2、個別粒子顯示出粒子性，大量光子顯示出波動性，頻率越低波動性越顯著，頻率越高粒子性越顯著

1、光的波粒二象性：干涉、衍射和偏振以無可辯駁的事實表明光是一種波；光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)又用無可辯駁的事實表明光是一種粒子；因此現(xiàn)代物理學(xué)認(rèn)為：光具有波粒二象性。

4、光子論對光電效應(yīng)的解釋

　　　 金屬中的自由電子，獲得光子后其動能增大，當(dāng)功能大于脫出功時，電子即可脫離金屬表面，入射光的頻率越大，光子能量越大，電子獲得的能量才能越大，飛出時最大初功能也越大。

3、光子說

(1)量子論：1900年德國物理學(xué)家普郎克提出：電磁波的發(fā)射和吸收是不連續(xù)的，而是一份一份的，每一份電磁波的能量E=hv

(2)光子論：1905年受因斯坦提出：空間傳播的光也是不連續(xù)的，而是一份一份的，每一份稱為一個光子，光子具有的能量與光的頻率成正比。

　　　　　　　 即：E=hv

　　　 其中h為普郎克恒量h=6.63×10^－34JS

2、波動說在光電效應(yīng)上遇到的困難

　　　 波動說認(rèn)為：光的能量即光的強(qiáng)度是由光波的振幅決定的與光的頻率無關(guān)。所以波動說對解釋上述實驗規(guī)律中的①②④條都遇到困難

2、康普頓效應(yīng)

在研究電子對X射線的散射時發(fā)現(xiàn)：有些散射波的波長比入射波的波長略大�？灯疹D認(rèn)為這是因為光子不僅有能量，也具有動量。實驗結(jié)果證明這個設(shè)想是正確的。因此康普頓效應(yīng)也證明了光具有粒子性。

1、光電效應(yīng)

(1)光電效應(yīng)在光(包括不可見光)的照射下，從物體發(fā)射出電子的現(xiàn)象稱為光電效應(yīng)。(右圖裝置中，用弧光燈照射鋅版，有電子從鋅版表面飛出，使原來不帶電的驗電器帶正電。)

(2)光電效應(yīng)的實驗規(guī)律：

　　　 裝置：

　　　 ①任何一種金屬都有一個極限頻率，入射光的頻率必須大于這個極限頻率才能發(fā)生光電效應(yīng)，低于極限頻率的光不能發(fā)生光電效應(yīng)。

　　　 ②光電子的最大初動能與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，光隨入射光頻率的增大而增大。

　　　 ③大于極限頻率的光照射金屬時，光電流強(qiáng)度(反映單位時間發(fā)射出的光電子數(shù)的多少)，與入射光強(qiáng)度成正比。

　　　 ④ 金屬受到光照，光電子的發(fā)射一般不超過10^－9秒。

例題： 對愛因斯坦光電效應(yīng)方程E_K= hν-W，下面的理解正確的有　　　　　　　　　

A.只要是用同種頻率的光照射同一種金屬，那么從金屬中逸出的所有光電子都會具有同樣的初動能E_K

B.式中的W表示每個光電子從金屬中飛出過程中克服金屬中正電荷引力所做的功

C.逸出功W和極限頻率ν₀之間應(yīng)滿足關(guān)系式W= hν₀

D.光電子的最大初動能和入射光的頻率成正比

解析：愛因斯坦光電效應(yīng)方程E_K= hν-W中的W表示從金屬表面直接中逸出的光電子克服金屬中正電荷引力做的功，因此是所有逸出的光電子中克服引力做功的最小值。對應(yīng)的光電子的初動能是所有光電子中最大的。其它光電子的初動能都小于這個值。若入射光的頻率恰好是極限頻率，即剛好能有光電子逸出，可理解為逸出的光電子的最大初動能是0，因此有W= hν₀。由E_K= hν-W可知E_K和ν之間是一次函數(shù)關(guān)系，但不是成正比關(guān)系。本題應(yīng)選C。

例題：如圖，當(dāng)電鍵K斷開時，用光子能量為2.5eV的一束光照射陰極P，發(fā)現(xiàn)電流表讀數(shù)不為零。合上電鍵，調(diào)節(jié)滑線變阻器，發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓表讀數(shù)小于0.60V時，電流表讀數(shù)仍不為零；當(dāng)電壓表讀數(shù)大于或等于0.60V時，電流表讀數(shù)為零。由此可知陰極材料的逸出功為

A.1.9eV　　　　　　　　 B.0.6eV　　　

C.2.5eV　　　　　　　　 D.3.1eV　

解析：電流表讀數(shù)剛好為零說明剛好沒有光電子能夠到達(dá)陽極，也就是光電子的最大初動能剛好為0.6eV。由E_K= hν-W可知W=1.9 eV。選A�！　�

4、光的偏振

⑴光的偏振也證明了光是一種波，而且是橫波。各種電磁波中電場E的方向、磁場B的方向和電磁波的傳播方向之間，兩兩互相垂直。

⑵光波的感光作用和生理作用主要是由電場強(qiáng)度E引起的，因此將E的振動稱為光振動。

⑶自然光。太陽、電燈等普通光源直接發(fā)出的光，包含垂直于傳播方向上沿一切方向振動的光，而且沿各個方向振動的光波的強(qiáng)度都相同，這種光叫自然光。

⑷偏振光。自然光通過偏振片后，在垂直于傳播方向的平面上，只沿一個特定的方向振動，叫偏振光。自然光射到兩種介質(zhì)的界面上，如果光的入射方向合適，使反射和折射光之間的夾角恰好是90°，這時，反射光和折射光就都是偏振光，且它們的偏振方向互相垂直。我們通�？吹降慕^大多數(shù)光都是偏振光。

例題： 有關(guān)偏振和偏振光的下列說法中正確的有　　　　 　　　　　　　　　　　　 　

A.只有電磁波才能發(fā)生偏振，機(jī)械波不能發(fā)生偏振

B.只有橫波能發(fā)生偏振，縱波不能發(fā)生偏振

C.自然界不存在偏振光，自然光只有通過偏振片才能變?yōu)槠�振�?/p>

D.除了從光源直接發(fā)出的光以外，我們通常看到的絕大部分光都是偏振光

解析：機(jī)械能中的橫波能發(fā)生偏振。自然光不一定非要通過偏振片才能變?yōu)槠�振光。本題應(yīng)選BD。

3、光的電磁說

　　　 ⑴麥克斯韋根據(jù)電磁波與光在真空中的傳播速度相同，提出光在本質(zhì)上是一種電磁波--這就是光的電磁說，赫茲用實驗證明了光的電磁說的正確性。

⑵電磁波譜。波長從大到小排列順序為：無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線。各種電磁波中，除可見光以外，相鄰兩個波段間都有重疊。

	無線電波	紅外線	可見光	紫外線	X射線	n射線
組成頻率波	增大 　　　　　　　　 減小
產(chǎn)生機(jī)理	在振蕩電路中，自由電子作周期性運(yùn)動產(chǎn)生	原子的外層電子受到激發(fā)產(chǎn)生的	原子的內(nèi)層電子受到激發(fā)后產(chǎn)生的	原子核受到激發(fā)后產(chǎn)生的

⑶紅外線、紫外線、X射線的主要性質(zhì)及其應(yīng)用舉例。

⑷實驗證明：物體輻射出的電磁波中輻射最強(qiáng)的波長λ_m和物體溫度T之間滿足關(guān)系λ_m　 T = b(b為常數(shù))�？梢姼邷匚矬w輻射出的電磁波頻率較高。在宇宙學(xué)中，可以根據(jù)接收到的恒星發(fā)出的光的頻率，分析其表面溫度。

⑸可見光頻率范圍是3.9-7.5×10¹⁴Hz，波長范圍是400-770nm。

例題：為了轉(zhuǎn)播火箭發(fā)射現(xiàn)場的實況，在發(fā)射場建立了發(fā)射臺，用于發(fā)射廣播電臺和電視臺兩種信號。其中廣播電臺用的電磁波波長為550m，電視臺用的電磁波波長為0.566m。為了不讓發(fā)射場附近的小山擋住信號，需要在小山頂上建了一個轉(zhuǎn)發(fā)站，用來轉(zhuǎn)發(fā)_____信號，這是因為該信號的波長太______，不易發(fā)生明顯衍射。

解析：電磁波的波長越長越容易發(fā)生明顯衍射，波長越短衍射越不明顯，表現(xiàn)出直線傳播性。這時就需要在山頂建轉(zhuǎn)發(fā)站。因此本題的轉(zhuǎn)發(fā)站一定是轉(zhuǎn)發(fā)電視信號的，因為其波長太短。

例題：右圖是倫琴射線管的結(jié)構(gòu)示意圖。電源E給燈絲K加熱，從而發(fā)射出熱電子，熱電子在K、A間的強(qiáng)電場作用下高速向?qū)﹃帢OA飛去。電子流打到A極表面，激發(fā)出高頻電磁波，這就是X射線。下列說法中正確的有　　　　　　　　　　　　　　

　　 A.P、Q間應(yīng)接高壓直流電，且Q接正極　　　

　　 B.P、Q間應(yīng)接高壓交流電

　　 C.K、A間是高速電子流即陰極射線，從A發(fā)出的是X射線即一種高頻電磁波

　　 D.從A發(fā)出的X射線的頻率和P、Q間的交流電的頻率相同　

解析：K、A間的電場方向應(yīng)該始終是向左的，所以P、Q間應(yīng)接高壓直流電，且Q接正極。從A發(fā)出的是X射線，其頻率由光子能量大小決定。若P、Q間電壓為U，則X射線的頻率最高可達(dá)Ue/h。本題選AC。

⑸光譜

　　　　　　　 ①觀察光譜的儀器，分光鏡　　 ②光譜的分類，產(chǎn)生和特征　　

　　　 ③ 光譜分析：

　　　　　　　 一種元素，在高溫下發(fā)出一些特點波長的光，在低溫下，也吸收這些波長的光，　　 所以把明線光波中的亮線和吸收光譜中的暗線都稱為該種元素的特征譜線，用來進(jìn)行　　　 光譜分析。

2、光的衍射　

　　　　　　　 (1)現(xiàn)象：

　　　　　　　 �、賳慰p衍射

　　　　　　　 　a) 單色光入射單縫時，出現(xiàn)明暗相同不等距條紋，中間亮條紋較寬，較亮兩邊亮　　　　　　　 條紋較窄、較暗

　　　　　　　 b) 白光入射單縫時，出現(xiàn)彩色條紋

　　　　　　　 ② 園孔衍射：

　　　　　　　　　　 光入射微小的圓孔時，出現(xiàn)明暗相間不等距的圓形條紋

　 　　　　 ③ 泊松亮斑　

　　　　　　　　　　 光入射圓屏?xí)r，在園屏后的影區(qū)內(nèi)有一亮斑

　　　　　　　 (2)光發(fā)生衍射的條件

　　　　　　　　　　 障礙物或孔的尺寸與光波波長相差不多，甚至此光波波長還小時，出現(xiàn)明顯　　　　　　　　　 的衍射現(xiàn)象　　

例題：平行光通過小孔得到的衍射圖樣和泊松亮斑比較，下列說法中正確的有　　　　

A.在衍射圖樣的中心都是亮斑　　　　

B.泊松亮斑中心亮點周圍的暗環(huán)較寬

C.小孔衍射的衍射圖樣的中心是暗斑，泊松亮斑圖樣的中心是亮斑

D.小孔衍射的衍射圖樣中亮、暗條紋間的間距是均勻的，泊松亮斑圖樣中亮、暗條紋間的間距是不均勻的　　　

解析：從課本上的圖片可以看出：A、B選項是正確的，C、D選項是錯誤的。