文档介绍：物理思维与训练 高中（三）
第一讲：光学、原子物理
一、光的本性： 光的波粒二象性（在宏观上，大量光子传播往往表现为波动性；在微观上，个
别光子在与其它物质作用时，往往表现为粒子性。 ）①牛顿：微粒说；②惠更斯：波动说；③麦克斯韦：电磁说；④爱因斯坦：光子说；
1、光学现象：
1）光的直线传播，光的反射现象；
2）光的干涉、衍射现象；
3）光电效应现象；
2、杨氏双缝干涉实验： 相干光源 (频率相同 )；
L
等宽等亮的明暗相间条纹。 x
d
薄膜干涉：
3、光的衍射： 光绕过障碍物（或孔隙）而偏离直线传播的现象。
要观察到明显 的光的衍射现象，障碍物（或孔隙）的尺寸必须比光波的波长小或与它差不多。
．．
1）单缝衍射：中央亮纹较宽，其两侧亮纹的亮度明显递减。
2）圆孔衍射：明暗相间的同心圆环。
3）小圆盘衍射： “泊松亮斑” 。
4、电磁波谱：
麦克斯韦提出光的电磁说，后经赫兹实验证实。
各种电磁波按照频率逐渐 的顺序构成电磁波谱： 无线电波、 红外线、 可见光、 紫外线、
X 射线、 γ 射线。 在真空中有相同的传播速度 c＝× 108m/s。
它们的波长 λ，波速 v，频率 f 的关系服从共同的规律
v＝ λf
红外线最显著的是热作用；紫外线最显著的是化学作用； X 射线有非常强的穿透能力； γ射
线的穿透能力更强。
5、光电效应：
在光的照射下从物体发射出电子的现象叫做光电效应。 发射出的电子叫做光电子。
光电效应的 规律：
（ 1）任何一种金属都有一个极限频率 ν（或极限波长 λ），入射光的频率必须大于这个极限频率，
0 0
才能产生光电效应；
2）光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随着入射光频率的增大而增大；
3）光电子的发射几乎是瞬时的；
4）当入射光的频率大于极限频率时，光电流的强度与入射光的强度成正比。
光电效应规律中的前三条，都无法用经典的波动理论来解释。
爱因斯坦提出 光子说：
在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光子，光子的能量跟它的频
率成正比，即 E＝hν，式中 h 叫做普朗克恒量，
h＝ × 10－34 焦 ·秒。
方程： h
1
mv
2
则极限频率：
W逸
W逸
0
2
h
1
【练 习】
1．（多选） 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）麦克斯韦预言了光是一种电磁波
D ）光具有波粒二象性
2．下列现象中，属于光的干涉现象的是 （ ）
A ）太阳光照射下肥皂泡上的彩色条纹（ B ）雨后天边出现彩虹
C）早晨东方天边出现红色朝霞（ D ）荷叶上的水珠在阳光下出现彩色花纹
3．光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用，下列选项符合实际应用的是