．高級照相機鏡頭片表面涂了一層增透膜是利用光的干涉現象C．光控電路的關鍵元件是光電管（光電傳感器），它的原理是利用了光電效應D．攝影愛好者常在照機鏡頭前裝一片偏振濾光片使像更清晰是利用光的偏振現象能說明光是一種橫波的光學現象是()A．光的偏振現象B．光的干涉現象C．光的衍射現象D．光的色散現象如圖所示的雙縫干涉實驗，用綠光照射單縫S時，在光屏P上觀察到干涉條紋．要得到相鄰條紋間距更大的干涉圖樣，可以()SS1S2SP單縫屏雙縫屏光屏單色光A．增大S1與S2的間距B．減小雙縫屏到光屏的距離C．將綠光換為紅光 D．將綠光換為紫光減小狹縫寬度，屏上中央亮條紋的寬度增大，這可以理解為()A．更窄的狹縫可以更準確地測得粒子的位置B．說明粒子更多地到達了中央亮條紋以外的地方C．中央亮條紋的寬度增大，說明粒子的位置不確定性更大了D．中央亮條紋的寬度增大，說明粒子在垂直于原來動量方向上的動量增大下列關于電磁波的說法正確的是（）A．麥克斯韋提出了電磁波理論，并用實驗證實了電磁波的存在B．各種電磁波在真空中的傳播速度都一樣，為3×l08m/sC．經過調幅后的電磁波是橫波，經過調頻后的電磁波是縱波D．紅外線是波長比可見光波長還長的電磁波，常用于醫院和食品消毒下列敘述中正確的是（）A．頻率越大的光，容易觀察到它的波動性B．在光的衍射現象中，亮條紋位置是光子到達幾率大的位置C．宏觀物體的物質波波長非常小，容易觀察到它的波動性D．不確定關系表明，可以同時準確地確定粒子的位置和動量202025年高考解決方案光學光學 學生姓名：學生姓名：上課時間：上課時間：錯題再練習錯題再練習第35講（二）光學2012014年高考怎么考內容細目要求層次備注考綱要求光的折射定律、折射率II相對折射率不做考試要求全反射、臨界角II光導纖維I光的色散I光的干涉現象、雙縫干涉、薄膜干涉I雙縫干涉現象的條紋間距與波長的關系I光的衍射現象I光的偏振現象I光譜和光譜分析、紅外線、紫外線、X射線、γ射線以及它們的應用、光的電磁本性、電磁波譜I能量量子化、光電效應、光子、愛因斯坦、光的電磁效應I光的波粒子二象性、光波的概率波I粒子的波粒二象性、物質波I不確定性關系I考點解讀光多以選擇題形式考查，一般占6分．2010年2011年2012年2013年14題6分14題6分14題6分14題6分知識講解知識講解專題目錄【專題1】光的折射與全反射【專題2】光的波動性【專題3】光的粒子性與波粒二象性【專題4】光綜合專題一、光的折射與全反射專題目標理解并掌握光的折射與全反射理解光導纖維、光的色散專題講練兩口大小和深度相同的井，一口是枯井，一口是水井（水面在井口之下），兩井底都各有一只青蛙，則（）A．枯井中青蛙覺得天比較小，水井中青蛙看到井外的范圍比較大B．枯井中青蛙覺得天比較大，水井中青蛙看到井外的范圍比較小C．枯井中青蛙覺得天比較大，水井中青蛙看到井外的范圍比較大D．兩只青蛙覺得井口一樣大，水井中青蛙看到井外的范圍比較大【答案】C【解析】如圖所示，，則水井中青蛙看到井外的范圍比較大，，故枯井中青蛙覺得天大．如圖，一束單色光射入一玻璃球體，入射角為．己知光線在玻璃球內經一次反射后，再次折射回到空氣中時與入射光線平行．此玻璃的折射率為（）A． B．1.5C． D．2【解析】依題意作出如圖所示的光路圖，標出相關角度的大小，作圖時要注意法線、對稱關系的應用等.如圖所示，根據各個角的關系可得折射率.【答案】C一束紅光與一束紫光以適當的入射角射向半圓形玻璃磚，其出射光線都是由圓心點沿方向射出，如圖所示，則（）A．是紅光，它穿過玻璃磚所需的時間短B．是紫光，它穿過玻璃磚所需的時間長C．是紅光，它穿過玻璃磚所需的時間長D．是紫光，它穿過玻璃磚所需的時間短【答案】A如圖所示，截面為的玻璃直角三棱鏡放置在空氣中，寬度均為的紫、紅兩束光垂直照射三棱鏡的一個直角邊，在三棱鏡的另一側放置一平行于邊的光屏，屏的距離遠近可調，在屏上出現紫、紅兩條光帶，可能是（）A．紫色光帶在上，紅色光帶在下，紫色光帶較寬B．紫色光帶在下，紅色光帶在上，紫色光帶較寬C．紅色光帶在上，紫色光帶在下，紅色光帶較寬D．紅色光帶在下，紫色光帶在上，紅色光帶較寬【答案】CD如圖所示，用三塊完全相同的兩面平行玻璃組成一等邊三角形．由紅光和藍光組成的一細光束以平行底面從面射入，由面射出，則從面射出的光（）A．分成兩束，上邊為藍光，下邊為紅光B．分成兩束，上邊為紅光，下邊為藍光C．仍為一束，并與底面平行D．仍為一束，并向底面偏折【答案】C如圖所示，水盆中盛有一定深度的水，盆底處水平放置一個平面鏡，平行的紅光束和藍光束斜射入水中，經平面鏡反射后，從水面射出并分別投射到屏MN上兩點，則有（）A．從水面射出的兩束光彼此平行，紅光投射點靠近M端B．從水面射出的兩束光彼此平行，藍光投射點靠近M端C．從水面射出的兩束光彼此不平行，紅光投射點靠近M端D．從水面射出的兩束光彼此不平行，藍光投射點靠近M端【答案】B兩種單色光由水射向空氣中時發生全反射的臨界角分別為．已知，用和，和分別表示兩種單色光在水中的折射率及傳播速度，則（）A． B．C． D．【解析】由和可知，水中臨界角越小，折射率越大，在水中的傳播速度越小．【答案】B如圖是一個圓柱體棱鏡的截面圖，圖中將半徑分成等份，虛線、、、．平行于半徑，邊可吸收到達其上的所有光線，已知該棱鏡的折射率，若平行光束垂直入射并覆蓋，則光線（）A．不能從圓弧射出 B．只能從圓弧射出C．能從圓弧射出 D．能從圓弧射出【解析】由臨界角公式可知，，由幾何關系可知即為光在圓弧面上的臨界角的一條邊，以點為分界點，向圓弧點移動，光在上入射角越來越小，故光能從射出，向圓弧的點移動，光在上入射角越來越大(大于臨界角)，故光在弧上發生全反射，不能射出．【答案】B如圖所示為一直角棱鏡的橫截面，，一平行細光束從O點沿垂直于面的方向射人棱鏡，已知棱鏡材料的折射率，若不考慮原入射光在面上的反射光，則下列說法中正確的是（）A．部分光線從面射出B．光線在面上發生全反射C．部分光線從面射出，且與面斜交D．部分光線從面射出，且與面垂直【答案】D在桌面上有一倒立的玻璃圓錐，其頂點恰好與桌面接觸，圓錐的軸（圖中虛線）與桌面垂直，過軸線的截面為等邊三角形，如圖所示．有一半徑為的圓柱形平行光束垂直入射到圓錐的底面上，光束的中心軸與圓錐的軸重合．已知玻璃的折射率為，則光束在桌面上形成的光斑半徑為（）A． B． C． D．【解析】光線會發生全反射，光路圖如圖，由圖中幾何關系可得，故.【答案】C某同學在實驗室做測定玻璃折射率實驗時，用測得的多組入射角和折射角作出圖線如圖所示．下列判斷中正確的是（）A．他做實驗時，光是由玻璃射入空氣B．玻璃的折射率為0.67C．玻璃的折射率為0.33D．玻璃全反射時臨界角的正弦值為0.67【答案】D如圖所示，空氣中有一橫截面為半圓環的均勻透明柱體，其內圓半徑為，外圓半徑為，.現有一束單色光垂直于水平端面射入透明柱體，只經過兩次全反射就垂直于水平端面射出.設透明柱體的折射率為，光在透明柱體內傳播的時間為，若真空中的光速為，則（）A．可能為 B．可能為2C．可能為 D．可能為【解析】假設光從的最右端點射入，則可作出光路圖如圖所示，其中，，，，單色光恰好從的最左端點射出.所以，臨界角，則，故，AB對.可見光在透明柱體內傳播的距離為，傳播速度為，所以，傳播時間為，CD均錯.【答案】AB光導纖維的結構如圖，其內芯和外套材料不同，光在內芯中傳播以下關于光導纖維的說法正確的是（）A．內芯的折射率比外套大，光傳播時在內芯與外套的界面上發生全反射B．內芯的折射率比外套小，光傳播時在內芯與外套的界面上發生全反射C．內芯的折射率比外套小，光傳播時在內芯與外套的界面上發生折射D．內芯的折射率與外套的相同，外套的材料有韌性，可以起保護作用【答案】A空氣中兩條光線和從方框左側入射，分別從方框下方和上方射出，其框外光線如圖所示．方框內有兩個折射率的玻璃全反射棱鏡．圖2給出了兩棱鏡四種放置方式的示意圖，其中能產生圖1效果的是（）【答案】B雨后太陽光入射到水滴中發生色散而形成彩虹．設水滴是球形的，圖中的圓代表水滴過球心的截面，入射光線在過此截面的平面內，a、b、c、d代表四條不同顏色的出射光線，則它們可能依次是（）A．紫光、黃光、藍光和紅光B．紫光、藍光、黃光和紅光C．紅光、藍光、黃光和紫光D．紅光、黃光、藍光和紫光【答案】B關于光的反射和折射，以下說法正確的是（）A．光反射時，傳播方向一定改變B．光發生折射時，光的傳播方向可能偏轉C．光發生折射時，一定伴隨反射現象D．光發生反射時，一定伴隨折射現象【答案】AC如圖所示，在水中有一厚度不計的薄玻璃片制成的中空三棱鏡，里面是空氣，一束光A從棱鏡的左邊射入，從棱鏡的右邊射出時發生了色散，射出的可見光分布在a點和b點之間，則A．從a點射出的光是紅光，從b點射出的光是紫光B．從a點射出的光是紫光，從b點射出的光是紅光C．從a點和b點射出的光都是紅光，從ab中點射出的光是紫光D．從a點和b點射出的光都是紫光，從ab中點射出的光是紅光【答案】Babc為全反射棱鏡，它的主截面是等腰直角三角形，如圖所示，一束白光垂直入射到ac面上，在ab面上發生全反射，若光線入射點O的位置保持不變，改變光線的入射方向（不考慮自bc面反射的光線）A．使入射光按圖中所示的順時針方向逐漸偏轉，如果有色光射出ab面，則紅光將首先射出B．使入射光按圖中所示的順時針方向逐漸偏轉，如果有色光射出ab面，則紫光將首先射出C．使入射光按圖中所示的逆時針方向逐漸偏轉，紅光將首先射出ab面D．使入射光按圖中所示的逆時針方向逐漸偏轉，紫光將首先射出ab面【答案】A【解析】白光由從紅到紫七種色光組成，同一種介質對它們的折射率，從紅光到紫光逐漸增大．在同一種介質中產生全反射，它們的臨界角不同．由公式，n越小，C越大．紅光折射率最小，則臨界角最大．光垂直入射到ac面，在ab面發生全反射，則臨界角C≤45°．當光沿順時針方向偏轉入射，其入射角C減小，如圖（1）所示，首先小到紅光臨界角以下，紅光先射出ab面，A對B錯．當光沿逆時針方向偏轉入射，其入射角增大，不可能有光線在ab面上射出，C、D都錯．如圖（2）所示【答案】A題型總結折射（1）遵守折射定律：折射光線與入射光線、法線處在同一平面內，折射光線與入射光線分別位于法線兩側；入射角的正弦與折射角的正弦成正比．即，為入射角，為折射角，為比例常數．（2）在折射現象中，光路是可逆的．（3）折射率：光從真空射入某種介質發生折射時，入射角的正弦與折射角的正弦之比，叫做這種介質的絕對折射率，簡稱折射率，用符號表示．①某種介質的折射率，等于光在真空中的傳播速度與光在該介質中的傳播速度之比，即．②光在不同介質中速度不同，但光在真空中的傳播速度總是大于光在其他介質中的傳播速度，故任何介質的折射率都大于1．③兩種介質相比較，折射率較大的介質叫做光密介質，折射率較小的介質叫做光疏介質．全反射（1）全反射：光從光密介質射入光疏介質，同時發生反射和折射，若使入射角逐漸增大，則折射光越來越弱，入射光越來越強，當入射角增大到某一角度時，折射光完全消失，光線全部被反射回原介質，這種現象稱為全反射，這時的入射角稱為臨界角．（2）發生全反射的條件：光線從光密介質射向光疏介質；入射角大于或等于臨界角．（3）臨界角：光從某種介質射向真空或空氣時，發生全反射的臨界角與介質的折射率的關系為．容易看出，介質的折射率越大，發生全反射的臨界角越小．（4）在運用光的折射定律作光路圖和解決實際問題時，要判斷是否會發生全反射．光從光疏介質射向光密介質時不會發生全反射，光從光密介質射向光疏介質時，要根據入射角與臨界角的大小關系判斷能否發生全反射，只有確定未發生全反射的情況下，才能根據折射定律確定入射角或折射角．（5）全反射棱鏡：橫截面是等腰直角三角形，在光學儀器里，常用來代替平面鏡，改變光的傳播方向．（6）光導纖維①導光原理：光在內芯和外套的界面上發生全反射，光會在光導纖維內沿鋸齒形的路線傳播．②光纜：一束光纖（光導纖維），外面用塑料及其他材料做的保護層包起來，用于激光信號傳輸．專題二、光的波動性專題目標理解并掌握光的干涉、衍射、偏振掌握雙縫干涉、薄膜干涉理解電磁波譜性質與特征，掌握激光的特性專題講練如圖所示是光的雙縫干涉的示意圖，下列說法中正確的是( )①單縫S的作用是為了增加光的強度.②雙縫S1、S2的作用是為了產生兩個頻率相同的線狀光源.③當S1、S2發出兩列光波到P點的路程差為光的波長λ的1.5倍時，產生第二條暗條紋.④當S1、S2發出的兩列光波到P點的路程差為長λ時，產生中央亮條紋.A．①B．①②C．②④D．②③【答案】D在用A、B兩平行狹縫作雙縫干涉實驗的裝置中，屏上P點出現明條紋，那么雙縫A和B到屏上P點的距離之差必為( )A．二分之一光波波長的奇數倍B．一個光波波長的奇數倍C．二分之一光波波長的偶數倍D．二分之一光波波長的整數倍【答案】C兩只普通的白熾燈發出的光相遇時，我們觀察不到干涉條紋，這是因為( )A．兩只燈泡的亮度不同B．燈光的波長太短C．它們是非相干光源D．電燈發出的光不穩定【答案】C分別用橙光和綠光做雙縫干涉實驗(實驗中雙縫間的距離以及縫到屏的距離保持不變)，下列說法正確的是()A．橙光相鄰亮紋的間距比綠光小，因為橙光的頻率比綠光小.B．橙光相鄰亮紋的間距比綠光小，因為橙光的波長比綠光小.C．橙光相鄰亮紋的間距比綠光大，因為橙光的頻率比綠光大.D．橙光相鄰亮紋的間距比綠光大，因為橙光的波長比綠光大.【答案】D在雙縫干涉實驗中，以白光為光源，在屏幕上觀察到了彩色干涉條紋．若在雙縫中的一縫前放一紅色濾光片(只能透過紅光，另一縫前放一綠色濾光片(只能透過綠光)，這時()A．只有紅色和綠色的雙縫干涉條紋，其他顏色的雙縫干涉條紋消失B．紅色和綠色的雙縫干涉條紋消失，其他顏色的干涉條紋依然存在C．任何顏色的雙縫干涉條紋都不存在，但屏上仍有光亮D．屏上無任何光亮【解析】兩列光波發生干涉的條件之一是頻率相同，利用雙縫將一束光分成能夠發生干涉的兩束光，在光屏上形成干涉條紋，但分別用綠濾光片和紅濾光片擋住兩條縫后，紅光和綠光頻率不同，不能發生干涉，因此屏上不會存在雙縫干涉條紋，但紅光和綠光仍可獨立地衍射到屏上并進行疊加而形成的光亮．【答案】C雙縫干涉實驗裝置如圖所示，讓綠光通過單縫S后，投射到具有雙縫的擋板上，雙縫和與單縫S的距離相等，光通過雙縫后在與雙縫平行的屏上形成干涉條紋。屏上O點距雙縫S1和S2的距離相等。P點是距O點最近的第一條亮條紋。如果將入射的單色光換成紅光或藍光，則關于屏上O點及其上方的干涉條紋情況是A．O點是紅光的亮條紋B．紅光的第一條亮條紋在P點的上方C．O點不是藍光的亮條紋D．藍光的第一條亮條紋在P點的上方【答案】AB【解析】因屏上O點到S1、S2縫的距離相等，則各色光在O點均為相干加強點，即為亮條紋，故A項正確，C項錯誤；又因，，故，所以B項正確，D項錯誤雙縫干涉實驗裝置如圖所示，紅光通過單縫S后，投射到具有雙縫的擋板上，雙縫和與單縫S的距離相等，光通過雙縫后在與雙縫平行的屏上形成干涉條紋。則下列說法正確的是（）A．若只減小兩條狹縫S1、S2之間的距離，條紋間距將增大B．若只減小兩條狹縫與屏之間的距離，條紋間距將增大C．若只在兩條狹縫與屏之間插入一塊與屏平行的平板玻璃磚，條紋間距將增大D．若只把用紅光照射改為用綠光照射，條紋間距將增大屏屏PP1S1S2S【答案】A薄膜干涉條紋產生的原因是()A．薄膜內的反射光線和折射光線相互疊加B．同一束光線經薄膜前后兩表面反射回來的光線相互疊加C．入射到薄膜的光線和從薄膜反射回來的光線相互疊加D．明條紋是波峰與波峰疊加而成，暗條紋是波谷與波谷疊加而成【答案】B登山運動員在登雪山時要注意防止紫外線的過度照射，尤其是眼睛更不能長時間被紫外線照射，否則將會嚴重地損壞視力．有人想利用薄膜干涉的原理設計一種能大大減小對眼睛傷害的眼鏡．他選用的薄膜材料的折射率為，所要消除的紫外線的頻率為，那么他設計的這種“增反膜”的厚度至少是多少?【解析】要使從該膜的前后兩個表面反射所形成的光疊加后加強，光程差應該是波長的偶數倍，光程差為膜的厚度的兩倍，故膜的厚度至少是紫外線在膜中波長的．紫外線在真空中的波長，在膜中的波長，所以膜的厚度至少是【答案】關于照相機鏡頭表面的淡紫色薄膜，下面說法中正確的是( )A．它能增加各種入射光的反射效果B．它對增加紫光的透射效果最佳C．其厚度是綠光在空氣中波長的1/4D．其厚度是綠光在薄膜中波長的1/4【答案】D劈尖干涉是一種薄膜干涉，其裝置如圖所示．將一塊平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夾入兩張紙片，從而在兩玻璃表面之間形成一個劈形空氣薄膜．當光垂直入射后，從上往下看到的干涉條紋如圖所示，干涉條紋有如下特點．（1）任意一條明條紋或暗條紋所在位置下面的薄膜厚度相等；（2）任意相鄰明條紋或暗條紋所對應的薄膜厚度差恒定．現若在圖裝置中抽去一張紙片，則當光垂直入射到新劈形空氣薄膜后，從上往下觀察到的干涉條紋()A．變疏 B．變密 C．不變 D．消失【解析】光線在空氣膜的上下表面上反射，并發生干涉，從而形成干涉條紋．設空氣膜頂角為，處為兩相鄰明條紋，如圖所示，則兩處光程差分別為，，，，設條紋間距為，則由幾何關系得，即．當抽去一張紙片減少時，增大．【答案】A在用單色平行光照射單縫觀察衍射現象的實驗中，下列哪些說法是正確的( )A．縫越窄.衍射現象越顯著B．縫越寬，衍射現象越顯著C．照射光的波長越長，衍射現象越顯著D．照射光的頻率越高，衍射現象越顯著【答案】AC如圖所示，表示單縫，表示雙縫，用某單色光分別照射豎直放置的單縫和雙縫，在縫后較遠位置豎直放置的光屏上可以觀察到明暗相間的條紋(圖中陰影表示明條紋)，如圖所示．下列關于縫和條紋間關系的說法中正確的是()A．圖表示單縫衍射條紋，圖表示雙縫干涉條紋B．單縫越寬，越容易觀察到對應的明暗條紋C．雙縫間距離越小，對應條紋間距越大D．照射雙縫的單色光波長越小，對應條紋間距越大【解析】單縫衍射產生的條件是中央明紋最寬，兩側分布著明、暗相間的條紋，則寬度比中央明紋窄，而雙縫干涉條紋是等間距分布在中央明紋兩側且各條紋間距相等，由公式知越小時，越大，越小時，越小．【答案】C在如圖所示圖中，兩幅圖是由單色光分別入射到圓孔而形成的圖像，其中圖是光的_______(填“干涉”或“衍射”)圖像．由此可以判斷出圖所對應的圓孔的孔徑_________(填“大于”或“小于”)圖所對應的圓孔的孔徑．【解析】只有障礙物或孔的尺寸比光波波長小或跟波長相差不多時，才能發生明顯的衍射現象．圖是光的衍射圖樣，由于光波波長很短．約在數量級上，所以圖對應的圓孔徑比圖對應的圓孔徑小，圖的形成可以用光的直線傳播解釋．【答案】衍射小于對于光的偏振，以下認識哪些是止確的( )A．振動方向只在某一個平面內的光是偏振光.B．從電燈等光源直接發出的光本身就是偏振光.C．轉動偏振片去看電燈光.看到透射光亮度無變化.說明透射光不是偏振光.D．光的偏振現象使人們認識到光是一種橫波.【答案】AD如圖，人眼隔著偏振片和看一只電燈泡，一點透射光都看不到，那么，以下說法中哪些正確（）A．使同時轉過，仍然看不到透射光B．單使轉過，看到的光先變亮，再變暗C．單使轉過，看到的光逐漸變亮D．單使燈泡鎢絲轉過，看到的光逐漸變亮【解析】偏振片的作用是只允許一個振動方向的光通過，如果兩個偏振片的透振方向互相垂直，則沒有光能同時通過兩塊偏振片，所以選項A、C正確，選項B錯誤，燈泡鎢絲發光時，不同時刻、不同地點發出的光的振動方向不一定相同，所以轉動燈泡是不起作用的．選項D錯誤．【答案】AC光的偏振現象說明光是橫波．下列現象中不能反映光的偏振特征的是（）A．一束自然光相繼通過兩個偏振片，以光束為軸旋轉其中一個偏振片，透射光的強度發生變化B．一束自然光入射到兩種介質的分界面上，當反射光線與折射光線之間的夾角恰好是時，反射光是偏振光C．日落時分，拍攝水面下的景物，在照相機鏡頭前裝上偏振濾光片可以使景像更清晰D．通過手指間的縫隙觀察日光燈，可以看到彩色條紋【解析】在垂直于傳播方向的平面上，只沿著某個特定的方向振動的光是偏振光，A、B選項反映了光的偏振特性，C是偏振現象的應用，D是光的衍射現象．【答案】D一激光器發光功率為P，發出的激光在折射率為n的介質中波長為λ，c表示光在真空中的速度，h表示普朗克恒量，下列說法中正確的是( )A．該光在真空中的波長為nλB．該光的頻率為c/λC．該激光器在t時間內輻射的光子數為D．該光的頻率為【答案】AD在白熾燈的照射下，能從捏緊的兩塊玻璃板的表面看到彩色條紋;通過兩根并在一起的鉛筆狹縫去觀察發光的白熾燈，也會看到彩色條紋.這兩種現象()A．都是光的衍射現象B．前者是光的色散現象，后者是光的衍射現象C．前者是光的干涉現象，后者是光的衍射現象D．都是光的波動性的表現【解析】前者看到的彩色條紋是不同色光的干涉，而后者看到的彩色條紋是單縫衍射，干涉和衍射都是光的波動性的表現.【答案】CD題型總結干涉（1）雙縫干涉①由同一光源發出的光射到有兩條狹縫的擋板上，這兩條狹縫相距很近，這樣一來，這兩個狹縫就形成了兩個振動情況相同的波源，這兩個波源發出的光在擋板后的空間互相疊加，使得光在一些位置相互加強，在另一些位置相互削弱，在擋板后的屏上得到明暗相間的條紋，這就是雙縫干涉．②屏上某點到雙縫的路程差是波長整數倍處出現亮紋，是半波長的奇數倍處出現暗紋．③相鄰的明條紋（或暗條紋）之間距離與波長、雙縫間距及屏到雙縫距離的關系為，據此可求出光的波長．（2）薄膜干涉：薄膜（如肥皂液薄膜）前后兩面反射的光發生干涉．單色光照射在薄膜上形成明暗相間的條紋，白光照射在薄膜上形成彩色條紋．色散（1）不同顏色的光，波長不同．（2）光的色散：含有多種顏色的光被分解成單色光的現象．（3）薄膜干涉中的色散：肥皂膜的干涉條紋是彩色的；鍍膜鏡頭看起來是有顏色的，鍍膜厚度不同，顏色也不同．（4）折射時的色散：白光經過棱鏡后會發生色散現象．各種色光通過棱鏡后，紅光偏折角度最小，紫光的偏折角度最大．偏折角度不同，表明同一介質對不同色光的折射率不同，對紅光的折射率小，對紫光的折射率大．由此可知，在同一種物質中，不同波長的光波的傳播速度不同，波長越短，波速越慢．衍射（1）衍射：光離開直線路徑繞到障礙物陰影里的現象，如單縫衍射、圓孔衍射．（2）發生明顯衍射的條件：障礙物或孔的尺寸比光的波長小或者跟波長差不多．偏振（1）自然光：太陽、電燈等普通光源發出的光，包括在垂直于傳播方向上沿一切方向振動的光，而且沿各個方向振動的光波的強度都相同，這種光是自然光．（2）偏振光：在垂直于傳播方向的平面上，只沿某個特定方向振動，這種光叫做偏振光．（3）只有橫波才有偏振現象．光的偏振證明光是橫波．自然光通過偏振片后，就得到了偏振光；自然光在玻璃等表面反射時，反射光和折射光都是偏振光．激光：有高度的相干性，平行度很好，亮度高．用于光纖通信、激光測距、醫學等．專題三、光的粒子性與波粒二象性專題目標理解能量量子化、光電效果與康普頓效應理解光是概率波，及光的波粒二象性理解物質波與不確定關系專題講練以下結論，能正確解釋黑體輻射實驗規律的是()A．能量的連續經典理論B．普朗克提出的能量量子化理論C．以上兩種理論體系任何一種都能解釋D．牛頓提出的微粒說【答案】B一般材料的物體，輻射電磁波的情況除與溫度有關外，還與______有關．黑體輻射電磁波的強度按波長的分布只與______有關．【答案】材料的種類及表面狀況溫度以下宏觀概念，哪些是“量子化”的()A．一棵樹苗生長的高度B．從車站開出的汽車行駛過的路程C．人的個數D．燒水時溫度計的示數【答案】C用波長為的紫外線照射鎢的表面，釋放出來的光電子中最大的動能是．由此可知，鎢的極限頻率是（普朗克常量），光速，結果取兩位有效數字）A．B．C．D．【答案】B關于光電效應的規律，下列說法中，不正確的是()A．當某種色光照射金屬表面時，能產生光電效應，則入射光的頻率越大，產生的光電子的最大初動能越大。B．當某種色光照射金屬表面時，能產生光電效應，則入射光的強度越大，單位時間內產生的光電子數越多。C．同一頻率的光照射不同金屬，如果都能產生光電效應，則逸出功大的金屬產生的光電子的最大初動能也越大。D．對于某金屬，入射光波長必須小于某一極限波長，才能產生光電效應。【答案】C當具有能量的光子照射到某金屬表面后，從金屬表面逸出的電子具有最大的初動能是．為了使這種金屬產生光電效應，入射光的最低能量為()A． B． C． D．【答案】B別用波長為和的單色光照射同一金屬板，發出的光電子的最大初動能之比為．以表示普朗克常量，表示真空中的光速，則此金屬板的逸出功為（）A． B． C． D．【解析】由愛因斯坦光電方程，①；②，由題意知，③；由①②③得：，答案為D．【答案】D在做光電效應的實驗時，某金屬被光照射發生了光電效應，實驗測得光電子的最大初動能與入射光的頻率的關系如圖所示，由實驗圖線可求出（）A．該金屬的極限頻率和極限波長B．普朗克常量C．該金屬的逸出功D．單位時間逸出的光電子數【解析】在理解光電效應方程的基礎上，把數學公式與數學函數結合起來．依據光電效應方程可知，當時，，即圖象中橫坐標的截距在數值上等于金屬的極限頻率．圖線的斜率是，可見圖線的斜率在數值上等于普朗克常量．據圖象，假設圖線的延長線與軸的交點為，其截距為，有，而，則，圖象中縱坐標軸的截距在數值上等于金屬的逸出功．【答案】ABC用如圖所示的光電管研究光電效應的實驗中，用某種頻率的單色光照射光電管陰極，電流計的指針發生偏轉．而用另一頻率的單色光照射光電管陰極時，電流計的指針不發生偏轉，那么（）A．光的波長一定大于光的波長B．增加光的強度可能使電流計的指針發生偏轉C．用光照射光電管陰極時通過電流計的電流是由到D．只增加光的強度可使通過電流計的電流增大【解析】由題可知，，故，A錯．光頻率小于截止頻率，只增加光的強度不能產生光電流，B錯．光照射時，逸出電子由向運動，故電流方向由到，C錯．當入射光頻率大于截止頻率時，增加光的強度，光電流增大，D對．【答案】D如圖，當電鍵K斷開時，用光子能量為的一束光照射陰極，發現電流表讀數不為零；合上電鍵，調節滑動變阻器，當電壓表讀數小于時，電流表讀數仍不為零，當電壓表讀數大于或等于時，電流表讀數為零．由此可知陰極材料的逸出功為（）A． B． C． D．【解析】開關閉合后，光電管兩端加的電壓為反向電壓，其作用是阻礙由光電管陰極發射出的光電子向陽極的運動．當電壓為時，電路中恰無電流，說明由陰極發射的具有最大初動能的光電子也恰好不能到達陽極，即具有最大初動能的光電子到達陽極速度恰減為零，即．由愛因斯坦光電效應方程得．【答案】A下列有關光的波粒二象性的說法中，正確的是A．有的光是波，有的光是粒子B．光子與電子是同樣的一種粒子C．光的波長越長，其波動性越顯著；波長越短，其粒子性越顯著D．大量光子的行為往往顯示出粒子性【解析】一切光都具有波粒二象性，光的有些行為(如干涉、衍射、偏振)表現出波動性，有些行為(如光電效應、康普頓效應)表現出粒子性，所以不能說有的光是波，有的光是粒子，而是光具有波粒二象性．波長越長，其波動性越顯著；波長越短，其粒子性越顯著；大量光子表現出波動性，少量光子顯示出粒子性．因此答案為C選項．【答案】C太陽光垂直射到地面上時，地面上接收的太陽光的功率為，其中可見光部分約占，普朗克常量．(結果保留兩位有效數字)（1）假如認為可見光的波長約為，日地間的距離，估算太陽光每秒輻射出的可見光子數為多少？（2）若已知地球的半徑為，估算地球接收的太陽光的總功率．【答案】（1）（2）關于物質波，下列說法中正確的是()A．實物粒子與光子一樣都具有波粒二象性，所以實物粒子與光子是相同本質的物體B．物質波和光波都是概率波C．粒子的動量越大，其波動性越易觀察D．粒子的動量越小，其波動性越易觀察【答案】BD要觀察納米級以下的微小結構，需要利用分辨率比光學顯微鏡更高的電子顯微鏡．有關電子顯微鏡的下列說法，正確的是()A．它是利用了電子物質波的波長比可見光短，因此不容易發生明顯衍射B．它是利用了電子物質波的波長比可見光長，因此不容易發生明顯衍射C．它是利用了電子物質波的波長比可見光短，因此更容易發生明顯衍射D．它是利用了電子物質波的波長比可見光長，因此更容易發生明顯衍射【答案】A關于不確定性關系有以下幾種理解，正確的是()A．微觀粒子的動量不可確定B．微觀粒子的位置不可確定C．微觀粒子的動量和位置不可同時確定D．不確定關系不僅適用于電子和光子等微觀粒子，也適用于宏觀物體【答案】CD專題總結光既具有波動性，又具有粒子性，即光具有波粒二象性．光電效應（1）．（2）用如圖所示的電路研究光電效應中光電流與照射光的關系①存在飽和電流．在光照條件不變的情況下，隨著所加電壓增大，光電流趨于一個飽和值．實驗還表明，入射光越強，飽和電流越大，這說明入射光越強，單位時間內發射的光電子數越多．②存在遏止電壓和截止頻率．施加反向電壓，在光電管兩極間形成使電子減速的電場，使光電流減小到零的反向電壓稱為遏止電壓．設光電子的初速度上限為，則．當入射光的頻率減小到某一數值時，不再產生光電子，則稱為截止頻率或極限頻率．實驗表明，當入射光的頻率低于截止頻率時不能發生光電效應；不同金屬的截止頻率不同．③效應具有瞬時性．光電效應幾乎是瞬時的，即幾乎在光照射到金屬時就產生光電流．（3）愛因斯坦光電效應方程①光子說：光本身是由一個個不可分割的能量子組成的，頻率為的光的能量子為，為普朗克常量，其值為，這些能量子稱光子．②愛因斯坦光電效應方程在光電效應中，金屬中的電子吸收一個光子獲得的能量是，這些能量的一部分用來克服金屬的逸出功，剩下的表現為逸出后電子的初動能，即，式中可見，光電效應的截止頻率；光電子的最大初動能與入射光的強度無關，只隨著入射光頻率的增大而增大．概率波經典物理學概念中的粒子和波經典的粒子：有一定的大小、質量，有的還具有電荷，任意時刻具有確定的位置和速度及時空中確定的軌道．經典的波：具有頻率和波長，具有時空的周期性．在經典物理學中，粒子和波是兩種不同的研究對象，具有非常不同的表現．光波是概率波光子在空間各點出現的概率遵從波動規律，所以光波是概率波．光子的行為服從統計規律．干涉加強處表示光子到達的數目多，從統計的觀點來看，就是光子在該處出現的概率大；干涉減弱處表示光子到達的數目少，也就是光子在該處出現的概率小．這種概率的大小服從波動規律，因此成為概率波．物質波是概率波電子和其他微觀粒子，由于同樣具有波粒二象性，所以與它們相聯系的物質波也是概率波．雙縫干涉圖樣中的明紋處是電子落點概率大的地方，暗紋處是電子落點概率小的地方．不確定性關系微觀粒子的位置和動量不能同時確定，若位置的不確定量減小了，動量的不確定量就會增大；若粒子有確定的動量，其位置就完全不確定．若用△x表示位置的不確定量，用△p表示粒子在x方向上的動量的不確定量，則△x△p>h/4π光譜線狀光譜由一些不連續的亮線組成，是稀薄氣體發光產生的光譜，每種元素的原子只有發出某些特定的譜線（特征譜線），不同元素的明線光譜不同，所以線狀譜又叫原子光譜．吸收光譜連續光譜中某些波長的光被物質吸收后產生的光譜，它是由分布在連續光譜背景上的某些暗線組成的，通常在吸收光譜中看到的特性譜線（暗線）比相應的明線光譜中的明線光譜要少一些．光譜分析由于每種元素都有自己的特征譜線，因此可以根據光譜來鑒別物質和確定它的化學組成，做光譜分析時，可以利用線狀光譜，也可以利用吸收光譜光的電磁說光的干涉和衍射以無可辯駁的事實證明了光是一種波．但它和水波、聲波等機械波一樣嗎？是否也靠彈性介質傳播？這個問題一直困擾著光的波動學說．麥克斯韋根據電磁波與光在真空中的傳播速度相同，提出光在本質上是一種電磁波——這就是光的電磁說，赫茲用實驗證明了光的電磁說的正確性．電磁波譜①波長從大到小排列順序為：無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線．各種電磁波中，除可見光以外，相鄰兩個波段間都有重疊．②產生機理分別是：無線電波是振蕩電路中自由電子的周期性運動產生的；紅外線、可見光、紫外線是原子的外層電子