《光的本性》复习备考策略 江西省萍乡市三中 张利萍 2010。3。27～28

要求 说明 Ⅰ Ⅱ 一。大纲考点要求 （十四）、光的波动性和微粒性 内 容 94．光本性学说的发展简史 内　　容 要求 说明 94．光本性学说的发展简史 95．光的干涉现象，双缝干涉，薄膜干涉．双缝干涉的条纹间距与波长的关系 96．光的衍射 97．光的偏振现象 98．光谱和光谱分析．红外线、紫外线、X射线 、γ射线以及它们的应用．光的电磁本性．电磁波谱 99．光电效应．光子．爱因斯坦光电效应方程 100．光的波粒二象性 物质波 101．激光的特性及应用 Ⅰ Ⅱ Ⅰ．对所列知识要知道其内容及含义，并能在有关问题中识别和直接使用它们。63个 　　Ⅱ．对所列知识要理解其确切含义及与其他知识的联系，能够进行叙述和解释，并能在实际问题的分析、综合、推理和判断等过程中运用。 49个+19个实验

二。近几年《光的本性》高考考查情况 28 40 47 1。题量情况： 有人统计，近四年这部分内容高考全国范围内出现过33次。宣称为必考点和高频考点。（天体的运动考了29次） 近三年高考题个数 近四年高考题个数 近五年高考题个数 28 40 47

2。《光的本性》考点选析 （1）考查研究《光的本性》的物理学史和科学方法 例1。(2009广东卷) 1.物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步。下列表述正确的是 A．牛顿发现了万有引力定律 B.洛伦兹发现了电磁感应定律 C．光电效应证实了光的波动性 D.相对论的创立表明经典力学已不再适用 【答案】A。 【解析】电磁感应定律是法拉第发现的，B错误；光电效应证实了光的粒子性，C错误；相对论和经典力学研究的领域不同，不能说相对论的创立表明经典力学已不再适用，D错误。正确答案选A。

例2。 （2009北京卷） 15．类比是一种有效的学习方法，通过归类和比较，有助于掌握新知识，提高学习效率。在类比过程中，既要找出共同之处，又要抓住不同之处。某同学对机械波和电磁波进行类比，总结出下列内容，其中不正确的是 A．机械波的频率、波长和波速三者满足的关系，对电磁波也适用 B．机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象 C．机械波的传播依赖于介质，而电磁波可以在真空中传播 D．机械波既有横波又有纵波，而电磁波只有纵波 【解析】波长、波速、频率的关系对任何波都是成立的，对电磁波当然成立，故A选项正确；干涉和衍射是波的特性，机械波、电磁波都是波，这些特性都具有，故B项正确；机械波是机械振动在介质中传播形成的，所以机械波的传播需要介质而电磁波是交替变化的电场和磁场由近及远的传播形成的，所以电磁波传播不需要介质，故C项正确；机械波既有横波又有纵波，但是电磁波只能是横波，其证据就是电磁波能够发生偏振现象，而偏振现象是横波才有的， D项错误。故正确答案应为D。

例3。 （2008江苏卷单科物理） C．(选修模块3—5)(12分) (1)下列实验中，深入地揭示了光的粒子性一面的有　　　　　　　　． 【答案】（1）AB 【解析】（1）A为康普顿散射，B为光电效应，康普顿散射和光电效应都深入揭示了光的粒子性；C为粒子散射，不是光子，揭示了原子的核式结构模型。D为光的折射，揭示了氢原子能级的不连续；（结合演示实验考查。）

例4。(2008山东卷) 37．【物理—物理3-4】 麦克斯韦在1865年发表的《电磁场的动力学理论》一文中揭示了电、磁现象与光的内在联系及统一性，即光是电磁波。 （1）一单色光波在折射率为1.5的介质中传播，某时刻电场横波图像如图1所示，求该光波的频率。 解：（1）设光在介质中的传播速度为v，波长为λ,频率为f，则 f= ① ② 联立①②式得 ③ 从波形图上读出波长 m，代入数据解得 f=5×1014Hz

例5。 2006年高考上海 6．人类对光的本性的认识经历了曲折的过程。下列关于光的本性的陈述符合科学规律或历史事实的是（ ） （A）牛顿的“微粒说”与爱因斯坦的“光子说”本质上是一样的． （B）光的双缝干涉实验显示了光具有波动性． （C）麦克斯韦预言了光是一种电磁波． （D）光具有波粒两象性性． 【答案】BCD 【解析】爱因斯坦的光子和牛顿的微粒除了都是粒子之外，并无任何相同之处。光子不是牛顿所描绘的那种遵循经典力学运动定律的微粒。 【备考提示】近代物理部分中的典型史实要求学生必须牢记。这也是体现学生情感、态度、价值观的题型。

例6。 （2006 年广东卷 ） 3．下列说法正确的是（ ） A．康普顿发现了电子 B．卢瑟福提出了原子的核式结构模型 C．贝史勒尔发现了铀和含铀矿物的天然放射现象 D．伦从今琴发现了 X 射线 【答案】BCD 【分析】 康普顿发现了康普顿效应， 汤姆孙发现了电子， 卢瑟福提出了原子的核式结构模型， 贝史勒尔发现了铀和含铀矿物的天然放射现象，伦琴发现了X 射线。所以答案为 BCD， 有的考生不熟悉物理学史，导致错选或漏选。属于容易题。 【备考提示】学生应该知道必要的物理学史，这也是新课标所提倡的。

例7。 （2002年上海物理卷）牛顿为了说明光的性质，提出了光的微粒说。如今，人们对光的性质已有了进一步的认识。图1中的四个示意图所表示的实验，能说明光性质的是（　 ）      图1     A.①②　　B.②③　　C.③④　　D.②④     解析　图①表示“α粒子散射实验”，证明原子具有核式结构；图②表示“杨氏双缝实验”，证明光具有波动性；图③表示“光电效应实验”，证明光具有粒子性；图4表示“天然放射性实验”，证明原子核内部结构是可以变化的。所以选项B正确。

例8。 （2003年上海卷）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 例8。 （2003年上海卷）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     解析　本题考查物理思维方法，刚提出“光子说”时属于科学猜想，是否正确需要实验的进一步检验，这种方法是科学假说，所以选C。     点评　人类对光的本性的认识过程是一段物理学史，要指导学生应在阅读教材理解教材的基础上，加强记忆 。

（2）考查光的干涉现象 例1。 （2009重庆卷） 21.用a、b、c、d表示四种单色光，若 ①a、b从同种玻璃射向空气，a的临界角小于b的临界角； ②用b、c和d在相同条件下分别做双缝干涉实验，c的条纹间距最大 ③用b、d照射某金属表面，只有b能使其发射电子。 则可推断a、b、c、d可能分别是 A.紫光、蓝光、红光、橙光 B. 蓝光、紫光、红光、橙光 C.紫光、蓝光、橙光、红光 D. 紫光、橙光、红光、蓝光 答案：A 解析：根据临界角C、折射率n＝ 1/sinC ，由①可知na＞nb，根据色散规律可知a的频率大于b；根据双缝干涉条纹间距 由②可知b、c和d中c的波长最长，再根据色散规律可知bcd中c的频率最小；每种金属都有对应的最小入射光频率，入射光频率越大、光电效应越容易发生，由③可知b和d中b的频率大，综合上述可知a、b、c、d的频率从大到小依次为abdc,只有A选项中满足。

10．如图为双缝干涉的实验示意图，若要使干涉条纹的间 距变大可改用长更___________（填长、短）的单色 例2。 （2009上海卷） 10．如图为双缝干涉的实验示意图，若要使干涉条纹的间 距变大可改用长更___________（填长、短）的单色 光，或是使双缝与光屏间的距离___________（填增 大、减小）。 【答案】长，增大。w 【解析】依据双缝干涉条纹间距规律 ，可知要使干涉条纹的间距变大，需要改用波长更长的单色光，应将增大双缝与屏之间的距离L。 光屏 双缝 激光器

例3。 （2009北京卷）21． （1）在《用双缝干涉测光的波长》实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上（如图1），并选用缝间距d=0.2mm的双缝屏。从仪器注明的规格可知，像屏与双缝屏间的距离L=700mm。然后，接通电源使光源正常工作。 ①已知测量头主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50分度。某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，第1次映入眼帘的干涉条纹如图2（a）所示，图2（a）中的数字是该同学给各暗纹的编号，此时图2（b）中游标尺上的读数x1=1.16mm；接着再转动手轮，映入眼帘的干涉条纹如图3（a）所示，此时图3（b）中游标尺上的读数x2= ； ②利用上述测量结果，经计算可得两个相邻明纹（或暗纹）间的距离 = mm；这种色光的波长 = nm。

例4。(2008上海卷单科物理) 12．在杨氏双缝干涉实验中，如果 （A）用白光作为光源，屏上将呈现黑白相间的条纹 （B）用红光作为光源，屏上将呈现红黑相间的条纹 （C）用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝，屏上将呈现彩色条纹 （D）用紫光作为光源，遮住其中一条狭缝，屏上将呈现间距不等的条纹 【答案】BD 【解析】白光作杨氏双缝干涉实验，屏上将呈现彩色条纹，A错；用红光作光源，屏上将呈现红色两条纹与暗条纹（即黑条纹）相间，B对；红光和紫光频率不同，不能产生干涉条纹，C错；紫光作光源，遮住一条狭缝，屏上出现单缝衍射条纹，即间距不等的条纹，D对。

例5。 2008年四川灾区理科综合物理 22. Ⅰ．（6分）图中为“双棱镜干涉”实验装置，其中s为单色光源，A为一个顶角略小于180°的等腰三角形棱镜，P为光屏。s位于棱镜对称轴上，屏与棱镜底边平行。调节光路，可在屏上观察到干涉条纹。这是由于光源s发出的光经棱镜作用后，相当于在没有棱镜时，两个分别位于图中s1和s2位置的相干波源所发出的光的叠加。（s1和s2的连线与棱镜底边平行。） 已知s1和s2的位置可由其它实验方法确定，类比“双缝干涉测波长”的实验，可以推测出若要利用“双棱镜干涉’测量光源s发出的单色光的波长时，需要测量的物理量是 ， ，和 。 【答案】间的距离 与光屏间的距离 干涉条纹间距 【解析】本题考察双缝干涉实验原理，所以需要大家对双缝干涉实验测波长的表达式能记忆，并理解应用。 【备考提示】光学实验几年内很少考过，今年考了，明年不知道哪个省也会考，所以在复习时应该加以重视。

例6。 2006年理综全国 Ⅰ 22． （1）利用图中装置研究双缝干涉现象时，有下面几种说法： A．将屏移近双缝，干涉条纹间距变窄 B．将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变宽 C．将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽 D．换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄 E．去掉滤光片后，干涉现象消失 其中正确的是______________ABD

例7。（2003年上海卷）劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图2（甲）所示，将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，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（乙）所示。干涉条纹有如下特点：(1)任意一条明条纹或暗纹所在位置下面的薄膜厚度差相同。现若在图2（甲）装置中抽去一张薄片，则当光竖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（　 ）       图2      A.变疏　　B.变密　　C.不变　　D.消失     解析　该题主要考查获取和处理信息的能力，当抽去一张纸片后，两玻璃表面之间夹角减小，由数学知识可知，要保持两相邻条纹所对应的薄膜厚度差相同，则两相邻条纹间距一定增大，即观察到的干涉条纹变疏，选项A正确。     说明　该题来源于课本中薄膜干涉，但实质是一道信息材料阅读题，关键是可直接获取题中提供的信息：任意相邻明条纹（或暗条纹）所在位置下面对应的薄膜厚度差恒定，由此可推断结果。

例8。 （2005年江苏物理卷）1801年，托马斯·杨用双缝干涉实验研究了光波的性质。1834年，洛埃利用单面镜同样得到了杨氏干涉的结果（称洛埃镜实验）。     (1)洛埃镜实验的基本装置如图3(a)所示，S为单色光源，M为一平面镜。试用平面镜成像作图法在答题卡上画出S经平面镜反射后的光与S直接发出的光在光屏上相交的区域。     (2)设光源S到平面镜的垂直距离和到光屏的垂直距离分别为a和L，光的波长为λ，在光屏上形成干涉条纹。写出相邻两条亮纹（或暗纹）间距离Δx的表达式。    解：　(1)见图3(b)。 (2)由双缝干涉相邻亮纹（或暗纹）间距离公式 。根据平面镜成像的对称性得d=2a，所以 。 点评　杨氏双缝干涉是光的波动性的有力证据，要牢记干涉现象中相邻两亮纹（或暗纹）间距离相等，条纹间距的计算式 ，并理解各个字母所代表物理量的物理含义。

（3）考查光的衍射及其图样分析 例1。（2006北京卷 ） （1）游标为20分度（测量值可准确到0.05mm）的卡尺示数如图1所示，两侧脚间狭缝的宽度为 mm。用激光照射该狭缝，在屏上出现衍射条纹。如果减小狭缝的宽度，衍射条纹的宽度将变 。（0.15　　宽 ）

例2。 2007年上海高考 8、光通过各种不同的障碍物后会产生各种不同的衍射条纹，衍射条纹的图样与障碍物的形状相对应，这一现象说明 A．光是电磁波 B．光具有波动性 C．光可以携带信息 D．光具有波粒二象性 答案 :BC

　例3。 （2000年上海卷）如图所示为单色光源发出的光经一狭缝照射到光屏上，可观察到的图像是（　）          解析　单色光源经狭缝发生衍射，衍射图样是间距不等明暗相间，中央宽而亮，两边宽度和亮度逐渐降低的条纹，且两边明条纹的亮度迅速降低。只有A符合这些特点。所以正确选项是A。 解析　单色光源经狭缝发生衍射，衍射图样是间距不等明暗相间，中央宽而亮，两边宽度和亮度逐渐降低的条纹，且两边明条纹的亮度迅速降低。只有A符合这些特点。所以正确选项是A。     

　例4。 （2001年上海卷）图4中 A、B两幅图是由单色光分别射到圆孔而形成的图像，其中图A是光的____（填干涉或衍射）图像。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。     解析　同一列单色光射到圆孔，图A出现了明暗相同的条纹，这说明光偏离了直线传播，发生明显衍射现象；而图B没有明暗相间的条纹，表示不发生明显衍射现象。根据衍射条件可知图A所对应的圆孔的孔径小于图B所对应的圆孔的孔径。     答案：衍射，小于。     点评：该题主要考查明显衍射的条件及其运用。光发生衍射现象时，一是光传播到几何阴影区中，即光照亮的范围变大；二是在这个范围内光的亮度不均匀，出现明暗相间的条纹

（4）考查光的电磁说及其电磁波谱 例1。 （2009天津卷） 2.下列关于电磁波的说法正确的是 A.电磁波必须依赖介质传播 B.电磁波可以发生衍射现象 C.电磁波不会发生偏振现象 D.电磁波无法携带信息传播 答案： B 【解析】电磁波在真空中也能传播，A错；衍射是一切波所特有的现象，B对；电磁波是横波，横波能发生偏振现象，C错；所有波都能传递信息，D错

例2。 （2009四川卷） 14.关于电磁波，下列说法正确的是 A.雷达是用X光来测定物体位置的设备 B.使电磁波随各种信号而改变的技术叫做解调 C.用红外线照射时，大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光 D.变化的电场可以产生变化的磁场 答案：D解析：雷达是根据超声波测定物体位置的，A错；使电磁波随各种信号而改变的技术叫做调制，B错；用紫外线照射时大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光，利用紫外线的荧光效应，C错；根据麦克斯韦电磁场理论可知变化的电场可以产生变化的磁场、变化的磁场产生电场，D对。

例3。 （2006 年广东卷 ） 9．目前雷达发射的电磁波频率多在 200MHz 至 1000MHz 的范围内。下列关于雷达和电磁 波说法正确的是 A．真空中上述雷达发射的电磁波的波长范围在 0.3m至 1.5m之间 B．电磁波是由恒定不变的电场或磁场产生的 C．测出从发射电磁波到接收反射波的时间间隔可以确定雷达和目标的距离 D．波长越短的电磁波，反射性能越强 【答案】ACD 【分析】据 λ=υ/c，电磁波频率在200MHz 至 1000MHz 的范围内，则电磁波的波长范围在 0.3m至 1.5m之间，故 A正确。雷达是利用电磁波的反射原理，电磁波的产生是依据麦克斯 韦的电磁场理论，变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，故 CD 正确。有的考生错误 的认为磁场产生电场，电场产生磁场，选出错误的选项。 属于容易题。 【高考考点】麦克斯韦的电磁场理论 雷达的原理 【易错点】有些同学错误认为磁场产生电场，电场产生磁场 【备考提示】麦克斯韦的电磁场理论是电磁波产生的理论基础。

例4。 （2000年全国理综卷）图5所示为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。下列说法中正确的是（　）               A.高压高源正极应接在P点，X射线从K极发出     B.高压高源正极应接在P点，X射线从A极发出     C.高压高源正极应接在Q点，X射线从K极发出     C.高压高源正极应接在Q点，X射线从A极发出     解析：题中指出E为灯丝电源，对灯丝加热，灯丝放出电子，电子速度很小的。要使电子到达阴极A，并高速撞击A，使原子的内层电子受到激发才能发出X射线，因此，K、A之间应有使电子加速的电场，故Q应接高压电源正极，所以选项D正确。     说明：X射线是一种比紫外线波长还短的电磁波，高速电子流射到任何固体上，都会产生这种射线。此题直接来源于原来的课本，这类紧密联系教材、灵活考查知识的好题，应引起重视。

例4。 （2004年江苏物理卷）下列关于紫外线的几种说法中，正确的是（ ） A. 紫外线是一种紫色的可见光 B 例4。 （2004年江苏物理卷）下列关于紫外线的几种说法中，正确的是（　）     A.紫外线是一种紫色的可见光     B.紫外线的频率比红外线的频率低     C.紫外线可使钞票上的荧光物质发光     D.利用紫外线可以进行电视机等电器的遥控     解析：紫外线的主要作用是化学作用，它有很强的荧光效应，所以选项C正确。在光谱上紫外线是不可见光，其频率高于可见光，红外线也是不可见光，其频率低于可见光，选项A、B错误。电视机等电器的遥控是应用红外线遥感技术，选项D错误。所以正确选项为C。     点评：要清楚电磁波谱中不同波谱线的产生机理、频率、特性及其应用等，熟悉教材是这一部分内容的突出要求。

（5）考查光的偏振现象与激光的特性及应用 例1。 （2009全国卷I） 16．氦氖激光器能产生三种波长的激光，其中两种波长分别为λ1=0.6328μm，λ2=3.39μm。已知波长为λ1的激光是氖原子在能级间隔为ΔE1=1.96eV的两个能级之间跃迁产生的。用ΔE2表示产生波长为λ2的激光所对应的跃迁的能级间隔，则ΔE2的近似值为 A．10.50 eV B．0.98 eV C．0.53 eV D．0.36 eV 答案：D 考查目标：考查波尔理论的基本形式；光的波长、频率和波速的关系。 解析：由波尔理论可知：ΔE＝hv，对光有：λv＝c ，由两式可知： ，故有： ，从题中数据可知λ1约为λ2的 ， 故ΔE2=0.36比较接近。

17、如图，P是一偏振片，P的振动方向（用带有箭头的实线表示）为竖直方向。下列四种入射光束中，哪几种照射P时能在P的另一侧观察到透射光？ 例2。 2007年全国理综（物理）Ⅱ 17、如图，P是一偏振片，P的振动方向（用带有箭头的实线表示）为竖直方向。下列四种入射光束中，哪几种照射P时能在P的另一侧观察到透射光？ A．太阳光 B．沿竖直方向振动的光 C．沿水平方向振动的光 D．沿与竖直方向成45°角振动的光 光束 P

例3（2007江苏卷） 3、光的偏振现象说明光是横波，下列现象中不能反映光的偏振特性的是 A．一束自然光相继通过两个偏振片，以光束为轴旋转其中一个偏振片，透射光的强度发生变化 B．一束自然光入射到两种介质的分界面上，当反射光与折射光线之间的夹角恰好是90°时，反射光是偏振光 C．日落时分，拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振光片可以使景象更清晰 D．通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹 答案: D 虽然考查的少但要引起注意！

（6）考查光电效应．光子及光子的能量．爱因斯坦光电效应方程 例1。（2009上海卷） 6．光电效应的实验结论是：w对于某种金属（ ） （A）无论光强多强，只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应 （B）无论光的频率多低，只要光照时间足够长就能产生光电效应 （C）超过极限频率的入射光强度越弱，所产生的光电子的最大初动能就越小 （D）超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光电子的最大初动能就越大 【答案】AD。 【解析】每种金属都有它的极限频率，只有入射光子的频率大于极限频率时，才会发生光电效应，且入射光的强度越大则产生的光子数越多，光电流越强；由光电效应方程，可知入射光子的频率越大，产生的光电子的最大初动能也越大，与入射光的强度无关，所以AD正确。

例2。（2009海南卷） 19．模块3-5试题 （I）（5分）已知：功率为100W灯泡消耗的电能的5%转化为所发出的可见光的能量，光速 ，普朗克常量 ，假定所发出的可见光的波长都是560nm，计算灯泡每秒内发出的光子数。 解析： （I）一波长为光子能量为 设灯泡每秒内发出的光子数为 ，灯泡电功率为 ，则 式中， 是灯泡的发光效率。联立①②式得 代入题给数据得

例3。(2009广东卷) 4.硅光电池是利用光电效应原理制成的器件。下列表述正确的是 A．硅光电池是把光能转变为电能的一种装置 B．硅光电池中吸收了光子能量的电子都能逸出 C．逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率无关 D．任意频率的光照射到硅光电池上都能产生光电效应 【答案】A。 【解析】硅光电池是把光能转变为电能的一种装置，A正确；是利用光电效应原理制成的器件，依据光电效应方程可见只有当入射光子的频率大于极限频率时才可能发生光电效应，B错误，C错误，D错误。

例4。 2007年四川理综 19、两种单色光a和b，a光照射某金属时有光电子逸出，b光照射该金属时没有光电子逸出，则 A．在真空中，a光的传播速度较大 B．在水中，a光的波长较小 C．在真空中，b光光子的能量较大 D．在水中，b光的折射率较小 答案:BD

例5。 2006年理综全国 II 19．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hυ0 C 当照射光的频率υ大于υ0时，若υ增大，则逸出功增大 D 当照射光的频率υ大于υ0时，若υ增大一倍，则光电子的最大初动能也增大一倍 答案: AB

例6。 （2006年四川省) 15．现有a、b、c三束单色光，其波长关系为λa>λb>λc。用b光束照射某种金属时，恰能发生光电效应。若分别用a光和c光照射该金属，则可以断定 A．a光束照射时，不能发生光电效应 B．c光束照射时，不能发生光电效应 C．a光束照射时，释放出的光电子数目最多 D．c光束照射时，释放出的光电子的最大初动能最小 【答案】 A

例7。 （2006 年广东卷 ） 13．（15 分） （1）人们发现光电效应具有瞬时性和对各种金属都存在极限频率的规律。请问谁提出了何种学说很好地解释了上述规律？已知锌的逸出功为3.34 eV ，用某单色紫外线照射锌板时，逸出光电子的最大速度为 10 6 m/ s ，求该紫外线的波长λ（电子质量 me= 9. 11×10－31 kg，普朗克常量 h=6.63×10－34J·s， 1eV=1.60×10－19 J） 【高考考点】光子说 光电效应方程 能量守恒定律 【易错点】易出现运算错误 【备考提示】光子说 、光电效应方程和能量守恒定律是高中必须掌握的重点内容

例8。 （2004年天津理综卷）人眼对绿光最为敏感，正常人的眼睛接收到波长为530nm的绿光时，只要每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能观察。普朗克常量为6.63× J·s，光速为3.0× m/s，则人眼能观察到绿光时所接收到的最小功率是（　）    解析　人眼能观察到绿光时所接收到的最小功率即为每秒虽接受到的光能量，由题给条件，可得           所以选项A正确。     说明　本题是直接根据进行计算的题，但必须清楚光的功率、光能量这些概念。

例9。 （2004年全国理综卷）下表给出一些金属材料的逸出功 。          现用波长为400nm的单色光照射上述材料，能产生光电效应的材料最多有几种？（普朗克常量h=6.6× J·S，光c=3.0× m/s）（　 ）     A.5种　　B.4种　　C.3种　　D.2种     解析：　当单色光的频率大于金属中电子的极限频率便能产生光电效应，即照射光光子的能量大于金属中电子的逸功。由E=hv及c=λv，可得 ，代入数据可得 。      照射光的光子的能量大于铯、钙的逸出功，能产生光电效应的材料有2种，故选项D正确。     说明：　解题的关键是知道照射光的频率高于金属的极限频率便有光电子发出，即入射光子的能量hv应大于逸于功W，这样就不需要计算入射光的频率及金属的极限频率。

例10。（2003年全国理综卷）如图9所示，当电键K断开时，用光子能量为2 例10。（2003年全国理综卷）如图9所示，当电键K断开时，用光子能量为2.5eV的一束光照射阴极P，发现电流表读数不为零。合上电键，调节滑线变阻器，发现当电压表读数小于0.60V时，电流表读数仍不为零；当电压表读数大于或等于0.60V时，电流表读数为零。由此可知阴极材料的逸功为（　 ）     A.1.9eV　B.0.6eV　C.2.5eV　D.3.1eV     解析　设照射时光子能量为2.5eV，光电子的最大初动能为          题图中光电管上加的是反向电压，据题意，当反向电压达到U=0.60V以后，具有最大初动能的光电子也不能达到阳极，因此由动能定理得：           由以上两式得：     E=hv-eU=2.5-0.6=1.9eV   图9     所以，选项A正确。     说明：　光电管加的是反向电压，理解当电压 U=0.60V时，具有最大初动能的电子刚好不能达到阳极是解题的关键。        

（7）考查德布罗意物质波和光的波粒二象性 例1。 （2009江苏卷） （3）试通过分析比较，具有相同动能的中子和电子的物质波波长的大小。（3）物质波的的波长为 ，要比较波长需要将中子和电子的动量用动能表示出来即 ，因为 ，所以 ， 故

例2。 （2005年天津理综卷）现用电子显微镜观测线度为d的某生物大分子的结构。为满足测量要求，将显微镜工作时电子的德布罗意波长设定为d/n，其中n＞1。已知普朗克常量h、电子质量m和电子电荷量e，电子的初速度不计，则电子显微镜工作时电子的加速电压应为（　）  所以选项D正确。　     点评：光子的能量公式E=hv和德布罗意物质波的波长公式 中，能量E、动量p是粒子性特征的物理量，与其对应的频率、波长则是波动性特征的物理量，因此，光的粒子性和波动性组成一个有机的统一体，相互间并不是独立存在的，即光具有波粒二象性。

（8）结合原子物理中氢原子的能级内容以及几何光学的内容考查 例1。（2009四川卷） 18.氢原子能级的示意图如图所示，大量氢原子从n＝4的能级向n＝2的能级跃迁时辐射出可见光a，从n＝3的能级向n＝2的能级跃迁时辐射出可见光b，则（ ） A.氢原子从高能级向低能级跃迁时可能会辐射出射线 B.氢原子从n＝4的能级向n＝3的能级跃迁时会辐射出紫外线 C.在水中传播时，a光较b光的速度小 D.氢原子在n＝2的能级时可吸收任意频率的光而发生电离 答案：C 解析：射线的产生机理是原子核受激发，是原子核变化才产生的，A错；根据跃迁规律可知高能级向低能级跃迁时辐射光子的能量等于这两个能级差，从n＝4的能级向n＝3的能级跃迁时会辐射出的光子能量小于a光子的能量、不可能为紫外线，B错；根据跃迁规律可知从n＝4向n＝2跃迁时辐射光子的能量大于从n＝3向n＝2跃迁时辐射光子的能量，则可见光a的光子能量大于b，又根据光子能量E＝hγ可得a光子的频率大于b，则a的折射率大于b，又V＝C/n可得在水中传播时，a光较b光的速度小，B对；欲使在n＝2的能级的氢原子发生电离，吸收的能量一定不小于3.4eV，D错。

18、右图为氢原子能级的示意图，现有大量的氢原子处于n＝4的激发态，当向低能级跃迁时辐射出若干不同频率的光。关于这些光下列说法正确的是 例2。2007年天津理综 18、右图为氢原子能级的示意图，现有大量的氢原子处于n＝4的激发态，当向低能级跃迁时辐射出若干不同频率的光。关于这些光下列说法正确的是 A．最容易表现出衍射现象的光是由n＝4能级跃到n＝1能 级产生的 B．频率最小的光是由n＝2能级跃迁到n＝1能级产生的 C．这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光 D．用n＝2能级跃迁到n＝1能级辐射出的光照射逸出功为 6.34 eＶ的金属铂能发生光电效应 答案: D En/eV n ∞ 4 -0.85 3 -1.51 2 -3.4 1 -13.6

例3。 （2006江苏卷 ） 4．氢原子的能级如图所示，已知可见的光的光子能量范围约为 1.62eV -3.11eV.下列说法错误的是 A．处于 n = 3能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并发 发电离 B．大量氢原子从高能级向 n = 3 能级跃迁时，发出的光具有显 著的热效应 C．大量处于 n = 4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出 6 种不同频率的光 D．大量处于 n = 4是能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出 3种不同频率的可见光 答案: D

例4。 （2006 年重庆卷 ） 7．△OMN为玻璃等腰三棱镜的横截面。a、b两束可见单色光从空气垂直射入棱镜底面MN，在棱镜侧面OM、ON上反射和折射的情况如图20图所示。由此可知 A 棱镜内a光的传播速度比b光的小 B 棱镜内a光的传播速度比b光的大 C a光的频率比b光的高 D a光的波长比b光的长 【答案】 B、D

例5。 （2009天津卷） 7.已知某玻璃对蓝光的折射率比对红光的折射率大，则两种光 A.在该玻璃中传播时，蓝光的速度较大 B.以相同的入射角从空气斜射入该玻璃中，蓝光折射角较大 C.从该玻璃中射入空气发生反射时，红光临界角较大 D.用同一装置进行双缝干涉实验，蓝光的相邻条纹间距较大 答案： C 【解析】由 可知，蓝光在玻璃中的折射率大，蓝光的速度较小，A错；以相同的入射角从空气中斜射入玻璃中，蓝光的折射率大，向法线靠拢偏折得多，折射角应较小，B错。从玻璃射入空气发生全反射时的临界角由公式 可知，红光的折射率小，临界角大，C正确；用同一装置进行双缝干涉实验，由公式 可知蓝光的波长短，相邻条纹间距小，D错

（9）考查在科学技术。生产。生活中的应用 例1。（2009理综福建卷 ） 13、光在科学技术、生产和生活中有广泛的应用，下列说法正确的是 A、用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象 B、用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的衍射现象 C、在光导纤维束内传递图像是利用光的色散现象 D、光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象 【答案】D 【解析】本题结合生活现象考查了有关光的各种性质，考察面广但深度、难度小，容易入手，能使多数考生顺利拿分并。A选项，用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的薄膜干涉现象；B选项，用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的色散现象，本质上是光的折射现象；C选项，在光导纤维束内传递图像是利用光的全反射现象，全反射的典型例子还有沙漠蜃景等；D选项，光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象，以减小反射光增加透射光。

例2。（2008北京卷） 13．下列说法正确的是 A．用分光镜观测光谱是利用光折射时的色散现象 B．用X光机透视人体是利用光电效应 C．光导纤维舆信号是利用光的干涉现象 D．门镜可以扩大视野是利用光的衍射现象 【答案】A 【解析】用X光机透视人体是利用X光的穿透性；光导纤维传输信号是利用光的全反射现象；门镜可以扩大视野是利用光的折射现象。

例3。（ 2007年天津理综 ） 14、下列说法正确的是 A．用三棱镜观察太阳光谱是利用光的干涉现象 B．在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射现象 C．用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象 D．电视机遥控器是利用发出紫外线脉冲信号来变换频道的 答案:B

三。考题命制趋势的特点 纵观近几年来的考题，可以发现有以下特点：虽然大纲中只有8 个知识点：但有的是命题的热点：如物理学史与光的干涉现象光电效应．光子及光子的能量．爱因斯坦光电效应方程 ，有所侧重。有些以往很少考查的近两年出现频率增大，比如激光。物质波。光的偏振现象等。

四。 复习方法与建议 1。一轮复习紧扣课本，梳理知识和方法，.沿着人类对光的本性的认识发展过这一主线来串联知识，构建完整的知识体系。 要在理综物理考试中拿到高分，知识上必须全面了解，不能有任何遗漏，所以物理教学中的非重点内容也必须得到重视。不过对于这些知识点的题目，难度上不大，都是些最基础的知识，考生只要认真学习过，不粗心，应该不会失分。 1。一轮复习紧扣课本，梳理知识和方法，.沿着人类对光的本性的认识发展过这一主线来串联知识，构建完整的知识体系。 2。根据高考对非重点知识的命题特点，即每年均有一道题，体现新教材变化及基本实验现象和规律但能力要求不高，往往学生忽视,容易遗漏 因此对《光的本性》知识点引导学生翻阅课本进行梳理的同时，强化练习，老师可集中利用多媒体课件增强直观现象帮助记忆和理解，起到查漏补缺，弥补可再生知识。 3。结合知识及应用归纳学科思想方法，应对习题变换点

【知识与能力】 以激光散斑测速技术为背景，考查双缝干涉的条纹间距与波长的关系等知识和类比的思想方法，主要测试获取新知识的能力。 高考命题考察学科思想方法如：等效、类比、转化、整体、隔离、科学假设、物理建模、控制变量、数学归纳、状态分析法，图示法、列表法、图像法、等效法等。后期复习引导学生注意基本思想方法归纳。 天津卷第19题）激光散斑测速是一种崭新的测速技术，它应用了光的干涉原理。每二次曝光照相所获得的“散斑对”相当于双缝干涉实验中的双缝，待测物体的速度v与二次曝光时间间隔△t的乘积等于双缝间距。实验中可测得二次曝光时间间隔△t、双缝到屏之距离l以及相邻两条亮纹间距△x。若所用激光波长为λ，则该实验确定物体运动速度的表达式是 A． B． C． D． 【知识与能力】 以激光散斑测速技术为背景，考查双缝干涉的条纹间距与波长的关系等知识和类比的思想方法，主要测试获取新知识的能力。

4。物理学史在近几年来全国卷中没考过，但新课程又提倡，值得重视；光的衍射考得很少，也要重视，注意课本上第一页彩图的利用。