专题二十五 光的本性

专题二十五 光的本性

雷区扫描

本部分常见的失分点有：

1.对光的干涉、衍射现象及其应用问题分析不清.

2.光电效应及其应用、光谱分析等基础知识掌握不牢固、不准确.

造成失误的根本原因是平时基础不扎实，对一些现象死记硬背，不做深刻的理解. 排雷示例

例1.（2001年全国理综）市场上有种灯具俗称“冷光灯”，用它照射物品时能使被照物品处产生的热效应大大降低，从而广泛地应用于博物馆、商店等处.这种灯降低热效应的原因之一是在灯泡后面放置的反光镜玻璃表面上镀一层薄膜（例如氟化镁），这种膜能消除不镀膜时玻璃表面反射回来的热效应最显著的红外线.以λ表示此红外线的波长，则所镀薄膜的厚度最小应为

A.

111λ B.λ C.λ D.λ 842雷区探测

本题考查薄膜干涉的应用. 雷区诊断

该灯后面放置的反光镜玻璃表面镀有的薄膜和照相机镜头上的增透膜是一样的作用，增强透射光，减少反射光从而使被照物体温度不会显著升高，其根本的原因是从膜的前表面和后表面反射回来的路程差等于

??的奇数倍时，反射光会干涉相消.故薄膜最小厚度为. 24正确解答 B

例2.（2001年上海）A、B两幅图是单色光分别入射到圆孔而形成的图象，其中图A是光的____（填“干涉”或“衍射”）图象.由此可以判断出图A所对应的圆孔的孔径____（填“大于”或“小于”）图B所对应的圆孔的孔径.

图25— 1

雷区探测

本题考查光的衍射现象及产生明显衍射的条件. 雷区诊断

光照到一个圆孔上光斑周围产生明暗相间的圆环，这是单孔衍射现象，而当孔的尺寸远大于光的波长时，光则直线传播，穿过圆孔后形成边缘清晰的亮斑.

正确解答 （1）衍射 （2）小于

例3.（1999年上海）一束复色可见光射到置于空气中的平板玻璃上，穿过玻璃后从下表面射出，变为a、b两束平行单色光，如图25—2，对于两束单色光来说

A.玻璃对a光的折射率较大

B.a光在玻璃中传播的速度较大 C.b光每个光子的能量较大 D.b光的波长较长

—2 图25

雷区探测

本题考查不同色光在玻璃中折射率不同，传播速度不同.同时考查各色光频率不同、波长不同.

雷区诊断

完成玻璃内部光路如图25—3.能明显看出玻璃对a光的折射率n较大,由n=

c可知，av光在玻璃中的传播速度较小.有的考生误以为传播速度越小，光子能量也越小，因此认为a光子能量较小，选择了C.实际上光子的能量E=hν，应由频率决定，不能看传播速度的大小，因此选项C是错误的.有的考生不能从折射率n的关系过渡到频率ν和波长λ的关系.在课本双缝干涉实验中，条纹间距与光的波长成正比.比较不同单色光的双缝干涉图象可知，各单色光从红光到紫光波长λ越来越小，再由c=λν知频率ν越来越大.在课本用三棱镜显示光的色散现象时，我们又能看到从红光到紫光折射率n越来越大，由n=

c知，传播速度vv越来越小.综合上述两个实验可总结如下规律：从红光到紫光，折射率n越来越大，传播速度v越来越小，频率ν越来越大，波长λ越来越小.本题中，由图知b光折射率n较小，则其传播速度v较大，波长λ较长，频率ν较长，由E=hν知其光子的能量较小.

正确解答 AD

图25— 3

例4.（2000年全国）如图25—4为X射线管的结构示意图.E为灯丝电源，要使射线

管发出X射线，须在K、A两电极间加上几万伏的直流高压，则

图25—4

A.高压电源正极应接在P点，X射线从K极发出 B.高压电源正极应接在P点，X射线从A极发出 C.高压电源正极应接在Q点，X射线从K极发出 D.高压电源正极应接在Q点，X射线从A极发出 雷区探测

本题考查各种电磁波产生的机理. 雷区诊断

有的考生认为X射线就是高速电子流.电源正极接Q点，负极接P点后，在A、K间就建立了自A指向K的高压电场，就可使K极产生的电子得到加速，形成高速电子流，形成X射线，这是对X射线的本质认识不清造成的.实际情况应是，高速电子流射到任何固体上，都可产生X射线.故本题中高速电子流射到A极后，即可使A极原子的内层电子受到激发，形成X射线.因此，X射线是从A极发出的.

正确解答 D

例5.（1999年上海）

某单色光照射某金属时不能产生光电效应，则下述措施中可能使该金属产生光电效应的是

A.延长光照时间 B.增大光的强度 C.换用波长较短的光照射 D.换用频率低的光照射 雷区探测

本题考查光电效应现象发生的条件. 雷区诊断

任何一种金属都有一个极限频率，频率超过极限频率的光才能使金属发生光电效应，低于极限频率的光不能使金属发生光电效应，能否发生光电效应与光的强度和照射时间无关.

正确解答 C 排雷演习

1.下列关于光的说法中正确的是 A.在真空中红光波长比紫光波长短 B.红光光子能量比紫光光子能量小 C.红光和紫光相遇时能产生干涉现象

D.红光照射某金属时有电子向外发射，紫光照射该金属时一定也有电子向外发射 2.下述关于光的现象的说法中，正确的是 A.雨后天空出现彩虹是光的衍射现象

B.白光通过分光镜在光屏上形成彩色的光带是光的干涉现象

C.涂有增透膜的照相机镜头呈淡紫色，说明增透膜增强了对紫光的透射程度 D.夜间观看到天边的星座的位置比实际位置偏高，是光的折射现象.

3.(2003年上海，8）劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图1所示.将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夹入两张纸片，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2所示.干涉条纹有如下特点：（1）任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等；（2）任意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定.现若在图1装置中抽去一张纸片，则当光垂直入射到新的劈形空气薄膜后，从上往下观察到的干涉条纹

A.变疏 B.变密 C.不变 D.消失

图25— 5

4.设λ1和λ2是两种单色可见光1、2在真空中的波长，若λ1＞λ2，这两种单色光相比，则

A.单色光1的频率较小

B.玻璃对单色光1的折射率较大

C.在玻璃中，单色光1的传播速度较大 D.单色光1的光子能量越大

5.用一束绿光照射某金属，能产生光电效应，现在把入射光的条件改变，再照射这种金属，下列说法正确的是

A.把这束绿光遮住一半，则可能不产生光电效应 B.把这束绿光遮住一半，则逸出的光电子数将减小 C.若改用一束红光照射，则可能不产生光电效应

D.若改用一束蓝光照射，则逸出光电子的最大初动能将增大

6.能引起人的眼睛视觉效应的最小能量为10-18 J，已知可见光的平均波长约为0.6 μm，普朗克恒量h=6.63×10-34 J·s，那么进入人眼的光子数至少为

A.1个 B.3个 C.30个 D.300个

7.（2003年上海，3）爱因斯坦由光电效应的实验规律，猜测光具有粒子性，从而提出光子说.从科学研究的方法来说，这属于

A.等效替代 B.控制变量 C.科学假说 D.数学归纳 8.关于光谱下列说法中正确的是

A.用分光镜来观察白炽灯发光的光谱，可鉴别灯丝的化学组成 B.研究太阳光谱中的暗线，可知道太阳中缺少哪些元素 C.研究高压气体发光的光谱可鉴别高压气体的化学组成 D.研究稀薄气体发光的光谱，可鉴别稀薄气体的化学组成 9.下列关于光的波粒二象性的说法中正确的是

A.光的粒子性与波动性相对立，光表现为粒子性时无波动性，表现为波动性时无粒子性 B.光的波动性与机械波的波动性、光的粒子性与机械波的粒子性都相同 C.光的波动性是大量光子运动的规律 D.γ射线比伦琴射线更容易产生干涉现象 10.近几年，我国北京、上海、山东、洛阳、广州等地引进了十多台γ刀，治疗患者5000余例，效果极好，成为治疗脑肿瘤的最佳仪器，令人感叹的是，用γ刀治疗时不能麻醉，病人清醒，时间短，半小时内完成手术，无需住院，因而γ刀被誉为“神刀”.据报道，我国

自己研制的旋式γ刀性能更好，即将进入各大医院为患者服务，问：γ刀治疗脑肿瘤主要是利用

A.γ射线具有很强的贯穿本领 B.γ射线具有很强的电离作用 C.γ射线具有很高的能量

D.γ射线能很容易绕过障碍物到达目的地

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