物理光学第一章

3 【广东专用】2014高考物理总复习 第十四章

第一单元 光电效应 光子说

一、单项选择题

1．入射光照射到某金属表面上发生光电效应，若入射光的强度减弱，而频率保持不变，那么( )

A．从光照至金属表面上到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加

B．逸出的光电子的最大初动能将减小

C．单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少

D．有可能不发生光电效应

2．(2011·广州市一模)用能量为5.0 eV的光子照射某金属表面，金属发射出的光电子的最大初动能为1.5 eV，则该金属的逸出功为( )

A．1.5 eV B．3.5 eV

C．5.0 eV D．6.5 eV

3．用不同频率的紫外线分别照射钨和锌的表面而产生光电效应，可得到光电子的最大初动能Ek随入射光频率ν变化的Ek－ν图象，已知钨的逸出功是3.28 eV，锌的逸出功是3.24 eV，若将二者的图线画在同一个Ek－ν坐标图中，用实线表示钨、虚线表示锌，则正确反映这一过程的图是( )

4．如图所示的光电管的实验中，发现用一定频率的单色光照射光电管时，电流表指针会发生偏转，下列说法中不正确的是( )

A．该单色光的频率可能大于光照射的金属片的极限频率

B．该单色光的频率可能等于光照射的金属片的极限频率

C．电流表G的电流方向是a流向b

D．电流表G的电流方向是b流向a

二、双项选择题

5．下列为四种金属的极限频率值：

金 属 铯 钙 铍 银

γ0/×1014Hz 4.525 6.486 9.351 11.530

3 如果某单色光光子的频率为8×1014Hz，对上述哪些金属会发生光电效应( )

A．铯 B．钙

C．铍 D．银

6．绿光能使某种金属产生光电效应，则下列哪些光也能使这种金属产生光电效应( )

A．红光 B．黄光

C．蓝光 D．紫光

2-1 在杨氏实验中，用波长为的氦氖激光束垂直照射到间距为1.00mm的两个小孔上，小孔至屏幕的垂直距离为100cm. 试求在下列两种情况下屏幕上干涉条纹的间距： (1)整个装置放在空气中；(2)整个装置放在n=的水中.

解： 设两孔间距为d，小孔至屏幕的距离为D，装置所处介质的折射率为n，则两小孔出射的光到屏幕的光程差为

21()sinxnrrndndD

所以相邻干涉条纹的间距为

Dxdn

（1） 在空气中时，n＝1。于是条纹间距为

10431.06328106.3210(m)1.010Dxd

（2） 在水中时，n＝。条纹间距为

10431.06328104.7510(m)1.0101.33Dxdn

,

2-2 在杨氏干涉装置中，双缝至屏幕的垂直距离为2.00m. 测得第10级干涉亮纹至中央亮纹之间的距离为3.44cm，双缝间距为0.342mm， 试求光源的单色光波长.

解：在杨氏干涉装置中，两束相干光的光程差为:

sinxddD

根据出现亮条纹的条件0k，对第10级亮条纹，k取10，于是有:

010Dxd

带入数据得:

0231021044.310342.0

由此解出:

nm24.5880

|

2-4

因为：jDxddsin

所以：jDxd )(102.24mdjDx

2-5 用很薄的云母片(n=覆盖在双缝干涉实验装置的一条缝上，观察到干涉条纹移动了9个条纹的距离，光源的波长为 nm，试求该云母片的厚度。

解：设云母片厚度为h，覆盖在双缝中的1r光路上，此时两束相干光的光程差为:

21()(1)xrrhnhdnhkD

当没有覆盖云母片，两束相干光的光程差为:

-

21xrrdkD

因为条纹移动了9个，则:

学号：20094052015，姓名：熊英才

第一章作业

一、填空题：

1001．光的相干条件为 振动方向相同、振动频率相同和相位相同或相位差保持恒定。

1015.迈克尔逊干涉仪的反射镜M2移动0.25mm时,看到条纹移动的数目为1000个，若光为垂直入射，则所用的光源的波长为500nm。

1039,光在媒介中通过一段几何路程相应的光程等于集合路程和媒介折射率的乘积 。

1089. 振幅分别为A1和A2的两相干光同时传播到p点，两振动的相位差为ΔΦ。则p点的光强I＝2212122cosAAAA。

1090. 强度分别为1I和2I的两相干光波迭加后的最大光强maxI=12II。

1091. 强度分别为I1和I2的两相干光波迭加后的最小光强minI=12II。

1092. 振幅分别为A1和A2的两相干光波迭加后的最大光强maxI=212()AA。

1093. 振幅分别为A1和A2的两相干光波迭加后的最小光强minI=212()AA。

1094. 两束相干光迭加时，光程差为λ/2时，相位差=(21)j。

1095. 两相干光波在考察点产生相消干涉的条件是光程差为半波长的奇数倍，相位差为π的奇数倍。

1096. 两相干光波在考察点产生相长干涉的条件是光程差为波长的偶数倍，相位差为π的偶数倍。

1097. 两相干光的振幅分别为A1和A2，则干涉条纹的可见度v=122122(/)1(/)AAAA。

1098. 两相干光的强度分别为I1和I2，则干涉条纹的可见度v=12121212||||IIIIIIII。

1099.两相干光的振幅分别为A1和A2，当它们的振幅都增大一倍时，干涉条纹的可见度为122122(/)1(/)AAAA。

1100. 两相干光的强度分别为I1和I2，当它们的强度都增大一倍时，干涉条纹的可见度12121212||||IIIIIIII_。

红色部分为老师提到的考点。

第一章 光波的基本性质

1.1光的电磁理论

1.1.1 麦克斯韦方程组和物质方程

1． 积分形式的麦克斯韦方程组

光的电磁理论可归纳为一组与E B D H四个矢量有关的方程组，即麦克斯韦方程组

dstBdlEcA 法拉第电磁感应定律的积分公式。意义：变化的磁场可产生电场。

vAdvdsD 电场高斯定律的常用形式。意义：自体积V内部通过闭合曲面向外流出的电通量等于A包围的空间中的自由电荷的总数。

0AdsB 磁场的高斯定律。意义：通过闭合曲面A流出和流入的磁通量相等磁场没有起止点。

dstDJdlHAC)( 麦克斯韦——安培定律。意义：描述了电荷流动会在周围产生环形磁场的事实。

其中 E：电场强度 B：磁感应强度 D：电位移 H：磁场强度 J：电流密度

tD：位移电流密度

2.微分形式的麦克斯韦方程组

tDJHBDtBE0

3.物质方程

为了描述电磁场的普遍规律，除了利用上述涉及E D B H J 各矢量关系的麦克斯韦方程组的四个等式外，还要结合一组与电磁场所在空间媒资有关的方程，即物质方程。 EJBHED1

4.电磁波的产生及传播

当波源处存在着振荡偶极子或其他变速的带电粒子时，由于偶极子内正负电荷的振动，造成了随时间不断变化的电场，按照麦克斯韦电磁理论，它会在周围空间产生随时间变化的磁场，后者又会在周围产生变化的电场。变化的电场和磁场互相依存、交替产生，循环往复，便形成了以一定速度由近及远传播的电磁波。

1.1.2电磁波的波动微分方程

讨论电磁波在无限扩展的均匀、各向同性、透明、无源媒质中传播的波形。“均匀”“各向同性”意味着,,等物质常数均是与位置无关的标量；“透明”意味着0，J=0，否则电磁场在媒质中的交变就会引起电流，消耗电磁波的能量；“无源”意味这0。