高三物理几何光学、物理光学、原子物理考点例人教版教材知识精讲.doc

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高三物理几何光学、物理光学、原子物理考点例人教版

【本讲教育信息】
一.教学内容：
几何光学、物理光学、原子物理考点例

近几年的考题中都贯穿着一个信息：物理光学考查的重点是光的干涉和衍射、光电效应现象及其规律、光子说、光的电磁说、电磁波谱、光电管及其应用、光的波粒二象性。
本章内容，大多是同学们在生活中不太热悉的，知识点多，内容抽象，且知识定量的少，定性多，需要记忆的信息量大，但高考考卷中占分比例小，难度不大，因此会造成考生麻痹轻敌，复习时投入精力过少，基本概念不清、理解记忆程度差，造成考试时不必要的失误。
在今后的高考中，本章内容在题量、难度和占分比例上不会有大幅度变动，占分比例基本不变，主要题型为选择题。

二.夯实基础知识
几何光学以光的直线传播为基础，主要研究光在两个均匀介质分界面处的行为规律及其应用。
从知识要点可分为四方面：一是概念；二是规律；三为光学器件及其光路控制作用和成像；四是光学仪器及应用。
（一）光的反射
1.反射定律
2.平面镜：对光路控制作用；平面镜成像规律、光路图及观像视场。

（二）光的折射
1.折射定律
2.全反射、临界角。全反射棱镜（等腰直角棱镜）对光路控制作用。
3.色散。棱镜及其对光的偏折作用、现象及机理
应用注意：
1.解决平面镜成像问题时，要根据其成像的特点（物、像关于镜面对称），作出光路图再求解。平面镜转过α角，反射光线转过2α
2.解决折射问题的关键是画好光路图，应用折射定律和几何关系求解。
3.研究像的观察范围时，要根据成像位置并应用折射或反射定律画出镜子或遮挡物边缘的光线的传播方向来确定观察范围。
4.无论光的直线传播，光的反射还是光的折射现象，光在传播过程中都遵循一个重要规律：即光路可逆。

（三）光导纤维
全反射的一个重要应用就是用于光导纤维（简称光纤）。光纤有内、外两层材料，其中内层是光密介质，外层是光疏介质。光在光纤中传播时，每次射到内、外两层材料的界面，都要求入射角大于临界角，从而发生全反射。这样使从一个端面入射的光，经过多次全反射能够没有损失地全部从另一个端面射出。
（四）光的干涉
光的干涉的条件是有两个振动情况总是相同的波源，即相干波源。（相干波源的频率必须相同）。形成相干波源的方法有两种：（1）利用激光（因为激光发出的是单色性极好的光）。（2）设法将同一束光分为两束（这样两束光都来源于同一个光源，因此频率必然相等）。下面4个图分别是利用双缝、利用楔形薄膜、利用空气膜、利用平面镜形成相干光源的示意图。

（五）干涉区域内产生的亮、暗纹
1.亮纹：屏上某点到双缝的光程差等于波长的整数倍，即δ=nλ（n=0，1，2，……）
2.暗纹：屏上某点到双缝的光程差等于半波长的奇数倍，即δ=（n=0，1，2，……）
相邻亮纹（暗纹）间的距离。用此公式可以测定单色光的波长。用白光作双缝干涉实验时，由于白光内各种色光的波长不同，干涉条纹间距不同，所以屏的中央是白色亮纹，两边出现彩色条纹，各级彩色条纹都是红靠外，紫靠内。

（六）衍射
注意关于衍射的表述一定要准确。（区分能否发生衍射和能否发生明显衍射）
1.各种不同形状的障碍物都能使光发生衍射。
2.发生明显衍射的条件是：障碍物（或孔）的尺寸可以跟波长相比，甚至比波长还小。

（七）光的电磁说
1.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。
2.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。
各种电磁波的产生机理分别是：无线电波是振荡电路中自由电子的周期性运动产生的；红外线、可见光、紫外线是原子的外层电子受到激发后产生的；伦琴射线是原子的内层电子受到激发后产生的；γ射线是原子核受到激发后产生的（伴随α、β衰变而产生）。
3.各种电磁波的产生、特性及应用。
电磁波产生机理特性应用无线电波LC电路中的周期性振荡波动性强无线技术红外线原子的最外层电子受激发后产生的热作用显著，衍射性强加热、高空摄影、红外遥感可见光引起视觉产生色彩效应照明、摄影、光合作用紫外线化学、生理作用显著、能产生荧光效应日光灯、医疗上杀菌消毒、治疗皮肤病、软骨病等伦琴射线原子的内层电子受激发后产生的穿透本领很大医疗透视、工业探伤γ射线原子核受激发后产生的穿透本领最强探伤；电离作用；对生物组织的物理、化学作用；医疗上杀菌消毒；4.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，可以根据接收到的恒星发出的光的频率，分析其表面温度。

（八）光的偏振
1.光的偏振也证明了