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首页 高中物理知识 全反射，临界角 双缝干涉中决定明暗条纹的条件 光电效应方程 试题正文
  • 多选题
    用同一光电管研究a、b两种单色光产生的光电效应，得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图．则这两种光（　　）
    A．照射该光电管时a光使其逸出的光电子最大初动能大
    B．从同种玻璃射入空气发生全反射时，a光的临界角大
    C．通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻条纹间距大
    D．通过同一玻璃三棱镜时，a光的偏折程度大
    魔方格

    本题信息：2010年天津物理多选题难度一般 来源:未知
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本试题 “用同一光电管研究a、b两种单色光产生的光电效应，得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图．则这两种光（ ） A．照射该光电管时a光使其逸出的光电子最...” 主要考查您对

全反射，临界角

双缝干涉中决定明暗条纹的条件

光电效应方程

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  • 全反射，临界角
  • 双缝干涉中决定明暗条纹的条件
  • 光电效应方程

光密介质与光疏介质:

1.定义:两种介质相比较，折射率较大的介质叫做光密介质，折射率较小的介质叫做光疏介质
2.特点:
(1)光由光疏介质射人光密介质时，折射角小于入射角；光由光密介质射入光疏介质时，折射角大于入射角。
(2)光在光疏介质中的传播速度大于在光密介质中的传播速度。
(3)光密介质与光疏介质是相对而言的。单独一种介质无法确定它是光密介质还是光疏介质

全反射:

1.定义:光从光密介质射人光疏介质时，折射角大于入射角，当入射角增大到某一角度时，折射角达到90。，折射光完全消失，只剩下反射光，这种现象叫做全反射
2.临界角:
①定义：折射角为90。时的入射角叫做全反射的临界角。
②公式：光由折射率为n的介质射入空气 (真空)时，
3.条件:
①光由光密介质射向光疏介质
②入射角等于或大于临界角


全反射的计算方法:

光从一种介质射入另一种介质时一般都要同时发生反射与折射现象，如图所示。当光线从光密介质射向光疏介质时，折射角大于入射角。这样就有可能在入射角还没有增大到90。以前，折射角就已经达到90。，以光从水射人空气为例，当入射角增大到某一数值C 时，折射光线恰好掠过水面，和界面平行，折射角等于90。，再继续增大入射角，光线全部反射回水中，不再有折射光线进入空气中，于是形成光的全反射现象。

当折射角为90。时的入射角C叫做临界角，可见发生全反射的条件是：
①光线从光密介质射入光疏介质。 
②入射角≥临界角(C)，对于临界角有：。 
分析光的全反射、临界角问题的一般思路：
(1)画出恰好发生全反射的光路。
(2)利用几何知识分析边、角关系，找出临界角。
(3)以刚好发生全反射的光线为比较对象来判断光线是否发生全反射，从而画出其他光线的光路图。


物质的密度与光密介质、光疏介质:

光密介质和光疏介质是相对的，是根据介质对同种频率的光的折射率大小来划分的。折射率较小的称为光疏介质，折射率较大的称为光密介质。显然对同一介质来说，当与其对比的介质不同时，它可能属于光密介质，也可能属于光疏介质，如水相对于空气是光密介质，但相对于玻璃就属于光疏介质了，对于某种介质，没有与之相对比的其他介质时，谈论它是光密介质还是光疏介质是无意义的。而物质的密度与介质的折射率之间没有直接的联系，密度大的介质折射率不一定大，如酒精的密度小于水的密度，但酒精的折射率大于水的折射率。但对于同种物质来说，当其密度变大时，通常折射率也变大。如空气，在海边、靠近海平面的空气温度低，密度大，折射率也大，常引起“海市蜃楼”现象；在沙漠，靠近地面的空气温度高，密度小，折射率也小，这正是引起“沙漠蜃景”的原因。


干涉区域内产生的亮、暗纹的条件：
 
1、亮纹：屏上某点到双缝的光程差等于波长的整数倍，即δ=nλ（n=0，1，2，……）；
2、暗纹：屏上某点到双缝的光程差等于半波长的奇数倍，即δ=（n=0，1，2，……）。


判断双缝干涉图样明暗条纹的方法：

在两个光源(双缝)情况完全相同时，若光屏上某点到光源的路程差等于波长的整数倍，则该点出现亮条纹。若光屏上某点到光源的路程差等于半波长的奇数倍，则该点出现暗条纹。
当光源S位于两狭缝的中垂线上时，符合上述条件，可按上述方法判定。如图甲所示，计算路程差若光源S的位置不在两狭缝的中垂线上，则光线经过双缝时的情况就不一定相同，此时计算两相干光到达屏上P点的路程差时就不能单从双缝算起，应从光源s算起，如图乙所示


爱因斯坦光电效应方程：

Ek=hυ-W（Ek是光电子的最大初动能；W是逸出功，即从金属表面直接飞出的光电子克服正电荷引力所做的功。）


光电效应的解法：

(1)对光电效应规律的问题掌握两条线索、明确各概念间的对应关系。
①入射光频率→决定光子能量→决定光电子的最大初动能。
②入射光强度→决定单位时间内接收的光子数→决定单位时间内发射的光电子数。即：

(2)对光电效应方程的应用，在理解光电效应方程的基础上，可以由方程式判定最大初动能的变化，比较逸出功、极限频率等情况，还可从图线的斜率、截距等求解相关问题。


光的强度与光电流强度：

(1)关于光强光强是指单位时间内通过垂直于光的传播方向上单位面积的能量，其计算公式为式中的Ⅳ为单位时间内通过垂直于光的传播方向上单位面积的光子数。同频率的光的强度随Ⅳ的不同而不同。 Ⅳ相同而频率不同的两种光其光的强度也不同。由此可见，光的强度是由光的频率v和光子数N共同决定的。
(2)关于单位时间内的光电子数在产生光电效应的前提下．因为一个电子成为光电子只能吸收一个光子的能量，所以一定频率的光的强度增大，则光电子数增加；不同频率的光，即使光强增大，逸出的光电子数也不一定多。
(3)关于光电流强度光电流强度是指光电流的饱和值(对应从阴极发射出的电子全部被拉向阳极的状态)，因为光电流未达到饱和值前，其大小不仅与入射光的强度有关，还与光电管两极间的电压有关，只有在光电流达到饱和值后才和入射光的强度成正比。在入射光频率不变的情况下，光强正比于单位时间内照射到金属表面上单位面积的光子数，但若换用不同频率的光照射，即使光强相同，从金属表面逸出的光电子数也不相同，形成的光电流也不同。

光电效应的两个图像：

(1)光电子的最大初动能随入射光频率变化而变化的图像如图所示。

依据可知：当即图线在横轴上的截距在数值上等于金属的极限频率。
斜率普朗克常量。
图线在纵轴上的截距在数值上等于金属的逸出功：
(2)光电流随外电压变化而变化的规律
如图所示，纵轴表示光电流，横轴表示阴、阳两极处所加外电压。

当时，光电流恰好为零，此时能求出光电子的最大初动能，即此电压称为遏止电压。
当时，光电流恰达到饱和光电流，此时所有光电子都参与了导电，电流最大为


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