选修3-4、3-5阅读导引

《选修3-4》书本部分知识研究

请同学们按读书导引认真看书，总结知识点或完成所提问题，请写在相应空白处！ 例如：（X4，44）中X4即教材选修3-4；44即教材44页 1．（X4，44）简述光学发展简史：牛顿、惠更斯、托马斯·杨、麦克斯韦、爱因斯坦、康普顿等科学家的贡献 2．（X4，46-47）实验测定玻璃的折射率和例题（也可用来测玻璃的折射率） 3．（X4，48）

第5题：水中的鱼看到小昆虫的位置是在实际昆虫的上方还是下方？小昆虫看到的水中鱼的位置在实际鱼的位置的上方还是下方？（画图说明）

第6题：知道（1）和（2）问的结论 结论是：

4.（X4，49）演示实验。

全反射实验现象描述：光从 射入 ，入射角逐渐增大，折射光离法线越来越远，光强越来越 ，反射光却越来越 。当入射角增大到某一角度，折射光达到 时，折射光完全消失，只剩下反射光。

发生全反射的条件：

5.（X4，50）思考与讨论：推导全反射临界角公式 6．（X4，50）例题：在潜水员看来，岸上所有景物都出现在一个倒立的圆锥 7．（X4，51）图13.2-4：全反射棱镜的作用 8．（X4，51）图13.2-7：光纤：其外套和内芯的折射率必须满足什么条件？ 9．（X4，57）知道双缝干涉条纹间距公式，写出公式并说明各符号的含义： 10．（X4，58）图13.4-3中实验中单色光干涉图样特点： 。

三张图片对比得出结论：

双缝宽相同时，波长越长则条纹间距 ；波长相同时，缝间距越小则条纹间距 ； 11．（X4，67）演示实验中，白光的双缝干涉图样.

图样特点： 12．（X4，68）图13.7-4、图13.7-5：肥皂膜的干涉图样特点：

13.（X4，69）科学漫步： (1)哪两列光形成了相干光

(2)弯曲的干涉条纹说明被检查的平面是下凹还是凸出？ 14．（X4，70）图13.7－8，光线通过棱镜的光路：

15.（X4，60）图13.5-2 (1)衍射条纹的特点是什么？ （2）与干涉条纹的区别是什么？ （3）缝越窄，中央亮纹越 。 16．（X4，61）图13.5-3的衍射图样；图13.3-5“泊松”亮班 17．（X4，64）图13.6-3，太阳光是自然光；获取偏振光的方法：反射、折射、自然光通过偏振片后 18．（X4，66）科学漫步：了解立体电影 19．（X4，71）激光的特点及应用：高度的相干性，可以用于传递大量信息；平行度非常好，可以用来进行精确的测距等等 20．（X4，75）麦克斯韦的杰出贡献 21．（X4，75）图14.1－1乙图中的磁场是如何变化的？ 22．（X4，77）赫兹的电火花 23．（X4，81）了解调制、调幅、调频、调谐、解调？ 24．（X4，90）电磁波谱：频率由低到高排列顺序。无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线的特征及应用 25．（X4，92）根据什么说电磁波是一种物质？ 《3－5》书本部分知识研究 1．（X5，28）什么是能量子？ 2．（X5，31）光电效应有哪些实验规律？怎么理解图17.2-3？光电效应方程如何解释这些实验规律？

3．（X5，34）如何求解截止频率和普朗克常量？

4．（X5，35）康普顿效应能说明什么问题？ 5．（X5，36）如何计算实物粒子的频率与波长？

6.（X5，37）从古代到近代人类对光的认识构成了一部科学史诗。 光的本性是什么？

光子的能量和动量公式？

架起了粒子性与波动性之间的桥梁。

7.（X5，37-38）物质波的概念是谁提出的？有哪些实验支持？ 8.（X5，40-41）光波和德布罗意波都是概率波 9.（X5，44）科学漫步，了解量子力学。

阅读书本以后的判断题：

一、光的折射、衍射、干涉、偏振和色散

( )不同色光在真空中的速度相同，但在同一介质中速度不同 ( )著名的泊松亮斑是光的衍射现象。

( )衍射现象表明，我们平时说的“光沿直线传播”只是一种特殊情况，光在没有障碍物的介质中是沿直线传播的。

( )我们经常看到马路施工处挂着红色的警示灯，这除了红色光容易引起人的视觉注意以外，还有一个重要的原因，这就是红色光比其他色光更容易发生衍射。

( )在光的双缝干涉实验中，将入射光由绿光改为紫光，则条纹间隔变宽。

( )肥皂泡看起来常常是彩色的，雨后马路上的油膜在阳光照射下会呈彩色，这是由于光具有波动性的缘故。

( )照相机和望远镜的镜头表面常常镀一层透光的膜，膜的上表面与玻璃表面反射光发生干涉。 ( )白光经肥皂膜前后表面反射后，反射光发生干涉形成彩色条纹。

( )光的干涉和衍射现象说明光具有波动性，光的偏振现象说明光是横波。

( )照相机等的镜头涂有一层增透膜, 其厚度应为入射光在真空中波长的1/4 ；拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以增加透射光的强度。

( ) 自然光是光振动沿各个方向均匀分布的光，偏振光是光振动沿着特定方向的光。 ( )除了从太阳、电灯等光源直接发出的光以外，我们通常看到的绝大部分光都是不同程度的偏振光。 ( )照相机的镜头，电子表的液晶显示、立体电影和太阳镜都应用了光的偏振。 ( )天空中出现的彩虹是因为光的折射形成色散现象。

( )白光经光密三棱镜折射发生色散时，红光的偏折角最大。 ( )在太阳光照射下，水面上油膜出现彩色花纹是光的色散现象 二、光的全反射 光导纤维 激光的特性及应用

( )水中或玻璃中的气泡看起来特别明亮，是因为光从水或玻璃射向气泡时，一部分光在界面上发生全反射的缘故。

( ) “光纤通信”和医学上用光导纤维制成的内窥镜都是应用了光的全反射原理。 ( )光导纤维有很多的用途，它由内芯和外套两层组成，外套的折射率比内芯要大。 ( )激光具有单色性好、方向性强、亮度高等特点，是进行全息照相的理想光源。 ( )激光测距雷达和读出光盘的信息的原理是利用激光的平行度好。

( )医学上可以用激光做“光刀”来切开皮肤、切除肿瘤，还可以用激光“焊接”剥落的视网膜。 ( )电磁波的频率越高，它所能携带的信息量越大，所及激光可以比无线电波传递更多的信息。 三、电磁波 电磁波的传播 电磁振荡 电磁波的反射和接收 电磁波谱及其应用 ( )麦克斯韦预言了电磁波的存在，并认为光是一种电磁波，此后赫兹用实验不但证实电磁波的存在，而且通过测量证明电磁波在真空中具有与光相同的速度。

( )麦克斯韦不仅预言了电磁波的存在，而且揭示了电、磁、光现象在本质上的统一性，建立了完整的电磁场理论。

( )电磁波中每一处的电场强度和磁感应强度总是互相垂直，且与波的传播方向垂直。 ( )均匀变化的电场在它的周围产生均匀变化的磁场。 ( )电磁波是振荡电路中电子的周期性运动产生的。

( )变化的电场一定产生变化的磁场；变化的磁场一定产生变化的电场。 ( )只要空间中某个区域有振荡的电场或磁场，就能产生电磁波。

( )电磁波在任何介质中传播的速度都相同，而机械波的波速大小与介质密切相关。

( )机械波能产生多普勒效应，而电磁波也能产生多普勒效应。 ( )电磁波由真空进入介质中，传播速度变小，频率不变。 ( )电磁波的传播过程就是能量传播的过程。 ( )电磁波是横波，而机械波既有横波又有纵波。

( )机械波的能量由振幅决定，而电磁波的能量由频率决定。

( )机械波和电磁波本质上不相同，但它们都能发生反射、折射、干涉和衍射现象。 ( )当日光灯启动时，旁边的收音机会发出“咯咯”声，这是由于电磁波的干扰造成的。

( )雷达利用无线电波中的微波测定物体的位置，工作原理是利用电磁波遇到障碍物要发生反射。 ( )调谐是电磁波发射应该经历的过程，调制是电磁波接收应该经历的过程。

( )在电磁波接收过程中，使声音信号或图象信号从高频电流中还原出来的过程叫调制。 ( )电磁波谱包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。 ( ) X射线和?射线都可以用于探测金属部件内部的缺陷。

四、量子论的建立 黑体和黑体辐射 光电效应 光子说 光电效应方程 康普顿效应 ( )黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关 ( )我们周围的一切物体都在辐射电磁波

( )虽然我们用肉眼看不见黑暗中的人，但此人也向外发出热辐射，我们可用红外摄像拍摄到此人。 ( )光电效应这种现象用波动说无法解释，爱因斯坦提出了光子说，认为光具有粒子性，从而解释了光电效应。

( )爱因斯坦在对光电效应的研究中，提出光子说，并给出了光子能量E=hν ( )在光电效应现象中，入射光的强度越大，光电子的最大初动能越大 ( )光电效应现象中，光电子的最大初动能与照射光的频率成正比

( )一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，可能是因为该束光的照射时间太短 ( )对于任何一种金属都存在一个“最大波长”，入射光的波长必须小于此波长，才能产生光电效应 ( )普通红光照射到某金属表面时，没有电子逸出；如改用红色激光照射该金属表面时，就会有电子逸出。

( )对于某种金属，只要入射光的强度足够大，就会发生光电效应 ( )康普顿效应表明光子除了能量之外还具有动量 ( )康普顿效应和电子的衍射现象说明粒子的波动性 ( )光电效应和康普顿效应都揭示了光具有波动性。

( )康普顿研究石墨对X射线的散射时，发现在散射的X射线中有一部分波长发生了变化，这个现象称为康普效应。

五、光的波粒二象性 物质波 概率波 不确定关系

( )频率低、波长长的光，波动性特征显著，频率高、波长短的光，粒子性特征显著。 ( )大量光子产生的效果往往显示出波动性，个别光子产生的效果往往显示粒子性。 ( )牛顿的“微粒说”、惠更斯的“波动说”、爱因斯坦提出了“光子说”都圆满地说明了光的本性 ( )光波的粒子性已被光电效应和康普顿效应所证实，物质波被电子的衍射图样所证实。 ( )光既有粒子性，又有波动性，实物粒子只具有粒子性，没有波动性 ( )光的干涉现象中，干涉亮条纹部分是光子到达概率高的地方 ( )电磁波和物质波都是概率波。

( )物质波是一种概率波，在微观物理学中可以用“轨迹”来描述粒子的运动 ( )光的干涉、衍射现象说明光具有波动性，光电效应说明光具有粒子性

( )不确定关系告诉我们，不可能同时准确地知道粒子的位置和动量，因而也就不能用“轨迹”来描述粒子的运动。