原子物理光学知识点.doc

光学原子物理一、基本概念（一）光的干涉条件：频率相同, 振动方向相同，相位差恒定。

现象：两个相干光源发出的光在相遇的空间相互叠加时，形成明暗相间的条纹。

1．双缝干涉相干光源的获取：采用“分光”的透射法。

当这两列光源到达某点的路程差：Δγ＝kλ(k=0,1,2……)出现亮条纹Δγ＝（2k＋１）λ／2 (k=0,1,2……)暗条纹条纹间距Δx=(L/d) λ（明纹和暗纹间距）·用单色光作光源，产生的干涉条纹是等间距；·用白光作光源，产生彩色干涉条纹，中央为白色条纹；2．薄膜干涉：相干光源的获取，采用“分光”的反射法由薄膜的前后两个表面反射后产生的两列相干光波叠加形成的干涉现象：·入射光为单色光，可形成明暗相间的干涉条纹·入射光是白光，可形成彩色干涉条纹。

3．光的干涉在技术上的应用（1）用干涉法检查平面（等间距的平行线）（2）透镜和棱镜表面的增透膜，增透膜的厚度等于入射光在薄膜中波长的1/4 （二）光的衍射光离开直线路径绕到障碍物阴影里的现象为称光的衍射现象。

*产生明显衍射条件：障碍物或孔的尺寸小于光波波长或和光波波长差不多。

*现象：（１）泊松亮斑（２）单缝衍射·单色光通过单缝时，形成中间宽且亮的条纹，两侧是明暗相间的条纹，且条纹宽度比中间窄；·白光通过单缝时，形成中间宽的白色条纹，两侧是窄且暗的彩色条纹。

（三）光的电磁说１．电磁波谱a．将无线电波，红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、γ射线按频率由小到大（或波长从长到短）的顺序排列起来，组成电磁波谱；b．·无线电波是LC振荡电路中自由电子周期性运动产生·红外线、可见光、紫外线是原子的外层电子受激发后产生；·伦琴射线是原子的内层电子受到激发后产生；·γ射线是原子核受到激发后产生。

２．光谱与光谱分析光谱*由于每种元素都有自己的特征谱线，明线光谱或吸收光谱都含有这些特征谱线，故可根据明线光谱或吸收光谱分析，鉴别物质或确定它的化学组成。

第四节光学、原子物理一、知识结构 (一)光学1.懂得光的直线传播的性质，并能据此解释有关的自然现象。

2.掌握平面镜成像的特点，并利用它解决实际问题。

3.掌握光的折射规律及其应用；了解全反射的条件及临界角的计算，理解棱镜的作用原理。

4.明确透镜的成像原理和成像规律，能熟练应用三条特殊光线的作用和物像的对应关系作图，正确理解放大率的概念和光路可逆的问题。

注意光斑和像的区别和联系。

5.了解光的干涉现象和光的衍射现象及加强、减弱的条件。

6.掌握光的电磁学说的内容；明确不同电磁波产生的机理和各种射线的特点和作用。

理解光谱的概念和光谱分析的原理。

7.掌握光电效应规律，理解光电效应四个实验的结论，了解光的波粒二象性的含义。

(二)原子物理1.掌握卢瑟福核式结构模型及其意义。

2.了解玻尔的三个量子化假设。

3.掌握α、β、γ射线的本质和本领。

4.了解放射性元素的半衰期及其应用。

二、例题解析例1下列成像中，能满足物像位置互换(即在成像处换上物体，则在原物体处一定成像)的是()A.平面镜成像B.置于空气中的玻璃凹透镜成像C.置于空气中的玻璃凸透镜成实像D.置于空气中的玻璃凸透镜成虚像 【解析】由光路可逆原理，本题的正确选项是C例2在“测定玻璃的折射率”实验中，已画好玻璃砖界面两直线aa ′与bb ′后，不小心误将玻璃砖向上稍平移了一点，如下图左所示，若其他操作正确，则测得的折射率将()A.变大B.变小C.不变D.变大、变小均有可能【解析】要解决本题，一是需要对测折射率的原理有透彻的理解，二是要善于画光路图。

设P 1、P 2、P 3、P 4是正确操作所得到的四枚大头针的位置，画出光路图后可知，即使玻璃砖向上平移一些，如上图右所示，实际的入射角没有改变。

实际的折射光线是O 1O ′1，而现在误把O 2O ′2作为折射光线，由于O 1O ′1平行于O 2O ′2，所以折射角没有改变，因此折射率不变。

例3如下图所示，折射率为n ＝2的液面上有一点光源S ，发出一条光线，垂直地射到水平放置于液体中且距液面高度为h 的平面镜M 的O 点上，当平面镜绕垂直于纸面的轴O 以角速度ω逆时针方向匀速转动时，液面上的观察者跟踪观察，发现液面上有一光斑掠过，且光斑到P 点后立即消失，求：(1)光斑在这一过程的平均速度。

物理光学知识点物理光学是物理学的一个分支，研究光的传播、反射、折射、干涉、衍射、偏振等现象以及与物质的相互作用。

在本文中，我们将介绍物理光学的一些重要知识点。

1. 光的传播速度光在真空中的传播速度是一个常数，即光速。

根据现行国际单位制的定义，光速的数值约为每秒299,792,458米。

这是一个非常快的速度，足以让光在一秒内绕地球走7.5圈。

2. 光的波动性和粒子性光既可以表现出波动性，也可以表现出粒子性。

这种“波粒二象性”是量子力学的基本原理之一，也被称为光的量子论。

根据光的具体实验条件，我们可以采用波动或粒子模型来解释和预测光的行为。

3. 光的反射和折射光在与界面接触时会发生反射和折射。

反射是指光从界面上的垂直方向弹回，形成镜面反射。

折射是指光从一种介质传播到另一种介质时发生方向改变。

根据斯涅尔定律，光的入射角和折射角之间存在特定的关系。

4. 光的干涉和衍射当两束或多束光波相遇时，会发生干涉现象。

干涉分为构造干涉和破坏干涉。

构造干涉是指光的相位叠加导致明暗相间的干涉条纹，例如杨氏双缝干涉实验。

破坏干涉是指光的相位差引起的干涉现象，例如红外夜视摄像机。

光通过狭缝或物体边缘时，会发生衍射现象。

衍射是光波的波前在遇到障碍物时发生弯曲并扩散的现象。

衍射过程中光波的相位和强度分布规律与观察距离和衍射孔径的大小有关。

5. 光的偏振光波在传播过程中，振动方向不随时间变化的现象称为偏振。

光可以是线偏振、圆偏振或者椭圆偏振的。

线偏振光的振动方向只在一个平面上，圆偏振光的振动方向沿着一个圆周，而椭圆偏振光的振动方向沿着一个椭圆。

6. 光的色散色散是指光在透明介质中传播时，不同波长的光的折射率不同而导致的色彩分离现象。

著名的实验是牛顿的光的色散实验，他将一束白光通过一个三棱镜，观察到光被分成了七种颜色的光谱。

7. 光的吸收和透射物质对光的吸收和透射是光与物质相互作用的重要现象。

当光通过物质时，会与物质中的原子或分子相互作用，一部分光被吸收，一部分光通过物质并被透射出来。

光的反射入射角等于反射角光的折射sini C sin 90 o 空nv介sinC几何光学sin 介光路是可逆的光的频率（颜色）由光源决定，与介质无关光从一种介质进入另一种由水面上看水下光源时，视深 d ' d / n介质，频率不变由水面下看水上物体时，视高d'nd1 条件： 1. 光密到光疏；全反射sin c =（C为临界角）2. 入射角等于或大于临界角n光的色散光密三棱镜：光线向底面偏折光疏三棱镜：光线向顶角偏折l 亮条纹δ =k λ暗条纹δ=双缝干涉xd 2光的干涉( 2 n1 )光薄膜干涉波动光学单缝衍射X 射线小孔衍射光的衍射小球衍射无线电波①①光导纤维②②全反射棱镜光的色散颜色n f λV C临E光子红小小大大大小紫大大小小小大肥皂膜、空气膜、油膜、牛顿环、光学器件增透膜、冷光灯结构示意图， E 为灯丝电源。

在 K 、 A 两电极间加上几万伏的直流高压, 使射线管发出 X 射线红外线可见光紫外线X射线射线光的偏振光是一种横波振荡电路中自由原子外层电子受到激发原子内层电子受激电子周期性运动产生发产生的原子核受激发产生学光的本性电磁波麦克斯韦提出光在本质上是一种电磁波赫兹用实验证明了光的电磁说的正确性V ＝λ f粒子性光电效应E K hv －W 种类产生主要性质应用举例光的波粒E = hv 康普顿效应石墨中的电子对x 射线的散射现象红外线一切物体热效应遥感、遥控、加热二象性原子跃迁时辐射或吸收的光子能量hv = Em- E n 紫外线高温物体化学效应荧光、杀菌波动性干涉、衍射、多普勒效应、偏振都是波的特有现象X 射线阴极射线射到固体表面强穿透性透视、金属探伤物质波德布罗意波任何运动物体都有与之对应的波长λ物质波：λ =h/p 电子衍射现象概率波光子在空间位置出现的概率以及运动的微观粒子在某点附近出现的概率由波动规律确定光波和物质波是概率波光谱连续光谱：炽热固液高压气体发光发射光谱 [明线光谱 ]：稀薄气体或金属蒸气吸收光谱：光通过物质被吸收一部分形成的。

光电效应，光子
1．光电效应：在光的照射下（可见光或不可见光），物体发射电子的现象，发射出的电子叫光电子。

2．光电效应的规律
a．极限频率：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，才能发生光电效应。

b．最大初动能：光电子的最大初动能，与入射光的强度无关，只随入射光的频率增大而增大。

c．瞬时性：光电效应的产生几乎是瞬时的，一般不超过10-9s
d．光电流强度：当入射光的频率大于极限频率时，光电流的强度与入射光的强度成正比
3．爱因斯坦的光子说
光是一份一份地不连续传播的，每一份叫做一个光子，光子的能量与它的频率成正比: E=h υ, K光谱朗克常数=6.63×10-34J·S
(hυ=E
k +W=E
k
+ hυ
) υ
：极限频率
注意：光的强度是指光束的能量; 若单位时间内射到金属表面单位面积上的频率为υ，光子数为n，则光强为nhυ。

4．光的波粒二象性
*大量的光子运动规律表现出波动性，个别光子运动表现出粒子性;
*光的波长越长，波动性越明显，越容易观察到光的干涉和衍射，光频率越高，粒子性越明显，贯穿本领越强;
*光速v，频率υ，波长λ的关系v=λυ光子能量 E=hυ=hc/λ
=hv/λ
*光从真空射入介质中，频率不变，故光的颜色和光子能量不变，但波长和光速发生变化。

光学一、光的折射1．折射定律：2．光在介质中的光速：3．光射向界面时，并不是全部光都发生折射，一定会有一部分光发生反射。

4．真空/空气的n等于1，其它介质的n都大于1。

5．真空/空气中光速恒定，为，不受光的颜色、参考系影响。

光从真空/空气中进入介质中时速度一定变小。

6．光线比较时，偏折程度大（折射前后的两条光线方向偏差大）的光折射率n大。

二、光的全反射1．全反射条件:光由光密（n大的)介质射向光疏(n小的)介质；入射角大于或等于临界角C，其求法为.2．全反射产生原因:由光密(n大的）介质，以临界角C射向空气时，根据折射定律，空气中的sin角将等于1，即折射角为90°；若再增大入射角，“sin空气角”将大于1，即产生全反射.3．全反射反映的是折射性质,折射倾向越强越容易全反射。

即n越大，临界角C越小，越容易发生全反射。

4．全反射有关的现象与应用:水、玻璃中明亮的气泡；水中光源照亮水面某一范围；光导纤维（n大的内芯，n小的外套,光在内外层界面上全反射）三、光的本质与色散1．光的本质是电磁波,其真空中的波长、频率、光速满足(频率也可能用表示），来源于机械波中的公式。

2．光从一种介质进入另一种介质时，其频率不变，光速与波长同时变大或变小.3．将混色光分为单色光的现象成为光的色散.不同颜色的光，其本质是频率不同，或真空中的波长不同。

同时，不同颜色的光，其在同一介质中的折射率也不同。

4．色散的现象有：棱镜色散、彩虹。

频率f（或ν)真空中里的波长λ折射率n同一介质中的光速偏折程度临界角C红光大大大紫光大大大原因n越大偏折越厉害发生全反射光子能量发生光电效应双缝干涉时的条纹间距Δx发生明显衍射红光大容易紫光容易大容易原因临界角越小越容易发生全反射波长越大越有可能发生明显衍射四、光的干涉1．只有频率相同的两个光源才能发生干涉。

2．光的干涉原理（同波的干涉原理）:真空中某点到两相干光源的距离差即光程差Δs.当时，即光程差等于半波长的奇数倍时，由于两光源对此点的作用总是步调相反，叠加后使此点振动减弱;当时，即光程差等于波长的整数倍,半波长的偶数倍时,由于两光源对此点的作用总是步调一致，叠加后使此点振动加强。

光学和原子物理知识点总结一、光学知识点总结：1.光的性质：光是一种电磁波，有波动和粒子性质，具有传播速度、波长、频率等特点。

2.光的传播：光在介质中传播具有折射和反射现象，符合斯涅尔定律和菲涅尔定律。

3.光的干涉和衍射：光的干涉是指光波互相叠加形成明暗条纹，根据干涉的方式可以分为干涉仪、杨氏双缝干涉等；光的衍射是光波通过小孔或障碍物后出现偏折现象。

4.波粒二象性：光既可以表现出波动性，又可以表现出粒子性。

光子是光的微观粒子，它具有能量量子化性质，与频率和波长有关。

5.光的偏振：光的偏振是指光波振动方向相同的现象，可利用偏光片实现光的偏振和解偏。

6.光的发射和吸收：物质吸收光能量后会发生跃迁，由低能级到高能级称为吸收，由高能级到低能级称为发射。

二、原子物理知识点总结：1.原子结构：原子由原子核和绕核运动的电子构成，原子核由质子和中子组成，电子以轨道的形式存在。

2.原子模型：目前常用的原子模型是量子力学中的泡利原理，描述原子中的电子排布规律。

3.原子光谱：原子内电子跃迁过程中会辐射出特定的波长的光，形成原子光谱，可以用来研究原子内结构。

4.原子核衰变：原子核的衰变包括α衰变、β衰变和γ射线衰变，其中α衰变是放出α粒子，β衰变是放出β粒子，γ射线衰变是电磁波的放射。

5.原子核反应：原子核反应是指原子核之间的相互作用，包括核裂变、核聚变和放射性衰变等。

6.原子核能级：原子核具有能级结构，不同能级对应不同的核子排布和核态，能级之间的跃迁导致放射性核衰变或核反应的发生。

以上为光学和原子物理知识点的总结，光学研究光的传播和相互作用，原子物理研究原子结构和性质。

深入理解和应用这些知识，对于物理学和相关领域的研究都具有重要的意义。

物理课外活动小组在“用单摆测定重力加速度”实验中测出了不同摆长（L）所对应周期（T），在进行数据处理时
（1）甲同学以摆长（L）为横坐标，周期（T）的平方为纵坐标作出T2-L图线，若他由图象测的图线斜率为K，则测得的重力加速度g=____________若甲同学测摆长时，忘记测摆球半径，则他用图象法求的重力加速度（）（选填“偏大”、“偏小”“准确”）
（2）乙同学根据公式得：并计算加速度，若他测摆长时把摆线长当成摆长（忘记加上小球半径），则他测得的重力加速度____________（选填“偏大”“偏小”“准确”）
三、本题共4小题，共50分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。

有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

竖直上抛一物体，经t秒落回原处，若星球半径为R，
15. （10分）某人在某星球上以初速度v
则在该星球上发射卫星的“第一宇宙速度”是多少？
16. （12分）在海滨游乐场里有一种滑沙的游乐活动，如图10，人坐在滑板上从斜坡的高处由静止滑下，滑到斜面底端B点后沿水平的滑道再滑行一段距离到C点停下，若某人及滑板总质量
m=6kg，滑板与斜坡滑道和水平滑道动摩擦因数相同，均为，斜坡倾角，整个运动过程中空气阻力不计，g取，（）。

①人从斜坡滑下的加速度多大？
②若由于场地的限制，水平滑道最大距离L=20m，则人在斜坡上滑下的距离AB应不超过多少？
图10。

物理口诀（三）热学、光学、原子物理
热学
1．分子引力势能随着分子距离增大而增大，分子斥力势能随着分子距离增大而减小。

2．内能大小三要素，质量、状态和温度。

3．热二律方向性，热量高温传低温；二类永动机制不成；能量耗散没法用。

4．理想气体微观模型，分子无大小，分子力等于零。

5、气体压强大小两因素，宏观温度和密度；微观分子平均动能和个数。

光学
1．N大密。

2．反入法两侧，三线一平面，两角相等
3．凸透会，凹透散。

5．一点两线，一物两端点，范围镜端点。

6．红频小，紫频大，红快紫慢进媒质。

7．干涉衍射波动性，光电效应粒子性，光的本性波粒二象性。

8．光电效应四规律，饱和电流看光强，遏止电压看频率。

9．光谱一吸一发，一明一暗。

10、松衍（抱孙爷），增透干（枕头干）
11、光波三要素，波长，频率和波速，进了介质两变小，频率做代表。

12、光是横波会偏振，偏振光一方向，自然光多方向。

13、激光亮度高，强度大，平行度好，有方向性，相干光。

原子物理
1．原子激发升能级，势能要增加，动能要减少，吸收光谱跑不了。

2．原子发光降能级，势能要减少，动能要增加，原子光谱跑不了。

3．衰变嬗变聚裂变，质电能三平衡，质量亏损原子能。

高三物理光学和原子知识点光学和原子是高中物理课程中较为抽象而深奥的内容，掌握这些知识点对于理解物质的微观结构和光的传播过程非常重要。

本文将重点讲解高三物理中光学和原子的关键知识点，帮助同学们更好地理解和记忆这些内容。

1. 光的折射和反射折射和反射是光学的基本现象。

当光从一种介质射向另一种介质时发生折射，而当光遇到界面时则发生反射。

根据斯涅尔定律，入射角、折射角和介质的折射率之间满足一个关系式，即n₁sinθ₁=n₂sinθ₂（其中n₁和n₂分别是两种介质的折射率，θ₁和θ₂分别是入射角和折射角）。

同时，反射也分为射线反射和面反射。

射线反射是指光线在物体表面上发生反射，根据光的反射定律，入射角等于反射角；而面反射则是指光线在光滑的界面上发生全反射，此时入射角大于临界角。

2. 球面镜与透镜球面镜具有折射和反射的性质，常见的有凸透镜、凹透镜、凸面镜和凹面镜。

光线通过凸透镜会发生透射和折射，分为实像和虚像；凹透镜则会发生透射和折射，只产生虚像。

对于球面镜，我们可以通过焦距、物距和像距来描述其成像特性。

其中，焦距是指光线平行于主光轴射入球面镜后，经过折射后会汇聚或发散的位置，可以根据球面镜的凸凹程度确定；物距是指光线从物体射入球面镜的位置；像距是指光线从球面镜射出后在像的位置。

3. 原子结构和能级原子是物质的基本单位，其结构包括原子核和电子云。

原子核由质子和中子组成，而电子云则是围绕原子核运动的电子。

根据量子力学的原理，电子只能在特定能级上运动，而且每个能级只能容纳特定数量的电子。

能级越靠近原子核，能量越低。

当电子从低能级跃迁到高能级时，会吸收能量；而当电子从高能级跃迁到低能级时，会释放能量。

光的发射和吸收现象可以通过原子的能级跃迁来解释。

当电子从高能级跃迁到低能级时，会释放出与跃迁差值相等的能量的光子；而当光子被物质吸收时，会导致电子跃迁到高能级。

4. 光谱和波粒二象性在光学中，光谱是指将光按照波长或频率分解成不同成分的过程。

高中物理人教版必修三《光学和原子物理学》教案一、教学目标1. 了解光的基本性质和光的传播规律；2. 掌握光的反射、折射、衍射和干涉等光学现象的解释；3. 理解原子结构及原子物理学的基本概念；4. 熟悉原子核的结构和放射性变换；5. 能够应用光学和原子物理学的知识解决相关问题。

二、教学内容1. 光的基本性质1.1 光的传播方式1.2 光的速度和光的波动性质1.3 光的直线传播和独立性原理2. 光的反射和折射2.1 光的反射定律2.2 理想平面镜成像规律2.3 光的折射定律2.4 厚透镜和薄透镜成像规律3. 光的衍射和干涉3.1 色散和光的分光现象3.2 衍射的条件和衍射的应用3.3 干涉的条件和干涉的应用4. 光的偏振4.1 光的偏振现象和偏振光的特性4.2 偏光片的工作原理和应用5. 原子结构和原子物理学5.1 原子结构的发展5.2 物质的稳定性和微观结构5.3 原子中的粒子和电子能级6. 原子核的结构和放射性变换6.1 原子核的组成和尺度6.2 放射性现象和核反应6.3 放射性计量和辐射应用三、教学重点1. 光的反射和折射的规律；2. 光的衍射和干涉的条件和应用；3. 光的偏振现象和偏振光的特性；4. 原子结构和原子物理学的基本概念；5. 原子核的结构和放射性变换的理解。

四、教学方法1. 导入法：通过引发学生的思考，建立与现实生活相关的问题，激发学生的学习兴趣；2. 实验法：通过进行一系列的实验，让学生亲自操作和观察，加深对光学现象和原子物理学的理解；3. 讨论法：组织小组或全班讨论，引导学生分析和解决光学和原子物理学中的问题；4. 归纳法：总结和归纳光学和原子物理学中的规律和概念，帮助学生理清知识体系；5. 演示法：通过投影仪、多媒体等展示器材，展示光学实验和原子物理学的示意图，直观地呈现给学生。

五、教学资源1. 人教版高中物理必修3教材；2. 实验器材：平面镜、凸透镜、薄透镜、偏光片等；3. 多媒体教学资源：投影仪、计算机、电子白板等。

物理学中的光学和原子核物理基本概念一、光学基本概念1.1 光的传播光在同种、均匀、透明介质中沿直线传播，称为直线传播。

1.2 光的折射光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折，称为折射。

1.3 光的反射光在传播过程中遇到障碍物被反射回来，称为反射。

1.4 光的色散太阳光经过三棱镜折射后，分散成七种颜色，称为光的色散。

二、原子核物理基本概念2.1 原子结构原子由原子核和核外电子组成，原子核由质子和中子组成。

2.2 核裂变重核分裂成两个质量较小的核，同时释放大量能量的过程，称为核裂变。

2.3 核聚变两个轻核合并成一个质量较大的核，同时释放大量能量的过程，称为核聚变。

2.4 放射性某些元素的原子核不稳定，会自发地放射出射线，这种现象称为放射性。

2.5 半衰期放射性物质衰变到一半所需的时间，称为半衰期。

2.6 原子能级原子核和核外电子在能量上的不同状态，称为原子能级。

2.7 量子力学研究原子、分子、固体等微观粒子运动规律的物理学分支，称为量子力学。

以上是光学和原子核物理的基本概念，希望对你有所帮助。

习题及方法：一、光学习题1.习题一：光从空气斜射入水中，入射角为30°，求折射角。

解题方法：应用斯涅尔定律，n1sin(θ1) = n2sin(θ2)，其中n1为空气的折射率（近似为1），n2为水的折射率（约为1.33），θ1为入射角，θ2为折射角。

sin(30°) = 0.5，sin(θ2) = 0.5/1.33 ≈ 0.375，θ2 ≈ arcsin(0.375) ≈ 22.6°。

折射角约为22.6°。

2.习题二：一束太阳光通过三棱镜后，在白屏上形成了七种颜色的光带，哪种颜色的光折射率最大？解题方法：不同颜色的光在经过三棱镜时，由于折射率不同，分散程度不同。

通常情况下，紫光的折射率最大，红光的折射率最小。

因此，紫色的光带折射率最大。

3.习题三：一个平面镜的镜面面积为0.1平方米，一束光线垂直射到镜面上，求反射光线的亮度。

基本实验1．能叙述光电效应的实验过程及相关结论2．会用卡尺（或小孔）观察光的单缝衍射现象原子物理学二、基本实验1．α粒子散射实验的装置及发生的现象2．卢瑟福发现质子的实验装置、过程及结论3．查德威克发现中子的实验示意图[典型例题]光学原子物理例1 下列成像中，能满足物像位置互换(即在成像处换上物体，则在原物体处一定成像)的是()A.平面镜成像B.置于空气中的玻璃凹透镜成像C.置于空气中的玻璃凸透镜成实像D.置于空气中的玻璃凸透镜成虚像【解析】由光路可逆原理，本题的正确选项是C例2 在“测定玻璃的折射率”实验中，已画好玻璃砖界面两直线aa′与bb′后，不小心误将玻璃砖向上稍平移了一点，如下图左所示，若其他操作正确，则测得的折射率将()A.变大B.变小C.不变D.变大、变小均有可能【解析】要解决本题，一是需要对测折射率的原理有透彻的理解，二是要善于画光路图。

设P1、P2、P3、P4是正确操作所得到的四枚大头针的位置，画出光路图后可知，即使玻璃砖向上平移一些，如上图右所示，实际的入射角没有改变。

实际的折射光线是O1O′1，而现在误把O2O′2作为折射光线，由于O1O′1平行于O2O′2，所以折射角没有改变，因此折射率不变。

例3 如下图所示，折射率为n＝的液面上有一点光源S，发出一条光线，垂直地射到水平放置于液体中且距液面高度为h的平面镜M的O点上，当平面镜绕垂直于纸面的轴O以角速度ω逆时针方向匀速转动时，液面上的观察者跟踪观察，发现液面上有一光斑掠过，且光斑到P点后立即消失，求：(1)光斑在这一过程的平均速度。

(2)光斑在P点即将消失时的瞬时速度。

【解析】光线垂直于液面入射，平面镜水平放置时反射光线沿原路返回，平面镜绕O逆时针方向转动时经平面镜的反射，光开始逆时针转动，液面上的观察者能得到由液面折射出去的光线，则看到液面上的光斑，从P处向左再也看不到光斑，说明从平面镜反射P点的光线在液面产生全反射，根据在P处产生全反射条件得：sinθ＝，θ＝45°(1)因为θ＝45°，PA＝OA＝h，t＝(2)光斑转到P位置的速度是由光线的伸长速度和光线的绕O转动的线速度合成的，光斑在P位置的线速度为2 ωh，所以光斑沿液面向左的速度v＝v线/cos45°＝2 ωh/cos45°＝4ωh。

热学、光学、原子物理学考点解析每套高考试题中都有2～3道分别涉及热学、光学、原子物理学知识与方法的试题，多为选择题，难度属于容易或中等。

试题一般是关于基本概念、规律的辨析或它们在简单情景下的综合。

一套试题中若出现3道试题，一般是热学、光学、原子物理学各一道；若是2道试题，一般是热学一道，光学与原子物理学综合一道。

热学考查热点有分子动理论、布朗运动、单分子油膜法估测分子直径、温度、内能及其改变、气体压强、热力学定律等，试题多为综合问题。

光学考查的热点有光的折射与全反射、光的干涉与衍射、利用光的干涉测波长、光电效应、光的本性等，试题不是对光的传播与本性的单独考查，就是对两者的综合考查。

原子物理考查的热点有放射性及射线、半衰期、核反应及质量亏损与核能的释放、能级跃迁等，试题也有能级跃迁与光学的综合问题。

近几年高考试题中，对物理史料的考查，往往涉及热学、光学、原子物理等经典物理中的重大发现或重要史料。

例1（2009上海）光电效应的实验结论是：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解析：每种金属都有它的极限频率νo，只有入射光子的频率大于极限频率νo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E k=hν-hνo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。

故BC错AD对，选D例2（2009全国理综I）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．10．50eV B．0．98eV C．0．53eV D．0．36eV解析：原子由较高能量能级向能量较低能级跃迁时放出光子（发光），光子的能量等于两能级能量之差，所以有：，。

光学与原子物理学复习考点名称：氢原子的能级1、氢原子的能级图2、光子的发射和吸收①原子处于基态时最稳定，处于较高能级时会自发地向低能级跃迁，经过一次或几次跃迁到达基态，跃迁时以光子的形式放出能量。

②原子在始末两个能级Em 和En（m>n）间跃迁时发射光子的频率为ν，其大小可由下式决定：hγ=Em -En。

③如果原子吸收一定频率的光子，原子得到能量后则从低能级向高能级跃迁。

④原子处于第n能级时，可能观测到的不同波长种类N为：。

⑤原子的能量包括电子的动能和电势能（电势能为电子和原子共有）即：原子的能量En =EKn+EPn。

轨道越低，电子的动能越大，但势能更小，原子的能量变小。

电子的动能：，r越小，EK越大。

氢原子的能级及相关物理量:在氢原子中，电子围绕原子核运动，如将电子的运动看做轨道半径为r的圆周运动，则原子核与电子之间的库仑力提供电子做匀速圆周运动所需的向心力，那么由库仑定律和牛顿第二定律，有，则①电子运动速率②电子的动能③电子运动周期④电子在半径为r的轨道上所具有的电势能⑤等效电流由以上各式可见，电子绕核运动的轨道半径越大，电子的运行速率越小，动能越小，电子运动的周期越大．在各轨道上具有的电势能越大。

原子跃迁时光谱线条数的确定方法:1．直接跃迁与间接跃迁原子从一种能量状态跃迁到另一种能量状态时，有时可能是直接跃迁，有时可能是间接跃迁，两种情况辐射(或吸收)光子的频率可能不同。

2．一群原子和一个原子氧原子核外只有一个电子，这个电子在某个时刻只能处在某一个可能的轨道上，在某段时间内，由某一轨道跃迁到另一个轨道时，可能的情况只有一种，但是如果容器中盛有大量的氢原子，这些原子的核外电子跃迁时就会有各种情况出现了。

3．一群氢原子处于量子数为n的激发态时，可能辐射的光谱线条数，数学表示为4．一个氢原子处于量子数为n的激发态时，可能辐射的光谱线条数：最少放出一个光子，最多可放出n一1个光子。

利用能量守恒及氢原子能级特征解决跃迁电离等问题的方法:在原子的跃迁及电离等过程中，总能量仍是守恒的。

(5分)图中画出了氢原子的4个能级，并注明了相应的能量E。

处在n=4的能级的一群氢原子向低能级跃迁时，能够发出若干种不同频率的光波。

已知金属钾的逸出功为2.22eV。

在这些光波中，能够从金属钾的表面打出光电子的总共有
12．(5分)激光散斑测速是一种崭新的技术，它应用了光的干涉原理，用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，待测物体的速度与二次曝光的时间间隔的乘积等于双缝间距，实验中可测得二次曝光时间间隔、双缝到屏
之距离以及相邻亮纹间距，若所用的激光波长为，则该实验确定物体运动速度的表达式为。

光电效应、量子理论，原子及原子核物理一、光的粒子性1、光电效应（1）光电效应：在光（包括不可见光）的照射下，从物体发射出电子的现象称为光电效应。

（2）光电效应的实验规律：装置：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发生光电效应，低于极限频率的光不能发生光电效应。

②光电子的最大初动能与入射光的强度无关，光随入射光频率的增大而增大。

③大于极限频率的光照射金属时，光电流强度（反映单位时间发射出的光电子数的多少），与入射光强度成正比。

④金属受到光照,光电子的发射一般不超过10－9秒.2、波动说在光电效应上遇到的困难波动说认为：光的能量即光的强度是由光波的振幅决定的与光的频率无关。

所以波动说对解释上述实验规律中的①②④条都遇到困难3、光子说（1）量子论:1900年德国物理学家普郎克提出:电磁波的发射和吸收是不连续的，而是一份一份的，每一份电磁波的能量E=hv(2）光子论:1905年受因斯坦提出：空间传播的光也是不连续的，而是一份一份的，每一份称为一个光子，光子具有的能量与光的频率成正比.即:E=hv ,其中h为普郎克恒量h=6。

63×10－34J·s(3)光电效应方程 E k=hv-W4、光子论对光电效应的解释金属中的自由电子,获得光子后其动能增大,当功能大于脱出功时，电子即可脱离金属表面,入射光的频率越大，光子能量越大，电子获得的能量才能越大，飞出时最大初功能也越大。

二、波粒二象性1、光的干涉和衍射现象,说明光具有波动性，光电效应,说明光具有粒子性,所以光具有波粒二象性。

2、个别粒子显示出粒子性,大量光子显示出波动性，频率越低波动性越显著,频率越高粒子性越显著3、光的波动性和粒子性与经典波和经典粒子的概念不同（1）光波是几率波，明条纹是光子到达几率较大，暗条纹是光子达几率较小,这与经典波的振动叠加原理有所不同（2）光的粒了性是指光的能量不连续性，能量是一份一份的光子，没有一定的形状，也不占有一定空间，这与经典粒子概念有所不同原子和原子核一、原子结构：1、电子的发现和汤姆生的原子模型：(1）电子的发现：1897年英国物理学家汤姆生，对阴极射线进行了一系列的研究，从而发现了电子。

原子物理学基石之一：泡利不相容原理1925年，比海森堡发现量子力学稍早一点，奥地利物理学家泡利发现了一个重要原理，即泡利不相容原理。

这个原理非常重要，没有它，我们就很难解释原子结构，当然也很难解释分子结构。

那么，泡利不相容原理说的是什么呢？这个原理说，两个电子不可能处于同一个量子态中。

推而广之，任何一个电子只能处于不同的状态中。

怎么理解这个说法呢？在泡利发现这个原理时，海森堡的量子力学还没有建立，与海森堡量子力学等价的薛定谔波动力学更没有建立，所以，泡利那时用的是玻尔的轨道概念。

在玻尔的轨道概念中，我们可以这样理解泡利的原理：假设一个原子里有两个电子，那么，一个轨道上最多容纳两个电子。

可是，在旧量子论中，一个轨道就是电子的一个状态，那么，泡利为什么会说一个轨道电子的状态可以容纳两个电子呢？这是因为上堂课中提到的电子自旋。

一个轨道上，电子可以有两种状态：自旋向上或者自旋向下。

也就是说，如果两个电子同时在这个轨道上，那么，一个电子的自旋是向上的，另一个电子的自旋是向下的。

这样，这两个电子其实处于不同的状态。

有趣的是，泡利写他的论文时，物理学家们还没有发现电子的自旋。

就在泡利发表他的原理的同一年，另外两个物理学家在泡利论文的启发下，发现了电子的自旋。

故事听起来有点绕，但这就是历史的真相。

现在的量子力学早已抛弃了轨道的概念。

代替轨道的是量子态，用薛定谔发现的概念来说，一个量子态就是一个波。

泡利不相容原理可以这样说：在一个波态中，可以允许有两个电子，其中一个电子自旋向上，一个电子自旋向下。

如果我们将电子态比喻成云彩，泡利发现的这个原理可以这么说：两个电子不可能处于同一朵云彩中，当然，这朵云彩还含有电子的自旋状态。

泡利不相容原理十分重要，它解释了原子的刚性：由于电子的“云彩”具有排他性，因此电子的“云彩”和现实生活中的云彩不同，不可能融合在一起。

后来，有物理学家用泡利不相容原理解释为什么物质不会一直不断地缩小。