考纲要求三年考情热点考向考点要求2007年2008年2009年光的本性学说的发展简史Ⅰ江苏物理(T3·选择)上海物理(T8·选择)四川理综(T19·选择)天津理综(T14·选择)全国理综Ⅱ(T17·选择)天津理综(T16·选择)北京理综(T13·选择)上海物理(T16·选择)上海物理(T12·选择)北京卷(T21·实验)天津卷(T7·选择)福建卷(T13·选择)就近几年高考试卷看,光的波动内容高考命题频率也较高.对光的波动性进行考查,主要是以干涉和衍射以及电磁波谱知识为要点,多以选择题的形式出现.光的干涉现象,双缝干涉、薄膜干涉、双缝干涉的条纹间距与波长的关系Ⅰ光的衍射Ⅰ光的偏振现象Ⅰ红外线、紫外线、X射线、γ射线以及它们的应用、光的电磁本性、电磁波谱Ⅰ激光的特性及其应用Ⅰ实验:用双缝干涉测光的波长光的波动性1.牛顿认为光是高速粒子流,即微粒说2.杨氏实验说明光具有波动性3.麦克斯韦的电磁说麦克斯韦根据电磁波与光在真空中的相同,提出光在本质上是一种电磁波,用实验证明了光的电磁说的正确性.4.爱因斯坦的光子说:认为光的传播是一份一份的,每一份叫一个,其能量与它的频率成正比,即E=.光子说能成功地解释光电效应现象.5.德布罗意的波粒二象性学说:认为光既有性,又有性.个别光子表现为性,大量光子的行为表现为性;频率大的光子性明显,而频率小的光子性明显.传播速度赫兹光子粒子波动粒子波动粒子波动hν1.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.光具有波粒二象性解析:牛顿的“微粒说”认为光是一种物质微粒,是宏观上的粒子;爱因斯坦的光子说认为光是一份一份的,每一份是一个光子,它是从微观上来说明光子的,故A错;光的干涉和衍射证明光是一种波,那时人们习惯以机械波的模型去认识光波,到19世纪60年代,麦克斯韦预言了光是一种电磁波,到20世纪初期,光电效应现象证明光具有粒子性,由此人们认识到光具有波粒二象性.答案:BCD1.双缝干涉(1)干涉现象两列光波在空间相遇时发生叠加,在某些区域总加强,在另外一些区域总减弱,从而出现的现象叫光的干涉现象.(2)产生干涉的条件两个振动情况总是的波源叫相干波源,只有发出的光互相叠加,才能产生干涉现象,在屏上出现稳定的亮暗相间的条纹.亮暗相间的条纹相同相干波源2.双缝干涉实验规律(1)双缝S1、S2之间距离为d,双缝到屏间的距离为L,屏上一点P到双缝距离分别为r1和r2,由图可以知双缝S1和S2到屏上P的路程差为δ(光程差).①若光程差δ是波长λ的整数倍,即δ=nλ(n=0,1,2,3,…),P点将出现亮纹,如图15-1-1甲所示.②若光程差δ是半波长的奇数倍,即δ=(n=0,1,2,3…),P点将出现暗条纹,如图15-1-1乙所示.(2)关于公式Δx=λ的讨论①相邻亮纹或暗纹的间距Δx与双缝到屏的距离L成正比,与两狭缝之间的距离d成反比.②条纹间距与缝本身的宽度无关.③条纹间距与光的波长λ成正比.不同颜色的光的波长不同,所以不同色光条纹间距不同.3.薄膜干涉(1)当光照在薄膜上时,从膜的前后表面各反射回一列光波,这两列波即是频率相同的相干光波,由于薄膜的厚度不同,这两列光波的路程差不同.当路程差为光波波长的整数倍时,则为波峰与波峰相遇或波谷与波谷相遇,使光波的振动加强,形成亮条纹;当光波的路程差为半波长的奇数倍时,则波峰与波谷相遇,光波的振动减弱,形成暗条纹.(2)相干光为薄膜前后两个界面的反射光.(3)图样特点:若单色光入射,出现亮暗相间的条纹(薄膜厚度相等的地方对应同一级条纹);若白光入射,出现彩色条纹,在同一级条纹中,从紫色到红色对应的薄膜厚度从薄到厚.如图15-1-2所示为双缝干涉的实验装置,绿光通过单缝S后,照射到具有双缝的挡板上,双缝S1和S2到单缝的距离相等,光通过双缝后在与双缝平行的光屏上形成干涉条纹.屏上O点距双缝S1、S2的距离相等,P点在距O点最近的第一条亮纹的中心线上,如果将入射的单色光分别换成红光和蓝光,下列说法正确的是()A.O点在红光的亮条纹中心线上B.O点不在蓝光的亮条纹中心线上C.红光的第一条亮条纹中心线在P点的上方D.蓝光的第一条亮条纹中心线在P点的上方答案:AC1.光的衍射现象光在遇到时,偏离直线传播方向而照射到的现象叫做光的衍射.2.光发生明显衍射现象的条件当孔或障碍物的尺寸比光波波长,或者跟波长时,光才能发生明显的衍射现象.障碍物阴影区域差不多小3.各种衍射图样(1)单缝衍射:中央为,两侧有明暗相间的条纹,但间距和亮度不同.白光衍射时,中央仍为白光,最靠近中央的是,最远离中央的是.(2)圆孔衍射:明暗相间的不等距.(3)泊松亮斑:光照射到一个的圆板后,在圆板的阴影中心出现的亮斑,这是光能发生衍射的有力证据之一.亮条纹紫光红光圆环半径很小两种现象比较项目单缝衍射双缝干涉不同点条纹宽度条纹宽度不等,中央最宽条纹宽度相等条纹间距各相邻条纹间距不等各相邻条纹等间距亮度中央条纹最亮,两边变暗清晰条纹,亮度基本相等相同点干涉、衍射都是波特有的现象,属于波的叠加;干涉、衍射都有明暗相间的条纹3.衍射与干涉的比较