关于光的波动性和粒子性第1页，共22页，星期日，2025年，2月5日概述：本部分又称为物理光学，主要学习人类对光的本性的认识。光的干涉和衍射实验证明光具有粒子性，并推动了光的波动学说的发展，光的电磁说揭示了光现象的电磁本质；光电效应的发现，又确凿无疑地说明光还具有粒子性。光具有波粒二象性。第2页，共22页，星期日，2025年，2月5日一、基本知识和规律第3页，共22页，星期日，2025年，2月5日（一）光的波动性光的干涉光的衍射光的电磁说第4页，共22页，星期日，2025年，2月5日光的干涉：单色光双缝干涉分析不同色光干涉比较结论应用：薄膜干涉第5页，共22页，星期日，2025年，2月5日不同色光通过同一双缝产生的干涉图样第6页，共22页，星期日，2025年，2月5日（1）同一实验中，任意两个相邻的亮纹或暗纹间的距离是相等的；（2）相邻的亮纹或暗纹间的距离Δx=（l/d）·λ（3）与l、d、λ三因素有关，当l、d相同条件下，与λ成正比，所以红光和紫光分别做实验得到的条纹间隔是不同的，红光的波长比紫光的波长长，因而红光干涉条纹比紫光宽.干涉条件：频率相同第7页，共22页，星期日，2025年，2月5日薄膜干涉分析应用第8页，共22页，星期日，2025年，2月5日薄膜干涉在技术上的应用：（1）检查金属部件表面的平滑性（2）增透膜：涂在透镜表面的一层可以增加透射减少反射的薄膜。第9页，共22页，星期日，2025年，2月5日光的衍射：1.光的衍射：光离开直线路径绕到障碍物阴影区域内的现象叫光的衍射.任何障碍物都要吧使光发生衍射.2.产生明显衍射的条件：障碍物或小孔尺寸跟光的波长相差不多或比光的波长小.3.明显衍射的现象（1）白光的单缝衍射：中央宽、亮的白色条纹；两侧窄、暗的彩色条纹；
（2）单色光的单缝衍射：中央宽、亮的明条纹；两侧明暗相间的条纹，条纹间距向两侧越来越窄.第10页，共22页，星期日，2025年，2月5日光的电磁说：19世纪60年代，英国物理学家麦克斯韦提出电磁场的理论，预见了电磁波的存在，并提出电磁波是横波，传播的速度等于光速.根据它跟光波的这些相似性，指出“光波是一种电磁波”——光的电磁说.1888年赫兹用实验证实了电磁波的存在，测得它传播的速度等于光速，与麦克斯韦的预言符合得相当好，证实了光的电磁说是正确的.第11页，共22页，星期日，2025年，2月5日（二）光的粒子性一、光电效应1.在光（包括不可见光）照射下从物体发射出电子（即光电子）的现象叫做光电效应.2.光电效应的规律（1）任何一种金属，都有一个极限频率，入射光频率必须达到并大于这个极限频率才能产生光电效应.
（2）光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光频率的增大而增大（线性关系）.
（3）入射光照到金属上时，光电子的发射几乎是瞬时的(t＜10-9秒).
（4）当入射光频率大于极限频率时，光电流的强度与入射光强度成正比.第12页，共22页，星期日，2025年，2月5日二、光子说在普朗克（德国物理学家）认为电磁波的能量是不连续的基础上，爱因斯坦提出光子说，即空间传播的是一份一份地进行的，每一份的能量等于hv，每一份叫一个光子.v是光的频率.三、爱因斯坦光电方程第13页，共22页，星期日，2025年，2月5日（三）光的波粒二象性光既具有波动性又具有粒子性，也就是说光具有波粒二象性.第14页，共22页，星期日，2025年，2月5日二、典型问题分析红光和紫光相比，A.红光光子的能量较大；在同一种介质中传播时红光的速度较大B.红光光子的能量较小；在同一种介质中传播时红光的速度较大C.红光光子的能量较大；在同一种介质中传播时红光的速度较小D.红光光子的能量较小；在同一种介质中传播时红光的速度较小答案：B第15页，共22页，星期日，2025年，2月5日已知能使某金属产生光电效应的极限频率为υ0，A.当用频率为2υ0的单色光照射该金属时，一定能产生光电子B.当用频率为2υ0的单色光照射该金属时，所产生的光电子的最大初动能为hυ0C.当照射光的频率υ大于υ0时，若υ增大，则逸出功增大答案：AB第16页，共22页，星期日，2025年，2月5日