（一）光的本性的學(xué)說(shuō)
| 學(xué) 說(shuō)
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基 本 內(nèi) 容
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實(shí) 驗(yàn) 事 實(shí)
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提出的科學(xué)家
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| 波動(dòng)說(shuō)
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光是某種振動(dòng)以波的形式向外傳播 |
光的獨(dú)立傳播、光的反射、折射、楊氏試驗(yàn)、菲涅爾圓盤(pán)衍射
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惠更斯
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| 微粒說(shuō)
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光是沿直線傳播的高速粒子流
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光的直線傳播、反射
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牛頓
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| 電磁說(shuō)
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光是一種電磁波
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光速的測(cè)定、光與電磁波的相似性，赫茲實(shí)驗(yàn)
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麥克斯韋
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| 光子說(shuō)
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光是不連續(xù)的一份一份的，光子能量E=hν,光子只能整個(gè)的產(chǎn)生、傳播、消失
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熱輻射規(guī)律、光電效應(yīng)
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愛(ài)因斯坦
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| 波粒二象性 |
光既具有波動(dòng)性，又具有粒子性---微觀粒子的共性
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光的干涉、衍射、光電效應(yīng)
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(二)光的干涉和衍射
1、光的干涉：
（1）產(chǎn)生條件：兩束頻率相同的光迭加
（2）干涉現(xiàn)象：
I.雙縫干涉（1801年楊氏實(shí)驗(yàn)）
實(shí)驗(yàn)裝置：?jiǎn)慰p（單孔）獲得頻率一定的線（點(diǎn)光源；雙縫（雙孔）將頻率一定的光分成兩束
條紋特征：?jiǎn)紊猓褐醒肓良y；兩側(cè)明暗相間；寬度相等，亮度基本相同；條紋間距（寬度：ΔX=Lλ/d）
白光：中央為白色；兩側(cè)明暗相間的條紋；每條亮紋靠近中央為紫色，外側(cè)為紅色
條紋明暗：距離兩縫路程差為半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍為暗條紋；偶數(shù)倍為亮條紋
II.薄膜干涉：
相干光的獲得：一定頻率的光經(jīng)薄膜前后表面反射，兩束頻率相同的反射光相迭加
條紋特征：?jiǎn)紊猓好靼迪嚅g
白光：彩紋；同一亮條紋薄膜薄處為紫光，厚處為紅光
應(yīng)用：檢查平面、增透膜（入射光波長(zhǎng)的1/4，淡紫色的原因）
2、光的衍射
（1）產(chǎn)生條件：孔、縫或障礙物的尺寸很小，與可見(jiàn)光波長(zhǎng)相比差不多或更小時(shí)才有明顯的衍射現(xiàn)象
（2）干涉現(xiàn)象：
I．單縫衍射：
條紋特征：?jiǎn)紊猓褐醒霔l紋寬而亮；兩側(cè)明暗相間的條紋；兩側(cè)條紋窄而亮度遞減快
白光：中央條紋為寬亮的白色條紋；兩側(cè)為彩紋，每一亮紋內(nèi)側(cè)為紫色，外側(cè)為紅色
條紋觀察：游標(biāo)卡尺的構(gòu)造、原理、讀數(shù)方法；縫由0.2mm變寬時(shí)條紋由稀變密
II．小孔衍射：孔由大到小：屏上見(jiàn)到的現(xiàn)象：亮斑→小孔成像→衍射花樣；
單色光：中央亮點(diǎn)大而亮；四周明暗相間圓條紋窄而亮度遞減快；
白光：中央為白色亮點(diǎn)，四周彩紋；中央亮點(diǎn)大而亮，四周彩紋窄而暗
III.不透明圓盤(pán)衍射：影的輪廓模糊不清，出現(xiàn)明暗相間的條文，陰影中心有亮斑-泊松亮斑來(lái)源:考試
（三）光的電磁本性
| 種 類 |
產(chǎn) 生 機(jī) 理 |
主 要 作 用
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應(yīng) 用 舉 例
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| 無(wú)線電波
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振蕩電路中的自由電子的周期性運(yùn)動(dòng)
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電磁作用 |
廣播電視
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| 紅外線
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原子的外層電子受激發(fā)產(chǎn)生
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熱作用易穿透云霧
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紅外遙感
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| 可見(jiàn)光
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視覺(jué)作用
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| 紫外線
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化學(xué)作用
生物作用
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照相殺菌
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| 倫琴射線
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原子內(nèi)層電子受激發(fā)產(chǎn)生
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穿透作用
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X光透視
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| γ射線
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原子核受激發(fā)產(chǎn)生
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穿透作用
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探傷、治療腫瘤 |
（四）光電效應(yīng)：
1、意義：在光（包括不可見(jiàn)光）照射下，從物體發(fā)射出電子的現(xiàn)象叫光電效應(yīng)
2、實(shí)驗(yàn)規(guī)律：I.每種金屬都有一種極限頻率ν0，入射光的ν〉ν0才發(fā)出光電子，入射光ν〈ν0不論光照射時(shí)間多長(zhǎng)，光多強(qiáng)也不能發(fā)生光電效應(yīng)；II.光電子的最大初動(dòng)能隨入射光的ν的增大而增大，與光強(qiáng)無(wú)關(guān)；III.瞬時(shí)發(fā)生：入射光照射到金屬上到發(fā)射電子幾乎不需要時(shí)間，小于1納秒；IV.飽和光電流與光強(qiáng)度成正比
3、波動(dòng)說(shuō)與光電效應(yīng)的矛盾：波動(dòng)理論：光的能量由光的強(qiáng)度決定，光的強(qiáng)度又由光的振幅決定，與頻率無(wú)關(guān)；波動(dòng)理論與光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)的前3條矛盾
4、光子說(shuō)對(duì)光電效應(yīng)的解釋：
——I.金屬中的一個(gè)電子吸收一個(gè)光子的全部能量；
——II.逸出功W是從金屬表面上逸出的電子克服原子核的引力做的功，W由金屬本身的特性決定，對(duì)一種金屬為定值；III.從能量關(guān)系搞清mvm2/2=hν-W（不要求計(jì)算）
（五）光譜
| 種 類
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產(chǎn) 生 條 件
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特 征
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實(shí) 例
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發(fā)射
光譜 |
連續(xù)光譜 |
（許多原子組成的整體發(fā)光）熾熱的固體、液體及高壓氣體發(fā)出
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連續(xù)分布的一切波長(zhǎng)的光組成
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白熾燈、蠟燭、弧光燈
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| 明線光譜
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（單個(gè)原子發(fā)光）稀薄氣體（高壓放電）發(fā)光；固體液體物質(zhì)到電弧或煤氣燈火焰中燒
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一些不連續(xù)的亮線組成
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霓虹燈
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| 吸收光譜
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高溫物體發(fā)出的白光通過(guò)較冷的物質(zhì)蒸汽
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在連續(xù)光譜的背景下一些不連續(xù)的暗線
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太陽(yáng)光譜
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光譜分析：原理：利用明線、吸收光譜中的特征譜線；用途：鑒別物質(zhì)、確定成分
（六）光的波粒二象性
1、光既具有波動(dòng)性，又具有粒子性，有的波動(dòng)性顯著，有的粒子性顯著
2、物質(zhì)波：也稱德布羅意波，波長(zhǎng)λ=h/p.
3、波粒二象性中的波是幾率波（物質(zhì)波），不是機(jī)械波，也不是電磁波，不是宏觀意義中的波；波粒二象性中的粒子也不是宏觀意義中的粒子（質(zhì)點(diǎn)），光子運(yùn)動(dòng)既沒(méi)有一定的軌道，是無(wú)規(guī)則的，與質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)不同，不遵從牛頓定律。
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