重要知识点手册：光学与物理学史美国迈克耳逊用旋转棱镜法较准确的测出了光速，反射定律(物像关于镜面对称)；由偏折程度直接判断各色光的n折射定律介空介λλγ====sinC90sinsinsinnovCi光学中的一个现象一串结论色散现象n v λ(波动性)衍射C临干涉间距γ(粒子性)E光子光电效应红黄紫小大大小大(明显)小(不明显)容易难小大大小小(不明显)大 (明显)小大难易结论：(1)折射率n、；(2)全反射的临界角C；(3)同一介质中的传播速率v；(4)在平行玻璃块的侧移△x(5)光的频率γ,频率大,粒子性明显.；(6)光子的能量E=hγ则光子的能量越大。

越容易产生光电效应现象(7)在真空中光的波长λ,波长大波动性显著；(8)在相同的情况下，双缝干涉条纹间距x越来越窄(9)在相同的情况下，衍射现象越来越不明显全反射的条件：光密到光疏；入射角等于或大于临界角全反射现象：让一束光沿半圆形玻璃砖的半径射到直边上,可以看到一部分光线从玻璃直边上折射到空气中,一部分光线反射回玻璃砖内.逐渐增大光的入射角,将会看到折射光线远离法线,且越来越弱.反射光越来越强,当入射角增大到某一角度C临时,折射角达到900,即是折射光线完全消失,只剩下反射回玻璃中的光线.这种现象叫全反射现象.折射角变为900时的入射角叫临界角应用:光纤通信(玻璃sio2) 内窥镜海市蜃楼沙膜蜃景炎热夏天柏油路面上的蜃景水中或玻璃中的气泡看起来很亮.理解：同种材料对不同色光折射率不同；同一色光在不同介质中折射率不同。

几个结论：1紧靠点光源向对面墙平抛的物体，在对面墙上的影子的运动是匀速运动。

2、两相互正交的平面镜构成反射器,任何方向射入某一镜面的光线经两次反射后一定与原入射方向平行反向。

3、光线由真空射入折射率为n的介质时，如果入射角θ满足tgθ=n，则反射光线和折射光线一定垂直。

4、由水面上看水下光源时，视深ndd/'=；若由水面下看水上物体时，视高ndd='。

5、光线以入射角i斜射入一块两面平行的折射率为n、厚度为h的玻璃砖后，出射光线仍与入射光线平行，但存在侧移量△)sin cos 1(dsin x 22i n ii -+= 两反射光间距i i 22'sin -n dsin2x =∆双缝干涉: 条件f 相同，相位差恒定(即是两光的振动步调完全一致)当其反相时又如何?亮条纹位置: ΔS ＝n λ； 暗条纹位置: λ21)(2n S +=∆（n ＝0,1,2,3,、、、）；条纹间距 ：1)-L(n da L x d 1-n a d L X =∆=⇒==∆λλ (ΔS :路程差(光程差)；d 两条狭缝间的距离；L ：挡板与屏间的距离) 测出n 条亮条纹间的距离a 薄膜干涉:由膜的前后两表面反射的两列光叠加，实例：肥皂膜、空气膜、油膜、牛顿环、光器件增透膜(厚度是绿光在薄膜中波长的1/4,即增透膜厚度d ＝λ/4)衍射:现象,条件 单缝 圆孔 柏松亮斑(来历) 任何物体都能使光发生衍射致使轮廓模糊三种圆环区别：单孔衍射(泊松亮斑) 中间明而亮,周围对称排列亮度减弱,条纹宽变窄的条纹空气膜干涉环 间隔间距等亮度的干涉条纹牛顿环 内疏外密的干涉条纹干涉、衍射、多普勒效应(太阳光谱红移⇒宇宙在膨胀)、偏振都是波的特有现象,证明光具有波动性；衍射表明了光的直线传播只有一种近似规律；说明任何物理规律都受一定的条件限制的.光的电磁说⑴麦克斯韦根据电磁波与光在真空中的传播速度相同，提出光在本质上是一种电磁波——这就是光的电磁说，赫兹用实验证明了光的电磁说的正确性。

⑵电磁波谱。

波长从大到小排列顺序为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X 射线、γ射线。

各种电磁波中，除可见光以外，相邻两个波段间都有重叠。

无线电波 红外线 可见光 紫外线 X 射线ν射线 组成频率波 波长：大小 波动性：明显不明显频率：小大 粒子性：不明显明显产生机理 在振荡电路中，自由电子作周期性运动产生原子的外层电子受到激发产生的原子的内层电子受到激发后产生的 原子核受到激发后产生的 ⑶红外线、紫外线、X 射线的主要性质及其应用举例。

种 类 产 生 主要性质应用举例 红外线 一切物体都能发出 热效应遥感、遥控、加热 紫外线 一切高温物体能发出 化学效应荧光、杀菌、合成V D2 X 射线 阴极射线射到固体表面穿透能力强 人体透视、金属探伤 ⑷实验证明：物体辐射出的电磁波中辐射最强的波长λm 和物体温度T 之间满足关系λm T = b （b 为常数）。

可见高温物体辐射出的电磁波频率较高。

在宇宙学中，可根据接收恒星发出的光的频率，分析其表面温度。

n E /eV ∞ 02 -3.4 34 -0.85 E 1 E 2 E 3光五种学说：原始微粒说(牛顿),波动学说(惠更斯),电磁学说(麦克斯韦),光子说(爱因斯坦),波粒两相性学说(德布罗意波)概率波各种电磁波产生的机理,特性和应用,光的偏振现象说明光波是横波,也证明光的波动性.激光的产生特点应用(单色性,方向性好,亮度高,相干性好)光电效应实验装置,现象,所得出的规律(四)爱因斯坦提出光子学说的背景爱因斯坦光电效应方程：mV m 2/2＝hf －W 0一个光子的能量E ＝hf (决定了能否发生光电效应)光电效应规律:实验装置、现象、总结出四个规律①任何一种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须大于这个极限频率，才能产生光电效应；低于这个极限频率的光不能产生光电效应。

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。

③入射光照到金属上时，光子的发射几乎是瞬时的，一般不超过10-9s④当入射光的频率大于极限频率时，光电流强度与入射光强度成正比。

康普顿效应(石墨中的电子对x 射线的散射现象)这两个实验都证明光具粒子性 光波粒二象性: ?情况体现波动性(大量光子,转播时,λ大),?粒子性 光波是概率波(物质波) 任何运动物体都有λ与之对应(这种波称为德布罗意波) 《原子、原子核》知识归类整个知识体系，可归结为：两模型(原子的核式结构模型、波尔原子模型)；六子(电子、质子、中子、正电子、α粒子、γ光子)；四变(衰变、人工转变、裂变、聚变)；两方程(核反应方程、质能方程)。

4条守恒定律(电荷数守恒、质量数守恒、能量守恒、动量守恒)贯串全章。

1.汤姆生模型(枣糕模型) 汤姆生发现电子，使人们认识到原子有复杂结构。

从而打开原子的大门.2.卢瑟福的核式结构模型(行星式模型)卢瑟福α粒子散射实验装置,现象,从而总结出核式结构学说α粒子散射实验是用α粒子轰击金箔，实验现象：结果是绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进,但是有少数α粒子发生了较大的偏转.这说明原子的正电荷和质量一定集中在一个很小的核上。

卢瑟福由α粒子散射实验提出：在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间运动。

由α粒子散射实验的实验数据还可以估算出原子核大小的数量级是10-15m 。

而核式结构又与经典的电磁理论发生矛盾：①原子是否稳定,②其发出的光谱是否连续3.玻尔模型(引入量子理论，量子化就是不连续性，整数n 叫量子数)玻尔补充三条假设⑴定态--原子只能处于一系列不连续的能量状态(称为定态),电子虽然绕核运转,但不会向外辐射能量。

(本假设是针对原子稳定性提出的)⑵跃迁--原子从一种定态跃迁到另一种定态,要辐射(或吸收)一定频率的光子(其能量由两定态的能量差决定)(本假设针对线状谱提出) (终初E E h -=ν) 辐射(吸收)光子的能量为hf ＝E 初-E 末 氢原子跃迁的光谱线问题[一群氢原子可能辐射的光谱线条数为()212-==n n C N n ]。

[ (大量)处于n 激发态原子跃迁到基态时的所有辐射方式]⑶能量和轨道量子化----定态不连续,能量和轨道也不连续;(即原子的不同能量状态跟电子沿不同的圆形轨道绕核运动相对应,原子的定态是不连续的,因此电子的可能轨道分布也是不连续的) (针对原子核式模型提出，是能级假设的补充) 氢原子的激发态和基态的能量(最小)与核外电子轨道半径间的关系是:【说明】氢原子跃迁① 轨道量子化r n =n 2r 1(n ＝1,2.3…) r 1=0.53×10-10m能量量子化：21n E E n = E 1=－13.6eV ②E n ，E p ，r ，n E k ，v 吸收光子时增大 减小 放出光子时 减小 增大③氢原子跃迁时应明确：一个氢原子 直接跃迁 向高能级跃迁，吸收光子 一般光子 某一频率光子 一群氢原子 各种可能跃迁 向低能级跃迁 放出光子 可见光子 一系列频率光子 ④氢原子吸收光子时——要么全部吸收光子能量，要么不吸收光子1光子能量大于电子跃迁到无穷远处(电离)需要的能量时，该光子可被吸收。

(即：光子和原于作用而使原子电离)2光子能量小于电子跃迁到无穷远处(电离)需要的能量时,则只有能量等于两个能级差的光子才能被吸收。

(受跃迁条件限：终初E E h -=ν只适用于光于和原于作用使原于在各定态之间跃迁的情况)。

⑤氢原子吸收外来电子能量时——可以部分吸收外来碰撞电子的能量（实物粒子作用而使原子激发）。

因此，能量大于某两个能级差的电子均可被氢原子吸收，从而使氢原子跃迁。

E 51=13.06 E 41=12.75 E 31=12.09 E 21=10.2； (有规律可依)E 52=2.86 E 42=2.55 E 32=1.89； E 53=0.97 E 43=0.66； E 54=0.31⑶玻尔理论的局限性。

由于引进了量子理论（轨道量子化和能量量子化），玻尔理论成功地解释了氢光谱的规律。

但由于它保留了过多的经典物理理论（牛顿第二定律、向心力、库仑力等），所以在解释其他原子的光谱上都遇到很大的困难。

氢原子在n 能级的动能、势能，总能量的关系是：E P =－2E K ，E=E K +E P =－E K 。

(类似于卫星模型) 由高能级到低能级时，动能增加，势能降低，且势能的降低量是动能增加量的2倍，故总能量(负值)降低。

量子数天然放射现象1.天然放射现象的发现，使人们认识到原子核也有复杂结构。

核变化从贝克勒耳发现天然放射现象开始衰变(用电磁场研究)：2.各种放射线的性质比较种 类本 质 质量（u ） 电荷（e ） 速度（c ） 电离性 贯穿性 α射线氦核 4 +2 0.1 最强 最弱，纸能挡住 β射线电子 1/1840 -1 0.99 较强 较强，穿几mm 铝板 γ射线 光子 0 0 1 最弱 最强，穿几cm 铅版三种射线在匀强磁场、匀强电场、正交电场和磁场中的偏转情况比较：四种核反应类型(衰变,人工核转变,重核裂变,轻核骤变)⑴衰变： α衰变：e 422349023892H Th U +→(实质：核内Hen 2H 2421011→+)α衰变形成外切(同方向旋)， β衰变：e Pa Th 012349123490-+→(实质：核内的中子转变成了质子和中子e H n 011110-+→)β↑↓↓↑↑↑T V E E E n k p衰变形成内切(相反方向旋)，且大圆为α、β粒子径迹。