高三物理042.doc

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期数： 0512 WLG3 042
学科：物理 年级：高三 编稿老师：王晔
审稿老师：张凤莲

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第三单元 光的电磁说 电磁波谱
一、光的电磁说
麦克斯韦电磁场理论和以后的实践证明；光现象实质是一种电磁现象，光波是一种频率很高的电磁波，各种不同色光，红外线、紫外线、伦琴射线、射线和无线电波等都是电磁波，只是它们频率范围各不相同，这就是光的电磁说。
光的电磁说解决了光波在传播媒质上所遇到的困难，它认为光是一种电磁波可以在真空中传播不需要任何媒质.
二、电磁波谱
无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、射线合起来，构成了范围非常广阔的电磁波谱，各种电磁波的产生机理、波长、频率、特性极其应用见下表

1．红外线
一切物体都可以发射红外线，温度较高的物体发出的红外线较多，红外线是英国物理学家赫谢耳在1800年发现的.
2．紫外线
一切高温物体或气体放电都可以发射紫外线，紫外线是德国物理学家里特在1801年发现的.
3．伦琴射线
高速电子流射到任何固体上都会产生X 射线，德国物理学家伦琴在1895年发现伦琴射线.（阴极射线不等于X 射线）
波长越长的电磁波容易发生干涉、衍射现象，波长越短的电磁波，粒子性越强，穿透本领越强.
第四单元　光谱和光谱分析
一、分光镜（摄谱仪）
1、构造: 如图所示.
2、原理：分光镜是由平行光管A
、三棱镜P和望远镜筒B组成的，平行
光管A的作用是通过位于焦点上的狭缝
的光线经透镜L1后变成平行光，平行光线经三棱镜色散后，不同颜色的光经透镜L2后，在其焦平面MN上分别会聚成不同颜色的像，即光谱线，通过望远镜筒B的目镜L3，就可以看到放大的光谱像，如果在MN那里放上照相底片，就可以摄下光谱像，具有这样装置的分光镜也叫摄谱仪.
二．光谱和光谱分析
光经过三棱镜和透镜组成的分光镜后会产生光谱，光谱分为发射和吸收光谱。

（一）发射光谱
明线光谱的亮线叫做谱线，各条谱线对应于不同波长的光。稀薄气体或金属蒸气的发射光谱是明线光谱，游离态的原子发射的也叫原子光谱.
原子不同，发射的明线光谱不同，每种元素的原子都有一定的明线光谱，每一种原子只能发出具有特性的某些波长的光，因此明线光谱的谱线叫做原子的特征光谱，利用原子的特性谱线可以鉴别物质和研究原子的结构.
日光灯形成明线光谱，把固体放到煤气灯的火焰或电弧中去烧.
（二）吸收光谱
1．高温物体发出的白光通过物质时，某些波长的光被物质吸收后产生的光谱，叫做吸收光谱。
2．弧光灯发出的白光通过温度较低的钠盐气后形成吸收光谱，太阳光谱是吸收光谱.
3．各种原子的吸收光谱中的每一条暗线都跟该种原子明线光谱中的一条明线对应，表明低温物体原子吸收的光恰好就是这种原子在高温时发出的光，因此吸收光谱中的谱线（暗线）也是原子的特征谱线。
（三）光谱分析
1．根据光谱中的特征谱线来鉴别物质和确定它的化学组成的方法叫做光谱分析.
2．利用 都可以进行光谱分析.
例题： 太阳连续光谱中有许多暗线，它们对应着某些元素的特征谱线，产生这些暗线的原因是（ ）
A. 太阳表面大气层中缺少相应的元素
B. 太阳内部缺少相应的元素
C. 太阳表面大气层中存在相应的元素
D. 太阳内部存在相应的元素
C
注意：太阳光谱不是太阳光经过地球大气层时产生的吸收光谱，因为这时已经不满足产生吸收光谱的条件，所以不能根据太阳的吸收光谱来分析地球大气层做光谱分析，也不能靠观察到的月亮光谱做月球大气或月球化学成分分析。
3．光谱分析在科学技术上有着广泛的应用.
第五单元　光电效应
一、光电效应
1．概念：在光的照射下物体中发射电子的现象，叫做光电效应.
2．光电子：光电效应中发出来的电子叫做光电子.
3光电流：在光电效应中产生的电流叫光电流
4．光电效应的规律
(1)对于任何一种金属，都有某一极限频率，入射光的频率必须大于某一极限频率，才能产生光电效应；低于这个极限频率，无论强度如何，照射时间多长，也不能产生光电效应.
(2)光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随着入射光的频率的增大而增大.
(3)当入射光的频率大于极限频率时，单位时间内发射出的光电子数跟入射光的强度成正比（光电流强度和入射光强度成正比）。
(4)入射光照射到金属上时，光电子的发射几乎是瞬时间的，一般不超过10-9秒.
二、光子说
1．光子说
（1）光是不连续的而是一份一份的，每一份叫做一个光子，光子的能量跟它的频率成正比，即E=,其中h叫普郎克恒量，h=6.63×10-34.
（2）光的强度取决于单位时间入射光子的数目.
2．爱因斯坦光电效应方程

W叫逸出功，
3．爱因斯坦对光电效应的解释
(1)极限频率
(2)根据光电效应方程，光电子的最大初动能随入射光的频率增大而增大
K=h
Ekm
－w

o
(3)光的强度取决于单位时间入射光子的数目，单位时间内发射的光电子越多，光电流强度就越大.
4．图象
5．光的波粒二象性
(1)光既有波动性又有粒子性，
光具有波粒二象性.
(2)光子的动量
(3)大量光子产生的效果显示出波动性，个别光子产生的效果显示出粒子性，高频率粒子表现粒子性，低频粒子表现波动性.
例题：用三棱镜可使阳光折射成一条彩色光谱，如图2所示，回答问题：

图2
（1）B、C、D分别为什么色带？
（2）将一瓶绿藻放在A处，则B、C、D哪段变暗？
（3）将这瓶绿藻放在B、C、D的哪段位置上，会严重影响它的生长？
（4）在B、C、D处分别放相同的金属，实验表明金属在C处有光电子放出，那么
A. B处的金属板一定不放出光电子
B. B处的金属板一定放出光电子
C. D处的金属板一定不放出光电子
D. D处的金属板一定放出光电子
解答：(1)B-红，C-绿,D-蓝
(2)绿藻呈现绿色，对绿色光吸收最弱，A、D段变暗
(3)C为绿色光区，在此绿藻只能得到极少数量的可利用的光进行光合作用，会严重影响生长。
(4)由实验知道，D光的频率大于绿色和红色光，知道C光的频率大于极限频率，而频率最小的红光的频率是否大于金属的极限频率无法确定，所以B处的金属可能产生光电效应，可能不能发生光电效应。而频率最高的兰色光一定可以使金属产生光电效应。D正确