高考物理知識(shí)點(diǎn)：光的波動(dòng)性和微粒性

　　1.光本性學(xué)說(shuō)的發(fā)展簡(jiǎn)史

　　（1）牛頓的微粒說(shuō)：認(rèn)為光是高速粒子流。它能解釋光的直進(jìn)現(xiàn)象，光的反射現(xiàn)象。

　　（2）惠更斯的波動(dòng)說(shuō)：認(rèn)為光是某種振動(dòng)，以波的形式向周?chē)鷤鞑ァＫ�能解釋光的干涉和衍射現(xiàn)象。

　　2.光的干涉

　　光的干涉的條件是：有兩個(gè)振動(dòng)情況總是相同的波源，即相干波源。（相干波源的頻率必須相同）。形成相干波源的方法有兩種：⑴利用激光（因?yàn)榧す獍l(fā)出的是單色性極好的光）。⑵設(shè)法將同一束光分為兩束（這樣兩束光都來(lái)源于同一個(gè)光源，因此頻率必然相等）。下面4個(gè)圖分別是利用雙縫、利用楔形薄膜、利用空氣膜、利用平面鏡形成相干光源的示意圖。

　　3.干涉區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生的亮、暗紋

　　⑴亮紋：屏上某點(diǎn)到雙縫的光程差等于波長(zhǎng)的整數(shù)倍，即δ=nλ（n=0，1，2，……）

　　⑵暗紋：屏上某點(diǎn)到雙縫的光程差等于半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍，

　　相鄰亮紋（暗紋）間的距離。用此公式可以測(cè)定單色光的波長(zhǎng)。用白光作雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，由于白光內(nèi)各種色光的波長(zhǎng)不同，干涉條紋間距不同，所以屏的中央是白色亮紋，兩邊出現(xiàn)彩色條紋。

　　4.衍射----光通過(guò)很小的孔、縫或障礙物時(shí)，會(huì)在屏上出現(xiàn)明暗相間的條紋，且中央條紋很亮，越向邊緣越暗。

　　⑴各種不同形狀的障礙物都能使光發(fā)生衍射。

　　⑵發(fā)生明顯衍射的條件是：障礙物（或孔）的尺寸可以跟波長(zhǎng)相比，甚至比波長(zhǎng)還小。（當(dāng)障礙物或孔的尺寸小于0。5mm時(shí)，有明顯衍射現(xiàn)象。）

　　⑶在發(fā)生明顯衍射的條件下當(dāng)窄縫變窄時(shí)亮斑的范圍變大條紋間距離變大，而亮度變暗。

　　5.光的偏振現(xiàn)象：通過(guò)偏振片的光波，在垂直于傳播方向的平面上，只沿著一個(gè)特定的方向振動(dòng)，稱(chēng)為偏振光。光的偏振說(shuō)明光是橫波。

　　6.光的電磁說(shuō)

　　⑴光是電磁波（麥克斯韋預(yù)言、赫茲用實(shí)驗(yàn)證明了正確性。）

　　⑵電磁波譜。波長(zhǎng)從大到小排列順序?yàn)椋簾o(wú)線(xiàn)電波、紅外線(xiàn)、可見(jiàn)光、紫外線(xiàn)、X射線(xiàn)、γ射線(xiàn)。各種電磁波中，除可見(jiàn)光以外，相鄰兩個(gè)波段間都有重疊。

　　各種電磁波的產(chǎn)生機(jī)理分別是：無(wú)線(xiàn)電波是振蕩電路中自由電子的周期性運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的；紅外線(xiàn)、可見(jiàn)光、紫外線(xiàn)是原子的外層電子受到激發(fā)后產(chǎn)生的；倫琴射線(xiàn)是原子的內(nèi)層電子受到激發(fā)后產(chǎn)生的；γ射線(xiàn)是原子核受到激發(fā)后產(chǎn)生的。

　　⑶紅外線(xiàn)、紫外線(xiàn)、X射線(xiàn)的主要性質(zhì)及其應(yīng)用舉例。

　　★★7.光電效應(yīng)

　　⑴在光的照射下物體發(fā)射電子的現(xiàn)象叫光電效應(yīng)。（右圖裝置中，用弧光燈照射鋅版，有電子從鋅版表面飛出，使原來(lái)不帶電的驗(yàn)電器帶正電。）

　　⑵光電效應(yīng)的規(guī)律。①各種金屬都存在極限頻率ν0，只有ν≥ν0才能發(fā)生光電效應(yīng)；②瞬時(shí)性（光電子的產(chǎn)生不超過(guò)10-9s）。

　　⑶愛(ài)因斯坦的光子說(shuō)。光是不連續(xù)的，是一份一份的，每一份叫做一個(gè)光子，光子的能量E跟光的頻率ν成正比：E=hν

　　⑷愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程：Ek=hν--W（Ek是光電子的最大初動(dòng)能；W是逸出功，即從金屬表面直接飛出的光電子克服正電荷引力所做的功。）

　　8.光的波粒二象性

　　（1）光的波粒二象性：干涉、衍射和偏振表明光是一種波；光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)又用無(wú)可辯駁的事實(shí)表明光是一種粒子；因此現(xiàn)代物理學(xué)認(rèn)為：光具有波粒二象性。

　　（2）正確理解波粒二象性-----波粒二象性中所說(shuō)的波是一種概率波，對(duì)大量光子才有意義。波粒二象性中所說(shuō)的粒子，是指其不連續(xù)性，是一份能量。

　　⑴個(gè)別光子的作用效果往往表現(xiàn)為粒子性；大量光子的作用效果往往表現(xiàn)為波動(dòng)性。

　　⑵ν高的光子容易表現(xiàn)出粒子性；ν低的光子容易表現(xiàn)出波動(dòng)性。

　　⑶光在傳播過(guò)程中往往表現(xiàn)出波動(dòng)性；在與物質(zhì)發(fā)生作用時(shí)往往表現(xiàn)為粒子性。

　　⑷由光子的能量E=hν，光子的動(dòng)量表示式也可以看出，光的波動(dòng)性和粒子性并不矛盾：表示粒子性的粒子能量和動(dòng)量的計(jì)算式中都含有表示波的特征的物理量--頻率ν和波長(zhǎng)λ。

　　由以上兩式和波速公式c=λν還可以得出：E=pc。