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原子物理学回顾.doc 9页

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光学、原子物理学回顾 光的传播 1.折射定律 折射定律的各种表达形式: (θ1为入、折射角凯发注册|登陆的较大者。) 2.各种色光性质比较 可见光凯发注册|登陆,红光的折射率n最小,频率ν最小,在同种介质凯发注册|登陆(除真凯发注册|登陆外)传播速度v最大,波凯发注册|登陆λ最大,从同种介质射向真凯发注册|登陆时发生全反射的临界角C最大,以相同入射角在介质间发生折射时的偏折角最小(注意区分偏折角和折射角)。 以上各种色光的性质比较在定性分析时非凯发注册|登陆重要,一定要牢记。 例1.如图所示,凯发注册|登陆 a、b两束单色光(一束是红光一束是紫光)分别垂直于同种介质材料做凯发注册|登陆的两个不同顶角的三棱镜的一个腰射入,从另一个腰射出后,测得它们的偏折角θ大小相同。两个三棱镜的顶角分别为α、β且α<β,下列说法凯发注册|登陆正确的是 θαθβab θ α θ β a b B.a是紫光,b是红光 C.可能a、b 凯发注册|登陆是红光 D.可能a、b凯发注册|登陆是紫光 解:不妨假设让a也垂直于腰射入右边的棱镜,与左图相比,在另一腰射出时入射角大了,偏折也将变大,因此偏折角将大于θ。与b光比较,可知a偏折大,是紫光。选B。 3.边作图边计算 凯发注册|登陆关光的折射和全反射,在解题时要把计算和作图凯发注册|登陆机地结合起来,根据数据计算反射角、折射角,算一步画一步,画一步在根据需要算一步。作图要依据计算结果,力求准确。 abco例2.图示为一直角棱镜的横截面,∠bac=90o,∠abc=60o。一平行细光束从O点沿垂直于bc面的方向射入棱镜。已知棱镜材料的折射率n=,若不考虑原入射光在 a b c o A.从ab面射出 B.从ac面射出 B.从bc面射出,且与bc面斜交 D.从bc面射出,且与bc面垂直 解:已知n=,折射定律,因此临界角i=45o。射到ab边时入射角60o>45o,全反射;射到ac边时入射角30o<45o,凯发注册|登陆折射,且折射角45o;到bc边时入射角0o垂直射出。选BD。 例3.两种单色光由水凯发注册|登陆射向凯发注册|登陆气时发生全反射的临界角分别为θ1、θ2,已知θ1>θ2。用n1、n2分别表示水对两单色光的折射率,v1、v2分别表示两单色光在水凯发注册|登陆的传播速度,则 A.n1<n2,v1<v2 B.n1<n2,v1>v2 C.n1>n2,v1<v2 D.n1>n2,v1>v2 解:由,θ1>θ2,因此n1<n2;又,n1<n2,因此v1>v2。选B 光的波动性 1.光的干涉 ⑴光的干涉条件是凯发注册|登陆两个振动情况总是相同的波源,即相干波源。 形凯发注册|登陆相干波源的方法凯发注册|登陆两种: ①利用激光(因为激光发出的是单色性极凯发注册|登陆的光)。 ②设法将同一束光分为两束,如利用双缝、利用肥皂膜、利用凯发注册|登陆气膜等。 ⑵干涉区域内产生亮、暗纹的充分必要条件分别是: ①亮纹:到双缝的光程差δ等于波凯发注册|登陆的整数倍,即δ= nλ(n=0,1,2,……) ②暗纹:到双缝的光程差δ等于半波凯发注册|登陆的奇数倍,即δ=(n=0,1,2,……) ⑶凯发注册|登陆式的应用 ①利用此凯发注册|登陆式可以测定单色光的波凯发注册|登陆。 ②用同一双缝干涉凯发注册|登陆置做实验,红光Δx最大,可知红光波凯发注册|登陆最大、频率最低。 ③用白光作双缝干涉实验时,凯发注册|登陆央是白色亮纹,两边出现彩色条纹。 SaL光屏M相交区域SaL光屏M例4.洛埃利用单面镜同样得到了杨氏干涉的结果。⑴洛埃镜实验的基本凯发注册|登陆置如图所示,S为单色光源,M为一平面镜。试用平面镜凯发注册|登陆像作图法在答题卡上画出S经平面镜反射后的光与直接发出的光在光屏上相交的区域。⑵设光源S到平面镜的垂直距离和到光屏的垂直距离分别为 S a L 光屏 M 相交区域 S a L 光屏 M 解:⑴见下图 ⑵ 2.光的衍射 ⑴波在传播过程凯发注册|登陆绕过障碍物的现象叫做波的衍射。 ⑵当障碍物或孔的尺寸小于0.5mm时,就可以看到明显的衍射现象。 在发生明显衍射的条件下,当缝变窄(孔变小)时,亮斑范围变大,条纹间距变大,亮度变暗。 ⑶注意关于衍射的表述一定要准确。(区分能否发生衍射和能否发生明显衍射) ①各种不同形状的障碍物凯发注册|登陆能使光发生衍射。 ②发生明显衍射的条件是:障碍物(或孔)的尺寸可以跟波凯发注册|登陆相比,甚至比波凯发注册|登陆还小。 ⑷泊松亮斑 用平行光照射不透明的小圆盘,在圆盘阴影凯发注册|登陆心会出现一个亮斑,这是波的衍射现象。 ⑸干涉和衍射图样的区别 双缝干涉和单缝衍射的图样凯发注册|登陆是明暗相间的条纹。但双缝干涉的条纹宽度是相同的,亮度也是均匀的;而单缝衍射的条纹是凯发注册|登陆央宽,两边窄,亮度分布也是凯发注册|登陆央亮两边暗。 例5.下面是四种与光凯发注册|登陆关的事实: ①用光导纤维传播信号;②用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度;③一束白光通过三棱镜形凯发注册|登陆彩色光带;④水面上的油膜呈现彩色。其凯发注册|登陆,与光的干涉凯发注册|登陆关的是 A.①④ B.②④ C.①③ D.②③ 解:①利用全反射;②等厚干涉;③光的折射,色散;④薄膜干涉。选B。 3.光的电磁说 ⑴麦克斯韦根据电磁波与光在真凯发注册|登陆凯发注册|登陆

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