本试题 “不定项选择如图所示,一细束白光通过三棱镜折射后分为各种单色光,取其中a、b、c三种色光,并同时做如下实验:①让这三种单色光分别通过同一双缝干涉实验装置...” 主要考查您对光的色散
双缝干涉中计算波长的公式
光电效应实验规律
粒子的波动性,德布罗意波
等考点的理解。关于这些考点您可以点击下面的选项卡查看详细档案。
光的颜色:
(1)不同颜色的光,频率不同,在同种介质中传播时波长不同,波速不同
(2)光的颜色与频率有关,当光由一种介质进入另一种介质时频率不变,故颜色不变
光的色散:
1.概念:含有多种颜色的光被分解为单色光的现象叫做光的色散
2.光谱:含有多种颜色的光被分解后,各种色光按其波长的有序排列,就是光谱
3.双缝干涉中的色散:
①由可知,对于不同波长的光,在屏上同一点相遇时不都是加强的,再由
知不同波长的光形成的干涉条纹宽度是不同的。
②在用白光做双缝干涉实验时,中央的是白色亮纹,但两侧出现的是彩色条纹,即发生了色散
4.薄膜干涉中的色散:
①在光的薄膜干涉中,前后表面反射光的路程差由膜的厚度决定,所以薄膜干涉中同一亮纹或同一暗纹出现在膜的厚度相同的地方。
②肥皂泡的厚度并不均匀,不同波长的光,也就是不同颜色的光,从肥皂泡的内外表面反射后,在不同的位置相互加强,所以肥皂泡看起来是彩色的
5.单缝衍射中的色散:
在单缝衍射中,形成的衍射条纹的宽度与狭缝宽度、入射光波波长都有关系,在装置不变时,入射光波波长越长,形成的衍射条纹越宽。因此白光入射时,各种单色光形成的衍射条纹宽度各不相同,就会出现彩色的条纹,发生色散
6.折射中的色散:
①
②棱镜使光发生色散的原因是不同频率的光对同种介质的折射率不同,通过棱镜的偏折程度不同。同种材料对紫光的折射率最大,对红光的折射率最小
7.色散的意义:表明白光是由各种单色光组成的复色光
涉及色散的综合问题的解法:
无论题目中是以折射中的色散为背景,还是以干涉、衍射中的色散为背景,都需要首先从给定的现象中判定出不同单色光的波长关系(或频率天系),然后再结合来判定单色光的传播速度、临界角、干涉条纹宽度、光子能量等问题。其中关键的一点还有需熟记单色光的波长与折射率(或波速)的定性关系。
制约劈尖干涉条纹间距的因素:
劈尖干涉是一种薄膜干涉,其装置如图甲所示,将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上,在一端夹入一极薄的垫片,从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜。当光垂直入射后,从上往下看到的干涉条纹如图乙所示。干涉条纹有如下特点:
(1)任意一条亮条纹或暗条纹所在位置对应的薄膜厚度相等;
(2)任意相邻亮奈纹和暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定。
光线在空气膜的上、下表面上反射,并发生干涉,从而形成干涉条纹。设空气膜顶角为处为两相邻条纹,如图所示,则两处路程差分别为
因为
所以
设条纹间距为
则由几何关系得
即
在
角很小时,有
,则
可以看出,劈尖干涉中条纹宽度取决于入射光波的波长和劈尖顶角大小
知识扩展:
为什么电子不能一次吸收多个光子而发生光电效应
由于电子非常小,能够捕获光子的几率就非常小,而同时捕获两个光子的几率就更小,有人计算过,一个电子同时捕获两个光子的几率大约为10-34。故可认为一个电子一次只能吸收一个光子。
那么电子为什么不能吸收一个光子后再吸收一个光子从而积累够发生光电效应所需的能量呢?因电子吸收光子的能量后,立即就发生剧烈的热运动,把获得的能量迅速向周围传递开去。到捕获到下一个光子时,原获得的能量早就消耗完了。而在原获得的能量消耗完之前另捕获一个光子,就要求捕获两光子的时间间隔极短。而在极短时间内捕获第二个光子的几率与同时捕获两个光子的几率差别不大(严格说此几率的大小与时间间隔长短有关,时间间隔越长,捕获两个光子的几率就越大,但此时间间隔要求极短)。
物质波:
经典粒子与经典波 | 经典粒子:任意时刻的确定的位置和速度以及时空中的确定的轨道,是经典物理学中粒子运动的基本特征 |
经典波:具有波长和频率,即在空间与时间上具有周期性 | |
物质波 | 德布罗意认为,任何一个运动着的物体,都有一种波与之相伴随,其波长![]() |
概率波 | 在现代物理中,微观粒子的运动不具有确定的位置和动量,没有轨迹的慨念。某时刻粒子在空间任一点都有可能出现,只是在不同位置出现的概率不同。粒子在空间出现的概率遵从波动规律,这种感觉波就成为概率波 |
不确定关系 | 利用数学方法对微观粒子的运动进行分析可以知道,如果以缸表示粒子位置的不确定量,以 △P表示粒子在x方向上的动量的不确定量,那么![]() |
备注 | (1)宏观物体观察不到其波动性的原因是其波长太短,波动性太弱 (2)物质波是概率波 (3)光波也是概率波 (4)对于光,先有波动理论(v和λ),其后在量子理论中引入了光子的能量E和动量p来补充它的粒子性。对于实物粒子,则先有粒子概念(E和p),再引用德布罗意波的概念来补充它的波动性 |
与“不定项选择如图所示,一细束白光通过三棱镜折射后分为各种单...”考查相似的试题有: