考綱要求三年考情熱點(diǎn)考向考點(diǎn)要求2007年2008年2009年光的本性學(xué)說的發(fā)展簡史Ⅰ江蘇物理(T3·選擇)上海物理(T8·選擇)四川理綜(T19·選擇)天津理綜(T14·選擇)全國理綜Ⅱ(T17·選擇)天津理綜(T16·選擇)北京理綜(T13·選擇)上海物理(T16·選擇)上海物理(T12·選擇)北京卷(T21·實(shí)驗(yàn))天津卷(T7·選擇)福建卷(T13·選擇)就近幾年高考試卷看，光的波動內(nèi)容高考命題頻率也較高．對光的波動性進(jìn)行考查，主要是以干涉和衍射以及電磁波譜知識為要點(diǎn)，多以選擇題的形式出現(xiàn).光的干涉現(xiàn)象，雙縫干涉、薄膜干涉、雙縫干涉的條紋間距與波長的關(guān)系Ⅰ光的衍射Ⅰ光的偏振現(xiàn)象Ⅰ紅外線、紫外線、X射線、γ射線以及它們的應(yīng)用、光的電磁本性、電磁波譜Ⅰ激光的特性及其應(yīng)用Ⅰ實(shí)驗(yàn)：用雙縫干涉測光的波長第十五章光的波動性第1課時光的波動性第一頁，編輯于星期一：十三點(diǎn)五十六分。第一頁，編輯于星期四：二十點(diǎn)三十一分。1．牛頓的微粒說：認(rèn)為光是高速

，它能解釋光的直射現(xiàn)象和光的反射現(xiàn)象．2．惠更斯的波動說：認(rèn)為光是某種

，以波的形式向周圍傳播．它能解釋光的干涉和衍射現(xiàn)象．粒子流振動第二頁，編輯于星期一：十三點(diǎn)五十六分。第二頁，編輯于星期四：二十點(diǎn)三十一分。3．麥克斯韋的電磁說 麥克斯韋根據(jù)電磁波與光在真空中的

相同，提出光在本質(zhì)上是一種電磁波，

用實(shí)驗(yàn)證明了光的電磁說的正確性．4．愛因斯坦的光子說：認(rèn)為光的傳播是一份一份的，每一份叫一個

，其能量與它的頻率成正比，即E＝

.光子說能成功地解釋光電效應(yīng)現(xiàn)象．5．德布羅意的波粒二象性學(xué)說：認(rèn)為光既有

性，又有

性．個別光子表現(xiàn)為

性，大量光子的行為表現(xiàn)為

性；頻率大的光子

性明顯，而頻率小的光子

性明顯．傳播速度赫茲光子粒子波動粒子波動粒子波動hν第三頁，編輯于星期一：十三點(diǎn)五十六分。第三頁，編輯于星期四：二十點(diǎn)三十一分。1．人類對光的本性的認(rèn)識經(jīng)歷了曲折的過程．下列關(guān)于光的本性的陳述符合科學(xué)規(guī)律或歷史事實(shí)的是() A．牛頓的“微粒說”與愛因斯坦的“光子說”本質(zhì)上是一樣的 B．光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)顯示了光具有波動性 C．麥克斯韋預(yù)言了光是一種電磁波 D．光具有波粒二象性第四頁，編輯于星期一：十三點(diǎn)五十六分。第四頁，編輯于星期四：二十點(diǎn)三十一分。解析：牛頓的“微粒說”認(rèn)為光是一種物質(zhì)微粒，是宏觀上的粒子；愛因斯坦的光子說認(rèn)為光是一份一份的，每一份是一個光子，它是從微觀上來說明光子的，故A錯；光的干涉和衍射證明光是一種波，那時人們習(xí)慣以機(jī)械波的模型去認(rèn)識光波，到19世紀(jì)60年代，麥克斯韋預(yù)言了光是一種電磁波，到20世紀(jì)初期，光電效應(yīng)現(xiàn)象證明光具有粒子性，由此人們認(rèn)識到光具有波粒二象性．答案：BCD第五頁，編輯于星期一：十三點(diǎn)五十六分。第五頁，編輯于星期四：二十點(diǎn)三十一分。1．雙縫干涉 (1)干涉現(xiàn)象

兩列光波在空間相遇時發(fā)生疊加，在某些區(qū)域總加強(qiáng)，在另外一些區(qū)域總減弱，從而出現(xiàn)

的現(xiàn)象叫光的干涉現(xiàn)象． (2)產(chǎn)生干涉的條件 兩個振動情況總是

的波源叫相干波源，只有

發(fā)出的光互相疊加，才能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，在屏上出現(xiàn)穩(wěn)定的亮暗相間的條紋．亮暗相間的條紋相同相干波源第六頁，編輯于星期一：十三點(diǎn)五十六分。第六頁，編輯于星期四：二十點(diǎn)三十一分。2．薄膜干涉 (1)薄膜干涉的成因 由薄膜的

反射的兩列光波疊加而成．劈形薄膜干涉可產(chǎn)生

的條紋． (2)雙縫干涉圖樣特點(diǎn)：單色光干涉圖樣的中央為

，往兩邊是亮暗相間且間距相等的條紋．白光干涉圖樣的中央亮紋是白色，中央白光邊緣呈彩色．前、后表面平行相間亮條紋第七頁，編輯于星期一：十三點(diǎn)五十六分。第七頁，編輯于星期四：二十點(diǎn)三十一分。1．雙縫干涉實(shí)驗(yàn)規(guī)律 (1)雙縫S1、S2之間距離為d，雙縫到屏間的距離為L，屏上一點(diǎn)P到雙縫距離分別為r1和r2，由圖可以知雙縫S1和S2到屏上P的路程差為δ(光程差)． ①若光程差δ是波長λ的整數(shù)倍，即 δ＝nλ(n＝0,1,2,3，…)，P點(diǎn)將出現(xiàn)亮紋，如圖15－1－1甲所示． ②若光程差δ是半波長的奇數(shù)倍，即δ＝(n＝0,1,2,3…)，P點(diǎn)將出現(xiàn)暗條紋，如圖15－1－1乙所示． 第八頁，編輯于星期一：十三點(diǎn)五十六分。第八頁，編輯于星期四：二十點(diǎn)三十一分。(2)關(guān)于公式Δx＝λ的討論①相鄰亮紋或暗紋的間距Δx與雙縫到屏的距離L成正比，與兩狹縫之間的距離d成反比．②條紋間距與縫本身的寬度無關(guān)．③條紋間距與光的波長λ成正比．不同顏色的光的波長不同，所以不同色光條紋間距不同．第九頁，編輯于星期一：十三點(diǎn)五十六分。第九頁，編輯于星期四：二十點(diǎn)三十一分。2．薄膜干涉 (1)當(dāng)光照在薄膜上時，從膜的前后表面各反射回一列光波，這兩列波即是頻率相同的相干光波，由于薄膜的厚度不同，這兩列光波的路程差不同．當(dāng)路程差為光波波長的整數(shù)倍時，則為波峰與波峰相遇或波谷與波谷相遇，使光波的振動加強(qiáng)，形成亮條紋；當(dāng)光波的路程差為半波長的奇數(shù)倍時，則波峰與波谷相遇，光波的振動減弱，形成暗條紋．(2)相干光為薄膜前后兩個界面的反射光．(3)圖樣特點(diǎn)：若單色光入射，出現(xiàn)亮暗相間的條紋(薄膜厚度相等的地方對應(yīng)同一級條紋)；若白光入射，出現(xiàn)彩色條紋，在同一級條紋中，從紫色到紅色對應(yīng)的薄膜厚度從薄到厚．第十頁，編輯于星期一：十三點(diǎn)五十六分。第十頁，編輯于星期四：二十點(diǎn)三十一分。2．如圖15－1－2所示為雙縫干涉的實(shí)驗(yàn)裝置，綠光通過單縫S后，照射到具有雙縫的擋板上，雙縫S1和S2到單縫的距離相等，光通過雙縫后在與雙縫平行的光屏上形成干涉條紋．屏上O點(diǎn)距雙縫S1、S2的距離相等，P點(diǎn)在距O點(diǎn)最近的第一條亮紋的中心線上，如果將入射的單色光分別換成紅光和藍(lán)光，下列說法正確的是()第十一頁，編輯于星期一：十三點(diǎn)五十六分。第十一頁，編輯于星期四：二十點(diǎn)三十一分。A．O點(diǎn)在紅光的亮條紋中心線上B．O點(diǎn)不在藍(lán)光的亮條紋中心線上C．紅光的第一條亮條紋中心線在P點(diǎn)的上方D．藍(lán)光的第一條亮條紋中心線在P點(diǎn)的上方答案：AC第十二頁，編輯于星期一：十三點(diǎn)五十六分。第十二頁，編輯于星期四：二十點(diǎn)三十一分。1．光的衍射現(xiàn)象

光在遇到

時，偏離直線傳播方向而照射到

的現(xiàn)象叫做 光的衍射．2．光發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件

當(dāng)孔或障礙物的尺寸比光波波長

，或者跟波長

時，光才能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象．障礙物陰影區(qū)域差不多小第十三頁，編輯于星期一：十三點(diǎn)五十六分。第十三頁，編輯于星期四：二十點(diǎn)三十一分。3．各種衍射圖樣 (1)單縫衍射：中央為

，兩側(cè)有明暗相間的條紋，但間距和亮度不同．白光衍射時，中央仍為白光，最靠近中央的是

，最遠(yuǎn)離中央的是

． (2)圓孔衍射：明暗相間的不等距

． (3)泊松亮斑：光照射到一個

的圓板后，在圓板的陰影中心出現(xiàn)的亮斑，這是光能發(fā)生衍射的有力證據(jù)之一．亮條紋紫光紅光圓環(huán)半徑很小第十四頁，編輯于星期一：十三點(diǎn)五十六分。第十四頁，編輯于星期四：二十點(diǎn)三十一分。光的干涉和光的衍射的關(guān)系1．光的干涉和光的衍射都是光波疊加的結(jié)果，只是干涉條紋是通過雙縫的兩束相干光的疊加，而衍射是通過單縫或三縫及更多縫的光相遇時疊加的結(jié)果．在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，光在通過其中的每個狹縫時，都會先發(fā)生衍射，而后衍射的光相遇再發(fā)生干涉．因此，干涉中也有衍射．2．衍射與干涉的圖樣比較第十五頁，編輯于星期一：十三點(diǎn)五十六分。第十五頁，編輯于星期四：二十點(diǎn)三十一分。兩種現(xiàn)象比較項(xiàng)目單縫衍射雙縫干涉不同點(diǎn)條紋寬度條紋寬度不等，中央最寬條紋寬度相等條紋間距各相鄰條紋間距不等各相鄰條紋等間距亮度中央條紋最亮，兩邊變暗清晰條紋，亮度基本相等相同點(diǎn)干涉、衍射都是波特有的現(xiàn)象，屬于波的疊加；干涉、衍射都有明暗相間的條紋第十六頁，編輯于星期一：十三點(diǎn)五十六分。第十六頁，編輯于星期四：二十點(diǎn)三十一分。3．某研究性學(xué)習(xí)小組用激光束照射圓孔和不透明圓板后，分別得到如圖15－1－3甲、乙所示的衍射圖樣．據(jù)此可以判斷出() A．甲是光線射到圓孔后的衍射圖樣，乙是光線射到圓板后的衍射圖樣 B．乙是光線射到圓孔后的衍射圖樣，甲是光線射到圓板后的衍射圖樣 C．甲、乙都是光線射到圓孔后的衍射圖樣，甲孔的直徑較大 D．甲、乙都是光線射到圓板后的衍射圖樣，乙板的直徑較大 答案：A第十七頁，編輯于星期一：十三點(diǎn)五十六分。第十七頁，編輯于星期四：二十點(diǎn)三十一分。1．光的本質(zhì) (1)麥克斯韋提出光在本質(zhì)上是一種

，電磁波與光在真空中傳播速度都是

. (2)

用實(shí)驗(yàn)證明了光的電磁說的正確性．2．電磁波譜

電磁波按波長由大到小的順序排列為無線電波、

、可見光、

、X射線、γ射線．電磁波3×108m/s赫茲紅外線紫外線第十八頁，編輯于星期一：十三點(diǎn)五十六分。第十八頁，編輯于星期四：二十點(diǎn)三十一分。不同電磁波的產(chǎn)生機(jī)理和主要特征及應(yīng)用電磁波及規(guī)律無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線(倫琴射線)、γ射線1．它們的頻率：小―→大2．它們的波長：大―→小3．在同種介質(zhì)中的傳播速度：大小不同電磁波譜的產(chǎn)生機(jī)理1.無線電波：LC振蕩電路中自由電子的周期性運(yùn)動產(chǎn)生2．紅外線、可見光、紫外線：原子的外層電子受激發(fā)產(chǎn)生3．X射線(倫琴射線)：原子的內(nèi)層電子受激發(fā)產(chǎn)生4．γ射線：原子核受激發(fā)后產(chǎn)生不同電磁波的特性及應(yīng)用1.因?yàn)闊o線電波的波長較長，易發(fā)生干涉、衍射現(xiàn)象2．紅外線有顯著的熱作用、紅外線遙感技術(shù)3．可見光引起視覺作用、感光作用4．紫外線的主要作用是熒光作用、使人體合成維生素D、殺菌消毒5．倫琴射線的穿透作用很大，γ射線的穿透作用更大第十九頁，編輯于星期一：十三點(diǎn)五十六分。第十九頁，編輯于星期四：二十點(diǎn)三十一分。4．關(guān)于電磁波，下列說法中哪些是正確的()A．電磁波中最容易表現(xiàn)出干涉、衍射現(xiàn)象的是無線電波B．無線電波、紅外線、可見光、紫外線是原子外層電子受激發(fā)后產(chǎn)生的C．γ射線是原子內(nèi)層電子受激發(fā)后產(chǎn)生的D．紅外線的波長比紅光波長長，它的顯著作用是熱效應(yīng)答案：AD第二十頁，編輯于星期一：十三點(diǎn)五十六分。第二十頁，編輯于星期四：二十點(diǎn)三十一分。5．無線電波、紅外線、可見光、紫外線、倫琴射線、γ射線合起來構(gòu)成了范圍非常廣闊的電磁波譜．不同的電磁波產(chǎn)生的機(jī)理不同，表現(xiàn)出的特性也不同．在應(yīng)用電磁波的特性時，下列各項(xiàng)不符合實(shí)際的是() A．化學(xué)反應(yīng)時可以用紅外線照射的辦法，提高化學(xué)反應(yīng)的速率 B．用紫外線照射馬鈴薯，可以防止馬鈴薯發(fā)芽，利于長期保存 C．對植物種子進(jìn)行一定量的X射線照射，可引起人工誘發(fā)基因突變，達(dá)到改良品種的目的 D．用γ射線處理醫(yī)院排放的污水，可殺死病原體，使環(huán)境免受污染解析：利用γ射線的高能量，方可引起人工誘發(fā)基因突變，故C不符合實(shí)際．答案：C第二十一頁，編輯于星期一：十三點(diǎn)五十六分。第二十一頁，編輯于星期四：二十點(diǎn)三十一分。1．光的偏振(1)自然光：沿著各個方向振動的光波強(qiáng)度都

．(2)偏振光：自然光通過偏振片后，只沿

振動的光．(3)光的干涉、衍射現(xiàn)象說明了光的

．光的偏振現(xiàn)象說明了光是一種

．相同某一方向波動性橫波第二十二頁，編輯于星期一：十三點(diǎn)五十六分。第二十二頁，編輯于星期四：二十點(diǎn)三十一分。2．激光 (1)產(chǎn)生：原子發(fā)生

時，發(fā)出的光子的頻率、發(fā)射方向等，都跟入射光子

，如果這樣的光子在介質(zhì)中傳播時，再引起其他原子發(fā)生

，就會產(chǎn)生越來越多的頻率和發(fā)射方向都

的光子，使光得到

，這就是激光．受激輻射完全一樣受激輻射加強(qiáng)相同(2)特點(diǎn)①激光是人工產(chǎn)生的

光．②激光的

非常好．③激光亮度

，

．相干平行度高能量大第二十三頁，編輯于星期一：十三點(diǎn)五十六分。第二十三頁，編輯于星期四：二十點(diǎn)三十一分。1．偏振光的產(chǎn)生方式 (1)自然光通過起偏器：通過兩個共軸的偏振片觀察自然光，第一個偏振片的作用是把自然光變成偏振光，叫起偏器．第二個偏振片的作用是檢驗(yàn)光是否為偏振光，叫檢偏器． (2)自然光射到兩種介質(zhì)的交界面上，如果光入射的方向合適，使反射光和折射光之間的夾角恰好是90°時，反射光和折射光都是偏振光，且偏振方向相互垂直．第二十四頁，編輯于星期一：十三點(diǎn)五十六分。第二十四頁，編輯于星期四：二十點(diǎn)三十一分。2．激光的主要特點(diǎn)和應(yīng)用第二十五頁，編輯于星期一：十三點(diǎn)五十六分。第二十五頁，編輯于星期四：二十點(diǎn)三十一分。6. 如圖15－1－4所示，讓太陽光通過M上的小孔S后照射到M右方的一偏振片P上，P的右側(cè)再放一光屏Q，現(xiàn)使P繞著平行于光傳播方向的軸勻速轉(zhuǎn)動一周，則關(guān)于光屏Q上的亮度變化情況，下列說法中正確的是() A．只有當(dāng)偏振片轉(zhuǎn)到某一適當(dāng)位置時光屏被照亮，其他位置時光屏上無亮光 B．光屏上亮、暗交替變化 C．光屏上亮度不變 D．光屏上只有一條亮線隨偏振片轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動答案：C第二十六頁，編輯于星期一：十三點(diǎn)五十六分。第二十六頁，編輯于星期四：二十點(diǎn)三十一分。7．下列應(yīng)用激光的事例中錯誤的是() A．利用激光進(jìn)行長距離精確測量 B．利用激光進(jìn)行通信 C．利用激光進(jìn)行室內(nèi)照明 D．利用激光加工堅(jiān)硬材料 解析：由于激光的平行度非常好，在傳播很遠(yuǎn)的距離仍能保持一定的強(qiáng)度，激光的這個特點(diǎn)可以用于精確的測距；由于激光是相干光，所以它能像無線電波那樣進(jìn)行調(diào)制，用來傳遞信息，光纖通信就是激光和光導(dǎo)纖維相結(jié)合的產(chǎn)物；由于激光不易發(fā)散，所以不能用于室內(nèi)照明；利用激光的高溫，可加工硬質(zhì)材料．故A、B、D項(xiàng)正確，C項(xiàng)錯誤． 答案：C第二十七頁，編輯于星期一：十三點(diǎn)五十六分。第二十七頁，編輯于星期四：二十點(diǎn)三十一分?！纠?】如圖15－1－5所示，在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，S1和S2為雙縫，P是光屏上的一點(diǎn)，已知P點(diǎn)與S1和S2距離之差為2.1×10－6m，今分別用A、B兩種單色光在空氣中做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，問P點(diǎn)是亮條紋還是暗條紋？ (1)已知A光在折射率為n＝1.5的介質(zhì)中波長為4×10－7m. (2)已知B光在某種介質(zhì)中波長為3.15×10－7m，當(dāng)B光從這種介質(zhì)射向空氣時，臨界角為37°.第二十八頁，編輯于星期一：十三點(diǎn)五十六分。第二十八頁，編輯于星期四：二十點(diǎn)三十一分。解析：(1)設(shè)A光在空氣中波長為λ1，在介質(zhì)中波長為λ2，由n＝，得λ1＝nλ2＝1.5×4×10－7m＝6×10－7m根據(jù)路程差Δs＝2.1×10－6m所以由此可知，從S1和S2到P點(diǎn)的路程差Δs是波長λ1的3.5倍，所以P點(diǎn)為暗條紋．(2)根據(jù)臨界角與折射率的關(guān)系sinC

由此可知，B光在空氣中波長λ2為：λ2＝nλ介＝×3.15×10－7m＝5.25×10－7m由路程差Δs和波長λ的關(guān)系可見，用B光做光源，P點(diǎn)為亮條紋．答案：(1)暗條紋(2)亮條紋第二十九頁，編輯于星期一：十三點(diǎn)五十六分。第二十九頁，編輯于星期四：二十點(diǎn)三十一分。1－1線光源a發(fā)出的光波長為480nm，線光源b發(fā)出的光波長為672nm，則() A．用a做雙縫實(shí)驗(yàn)，屏上與雙縫路程差為d1＝1.68μm的P處將出現(xiàn)暗條紋 B．用b做雙縫實(shí)驗(yàn)，屏上與雙縫路程差為d1＝1.68μm的P處將出現(xiàn)亮條紋 C．用a做雙縫實(shí)驗(yàn)，屏上與雙縫路程差為d2＝1.44μm的Q處將出現(xiàn)亮條紋 D．做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，用a照射時比用b照射時的中央亮條紋更寬 答案：AC第三十頁，編輯于星期一：十三點(diǎn)五十六分。第三十頁，編輯于星期四：二十點(diǎn)三十一分?！纠?】太陽光照射下肥皂膜呈現(xiàn)的彩色，瀑布在陽光下呈現(xiàn)的彩虹，以及通過狹縫觀察發(fā)光的日光燈時看到的彩色條紋，這些現(xiàn)象分別屬于() A．光的干涉、色散和衍射現(xiàn)象 B．光的干涉、衍射和色散現(xiàn)象 C．光的衍射、色散和干涉現(xiàn)象 D．光的衍射、干涉和色散現(xiàn)象第三十一頁，編輯于星期一：十三點(diǎn)五十六分。第三十一頁，編輯于星期四：二十點(diǎn)三十一分。解析：在太陽光照射下肥皂膜呈現(xiàn)彩色，是薄膜干涉現(xiàn)象；瀑布濺起的小雨滴相當(dāng)于棱鏡，在陽光下呈現(xiàn)的彩虹是光的色散現(xiàn)象；通過狹縫觀察發(fā)光的日光燈時看到的彩色條紋是光的衍射現(xiàn)象．答案：A第三十二頁，編輯于星期一：十三點(diǎn)五十六分。第三十二頁，編輯于星期四：二十點(diǎn)三十一分。2－1(2010·廣西鴻鳴高中月考)如圖15－1－6所示，水下光源S向水面A點(diǎn)發(fā)射一束光線，折射光線分別為a、b兩束，則()第三十三頁，編輯于星期一：十三點(diǎn)五十六分。第三十三頁，編輯于星期四：二十點(diǎn)三十一分。A．在水中a光的速度比b光的小B．a(chǎn)、b兩束相比較，a光的波動性較強(qiáng)C．若保持入射點(diǎn)A位置不變，將入射光線順時針旋轉(zhuǎn)，從水面上方觀察，b光先消失D．用同一雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置分別以a、b