（一）光的本性的學(xué)說
學(xué) 說
基 本 內(nèi) 容
實 驗 事 實
提出的科學(xué)家
波動說
光是某種振動以波的形式向外傳播 光的獨立傳播、光的反射、折射、楊氏試驗、菲涅爾圓盤衍射
惠更斯
微粒說
光是沿直線傳播的高速粒子流
光的直線傳播、反射
牛頓
電磁說
光是一種電磁波
光速的測定、光與電磁波的相似性，赫茲實驗
麥克斯韋
光子說
光是不連續(xù)的一份一份的，光子能量E=hν,光子只能整個的產(chǎn)生、傳播、消失
熱輻射規(guī)律、光電效應(yīng)
愛因斯坦
波粒二象性 光既具有波動性，又具有粒子性---微觀粒子的共性
光的干涉、衍射、光電效應(yīng)
(二)光的干涉和衍射
1、光的干涉：
（1） 產(chǎn)生條件：兩束頻率相同的光迭加
（2） 干涉現(xiàn)象：
I.雙縫干涉（1801年楊氏實驗）
實驗裝置：單縫（單孔）獲得頻率一定的線（點光源；雙縫（雙孔）將頻率一定的光分成兩束
條紋特征：單色光：中央亮紋；兩側(cè)明暗相間；寬度相等，亮度基本相同；條紋間距（寬度：ΔX=Lλ/d）
白光：中央為白色；兩側(cè)明暗相間的條紋；每條亮紋靠近中央為紫色，外側(cè)為紅色
條紋明暗：距離兩縫路程差為半波長的奇數(shù)倍為暗條紋；偶數(shù)倍為亮條紋
II.薄膜干涉：
相干光的獲得：一定頻率的光經(jīng)薄膜前后表面反射，兩束頻率相同的反射光相迭加
條紋特征：單色光：明暗相間
白 光：彩紋；同一亮條紋薄膜薄處為紫光，厚處為紅光
應(yīng)用：檢查平面、增透膜（入射光波長的1/4 ，淡紫色的原因）
2、光的衍射
（1） 產(chǎn)生條件：孔、縫或障礙物的尺寸很小，與可見光波長相比差不多或更小時才有明顯的衍射現(xiàn)象
（2） 干涉現(xiàn)象：
I．單縫衍射：
條紋特征：單色光：中央條紋寬而亮；兩側(cè)明暗相間的條紋；兩側(cè)條紋窄而亮度遞減快
白 光：中央條紋為寬亮的白色條紋；兩側(cè)為彩紋，每一亮紋內(nèi)側(cè)為紫色，外側(cè)為紅色
條紋觀察：游標卡尺的構(gòu)造、原理、讀數(shù)方法；縫由0.2mm變寬時條紋由稀變密
II．小孔衍射：孔由大到?。浩辽弦姷降默F(xiàn)象：亮斑→小孔成像→衍射花樣；
單色光：中央亮點大而亮；四周明暗相間圓條紋窄而亮度遞減快；
白光：中央為白色亮點，四周彩紋；中央亮點大而亮，四周彩紋窄而暗
III.不透明圓盤衍射：影的輪廓模糊不清，出現(xiàn)明暗相間的條文，陰影中心有亮斑-泊松亮斑
（三）光的電磁本性
種 類 產(chǎn) 生 機 理 主 要 作 用
應(yīng) 用 舉 例
無線電波
振蕩電路中的自由電子的周期性運動
電磁作用 廣播電視
紅外線
原子的外層電子受激發(fā)產(chǎn)生
熱作用易穿透云霧
紅外遙感
可見光
視覺作用
紫外線
化學(xué)作用
生物作用
照相殺菌
倫琴射線
原子內(nèi)層電子受激發(fā)產(chǎn)生
穿透作用
X光透視
γ射線
原子核受激發(fā)產(chǎn)生
穿透作用
探傷、治療腫瘤
（四）光電效應(yīng)：
1、意義：在光（包括不可見光）照射下，從物體發(fā)射出電子的現(xiàn)象叫光電效應(yīng)
2、實驗規(guī)律：I.每種金屬都有一種極限頻率ν0，入射光的ν〉ν0才發(fā)出光電子，入射光ν〈ν0不論光照射時間多長，光多強也不能發(fā)生光電效應(yīng)；II.光電子的初動能隨入射光的ν的增大而增大，與光強無關(guān)；III.瞬時發(fā)生：入射光照射到金屬上到發(fā)射電子幾乎不需要時間，小于1納秒；IV.飽和光電流與光強度成正比
3、波動說與光電效應(yīng)的矛盾：波動理論：光的能量由光的強度決定，光的強度又由光的振幅決定，與頻率無關(guān)；波動理論與光電效應(yīng)實驗的前3條矛盾
4、光子說對光電效應(yīng)的解釋：
——I. 金屬中的一個電子吸收一個光子的全部能量；
——II. 逸出功W是從金屬表面上逸出的電子克服原子核的引力做的功，W由金屬本身的特性決定，對一種金屬為定值；III.從能量關(guān)系搞清mvm2/2=hν-W（不要求計算）
（五）光譜
種 類
產(chǎn) 生 條 件
特 征
實 例
發(fā)射
光譜 連續(xù)光譜 （許多原子組成的整體發(fā)光）熾熱的固體、液體及高壓氣體發(fā)出
連續(xù)分布的一切波長的光組成
白熾燈、蠟燭、弧光燈
明線光譜
（單個原子發(fā)光）稀薄氣體（高壓放電）發(fā)光；固體液體物質(zhì)到電弧或煤氣燈火焰中燒
一些不連續(xù)的亮線組成
霓虹燈
吸收光譜
高溫物體發(fā)出的白光通過較冷的物質(zhì)蒸汽
在連續(xù)光譜的背景下一些不連續(xù)的暗線
太陽光譜
光譜分析：原理：利用明線、吸收光譜中的特征譜線；用途：鑒別物質(zhì)、確定成分
（六）光的波粒二象性
1、 光既具有波動性，又具有粒子性，有的波動性顯著，有的粒子性顯著
2、 物質(zhì)波：也稱德布羅意波，波長λ=h/p.
3、 波粒二象性中的波是幾率波（物質(zhì)波），不是機械波，也不是電磁波，不是宏觀意義中的波；波粒二象性中的粒子也不是宏觀意義中的粒子（質(zhì)點），光子運動既沒有一定的軌道，是無規(guī)則的，與質(zhì)點運動不同，不遵從牛頓定律
學(xué) 說
基 本 內(nèi) 容
實 驗 事 實
提出的科學(xué)家
波動說
光是某種振動以波的形式向外傳播 光的獨立傳播、光的反射、折射、楊氏試驗、菲涅爾圓盤衍射
惠更斯
微粒說
光是沿直線傳播的高速粒子流
光的直線傳播、反射
牛頓
電磁說
光是一種電磁波
光速的測定、光與電磁波的相似性，赫茲實驗
麥克斯韋
光子說
光是不連續(xù)的一份一份的，光子能量E=hν,光子只能整個的產(chǎn)生、傳播、消失
熱輻射規(guī)律、光電效應(yīng)
愛因斯坦
波粒二象性 光既具有波動性，又具有粒子性---微觀粒子的共性
光的干涉、衍射、光電效應(yīng)
(二)光的干涉和衍射
1、光的干涉：
（1） 產(chǎn)生條件：兩束頻率相同的光迭加
（2） 干涉現(xiàn)象：
I.雙縫干涉（1801年楊氏實驗）
實驗裝置：單縫（單孔）獲得頻率一定的線（點光源；雙縫（雙孔）將頻率一定的光分成兩束
條紋特征：單色光：中央亮紋；兩側(cè)明暗相間；寬度相等，亮度基本相同；條紋間距（寬度：ΔX=Lλ/d）
白光：中央為白色；兩側(cè)明暗相間的條紋；每條亮紋靠近中央為紫色，外側(cè)為紅色
條紋明暗：距離兩縫路程差為半波長的奇數(shù)倍為暗條紋；偶數(shù)倍為亮條紋
II.薄膜干涉：
相干光的獲得：一定頻率的光經(jīng)薄膜前后表面反射，兩束頻率相同的反射光相迭加
條紋特征：單色光：明暗相間
白 光：彩紋；同一亮條紋薄膜薄處為紫光，厚處為紅光
應(yīng)用：檢查平面、增透膜（入射光波長的1/4 ，淡紫色的原因）
2、光的衍射
（1） 產(chǎn)生條件：孔、縫或障礙物的尺寸很小，與可見光波長相比差不多或更小時才有明顯的衍射現(xiàn)象
（2） 干涉現(xiàn)象：
I．單縫衍射：
條紋特征：單色光：中央條紋寬而亮；兩側(cè)明暗相間的條紋；兩側(cè)條紋窄而亮度遞減快
白 光：中央條紋為寬亮的白色條紋；兩側(cè)為彩紋，每一亮紋內(nèi)側(cè)為紫色，外側(cè)為紅色
條紋觀察：游標卡尺的構(gòu)造、原理、讀數(shù)方法；縫由0.2mm變寬時條紋由稀變密
II．小孔衍射：孔由大到?。浩辽弦姷降默F(xiàn)象：亮斑→小孔成像→衍射花樣；
單色光：中央亮點大而亮；四周明暗相間圓條紋窄而亮度遞減快；
白光：中央為白色亮點，四周彩紋；中央亮點大而亮，四周彩紋窄而暗
III.不透明圓盤衍射：影的輪廓模糊不清，出現(xiàn)明暗相間的條文，陰影中心有亮斑-泊松亮斑
（三）光的電磁本性
種 類 產(chǎn) 生 機 理 主 要 作 用
應(yīng) 用 舉 例
無線電波
振蕩電路中的自由電子的周期性運動
電磁作用 廣播電視
紅外線
原子的外層電子受激發(fā)產(chǎn)生
熱作用易穿透云霧
紅外遙感
可見光
視覺作用
紫外線
化學(xué)作用
生物作用
照相殺菌
倫琴射線
原子內(nèi)層電子受激發(fā)產(chǎn)生
穿透作用
X光透視
γ射線
原子核受激發(fā)產(chǎn)生
穿透作用
探傷、治療腫瘤
（四）光電效應(yīng)：
1、意義：在光（包括不可見光）照射下，從物體發(fā)射出電子的現(xiàn)象叫光電效應(yīng)
2、實驗規(guī)律：I.每種金屬都有一種極限頻率ν0，入射光的ν〉ν0才發(fā)出光電子，入射光ν〈ν0不論光照射時間多長，光多強也不能發(fā)生光電效應(yīng)；II.光電子的初動能隨入射光的ν的增大而增大，與光強無關(guān)；III.瞬時發(fā)生：入射光照射到金屬上到發(fā)射電子幾乎不需要時間，小于1納秒；IV.飽和光電流與光強度成正比
3、波動說與光電效應(yīng)的矛盾：波動理論：光的能量由光的強度決定，光的強度又由光的振幅決定，與頻率無關(guān)；波動理論與光電效應(yīng)實驗的前3條矛盾
4、光子說對光電效應(yīng)的解釋：
——I. 金屬中的一個電子吸收一個光子的全部能量；
——II. 逸出功W是從金屬表面上逸出的電子克服原子核的引力做的功，W由金屬本身的特性決定，對一種金屬為定值；III.從能量關(guān)系搞清mvm2/2=hν-W（不要求計算）
（五）光譜
種 類
產(chǎn) 生 條 件
特 征
實 例
發(fā)射
光譜 連續(xù)光譜 （許多原子組成的整體發(fā)光）熾熱的固體、液體及高壓氣體發(fā)出
連續(xù)分布的一切波長的光組成
白熾燈、蠟燭、弧光燈
明線光譜
（單個原子發(fā)光）稀薄氣體（高壓放電）發(fā)光；固體液體物質(zhì)到電弧或煤氣燈火焰中燒
一些不連續(xù)的亮線組成
霓虹燈
吸收光譜
高溫物體發(fā)出的白光通過較冷的物質(zhì)蒸汽
在連續(xù)光譜的背景下一些不連續(xù)的暗線
太陽光譜
光譜分析：原理：利用明線、吸收光譜中的特征譜線；用途：鑒別物質(zhì)、確定成分
（六）光的波粒二象性
1、 光既具有波動性，又具有粒子性，有的波動性顯著，有的粒子性顯著
2、 物質(zhì)波：也稱德布羅意波，波長λ=h/p.
3、 波粒二象性中的波是幾率波（物質(zhì)波），不是機械波，也不是電磁波，不是宏觀意義中的波；波粒二象性中的粒子也不是宏觀意義中的粒子（質(zhì)點），光子運動既沒有一定的軌道，是無規(guī)則的，與質(zhì)點運動不同，不遵從牛頓定律