3.每种元素都有自己的特征谱线,根据不同的特征谱线可确定物质的化学组成,光谱分析既可用明线光谱,也可用吸收光谱.
[例10].关于光谱和光谱分析,下列说法中正确的是 ( )
A.太阳光谱和白炽灯光谱都是明线光谱
B.霓虹灯和煤气灯火焰中燃烧的钠蒸气产生的光谱都是明线光谱
C.进行光谱分析时.可以利用明线光谱,不能用连续光谱“
D.我们观察月亮射来的光谱,可以确定月亮的化学组成
解析:这类问题首先需要弄清连续光谱,明线光谱和吸收光论的产生机理.太阳光谱是我们从地球上观察的,所以是吸收光谱.月亮反射到地面的光谱是太阳光谱,煤气灯火焰中燃烧的钠蒸气,属稀薄气体发光,产生明线光谱.答案:B
2.吸收光谱
连续光通过某一物质被吸收一部分光后形成的光谱,能反映出原子的特征谱线.
由色散形成的,按频率的顺序排列而成的彩色光带叫做光谱
1.发射光谱
(1)连续光谱:包含一切波长的光,由炽热的固体、液体及高压气体发光产生;
(2)明线光谱:又叫原子光谱,只含原子的特征谱线.由稀薄气体或金属蒸气发光产生。
4.红外线、紫外线、X射线的性质及应用。
种
类 |
产 生 |
主要性质 |
应用举例 |
红外线 |
一切物体都能发出 |
热效应 |
遥感、遥控、加热 |
紫外线 |
一切高温物体能发出 |
化学效应 |
荧光、杀菌、合成VD2 |
X射线 |
阴极射线射到固体表面 |
穿透能力强 |
人体透视、金属探伤 |
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(常数)。
[例9].关于电磁波,下列说法中哪些是正确的( )
A.电磁波中最容易表现出干涉、衍射现象的是无线电波
B.红外线、可见光、紫外线是原子外层电子受激发后产生的
C.γ射线是原子内层电子受激发后产生的
D.红外线的波长比红光波长长,它的显著作用是热作用
解析:电磁波服从共同的规律,波长较大的无线电波是电磁波中最容易发生干涉和衍射现象的,电磁波之间的差异来源于它们产生的机理的不同,红外线、可见光、紫外线是原子外层电子受激发后产生的,伦琴射线是原子内层电子受激发后产生的,γ射线则是原子核受激发后产生的. 答案:ABD
3.无线电波是自由电子振荡产生的,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,x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.
电磁波种类 |
无线电波 |
红外线 |
可见光 |
紫外线 |
伦琴射线 |
γ射线 |
频率(Hz) |
104- 3×1012 |
1012- 3.9×1014 |
3.9×1014 - 7.5×1014 |
7.5×1014 -5×1016 |
3×1016 - 3×1020 |
3×1019 以上 |
真空中波长(m) |
3×1014- 10-4 |
3×104- 7.7×10-7 |
7.7×10-7 -4×10-7 |
4×10-7 -6×10-9 |
10-8- 10-12 |
10-11以下 |
观察方法 |
无线电技术 |
利用热效应 激发荧光 利用贯穿本领 照相底片感光(化学效应) |
核技术 |
|||
产生方式 |
LC电路中自由电子的的振荡 |
原子的外层电子受到激发 |
原子的内层电子受到激发 |
原子核受到激发 |
||
用途 |
通讯,广播,导航 |
加热烘干、遥测遥感,医疗,导向等 |
照明,照相,加热 |
日光灯,黑光灯手术室杀菌消毒,治疗皮肤病等 |
检查探测,透视,治疗等 |
探测,治疗等 |
2.电磁波按波长由大到小的顺序排列为:无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射级、γ射线,除可见光外,相邻波段都有重叠。
1、光的干涉与衍射充分地表明光是一种波,光的偏振现象又进一步表明光是横波。麦克斯韦对电磁理论的研究预言了电磁波的存在,并得到电磁波传播速度的理论值3.11×108m/s,这和当时测出的光速3.15×108m/s非常接近,在此基础上麦克斯韦提出了光在本质上是一种电磁波,这就是所谓的光的电磁说。赫兹用实验证实了电磁波的存在,并测出其波长与频率,进而得到电磁波的传播速度,用实验证实了光的电磁说。
(1)自然光。太阳、电灯等普通光源直接发出的光,包含垂直于传播方向上沿一切方向振动的光,而且沿各个方向振动的光波的强度都相同,这种光叫自然光。
(2)偏振光。自然光通过偏振片后,在垂直于传播方向的平面上,只沿一个特定的方向振动,叫偏振光。自然光射到两种介质的界面上,如果光的入射方向合适,使反射和折射光之间的夹角恰好是90°,这时,反射光和折射光就都是偏振光,且它们的偏振方向互相垂直。我们通常看到的绝大多数光都是偏振光。
(3)只有横波才有偏振现象。光的偏振也证明了光是一种波,而且是横波。各种电磁波中电场E的方向、磁场B的方向和电磁波的传播方向之间,两两互相垂直。
(4)光波的感光作用和生理作用主要是由电场强度E引起的,因此将E的振动称为光振动。
[例7]如图所示,让太阳光或白炽灯光通过偏振片P和Q,以光的传播方向为轴旋转偏振片P和Q,可以看到透射光的强度会发生变化,这是光的偏振现象,这个实验表明:
A.光是电磁波 B.光是一种横波
C.光是一种纵波 D.光是概率波
[分析]太阳光或白炽灯发出的光是自然光,它包含有垂直于传播方向上沿一切方向振动的光,且沿着各个振动方向的光强相同。当这种光经过偏振片后,就变成了偏振光,即只有振动方向与偏振片透振方向平行的光通过了偏振片P,形成偏振光,这种偏振光传到偏振片Q时,当偏振片P和Q透振方向平行时,会完全穿过,垂直时不会穿过,透射程度与二偏振片的透振方向间的夹角有关,因此才出现题中所述的现象,该现象说明:光是一种横波。[答案]B
[例8]有关偏振和偏振光的下列说法中正确的有
A.只有电磁波才能发生偏振,机械波不能发生偏振
B.只有横波能发生偏振,纵波不能发生偏振
C.自然界不存在偏振光,自然光只有通过偏振片才能变为偏振光
D.除了从光源直接发出的光以外,我们通常看到的绝大部分光都是偏振光
解:机械能中的横波能发生偏振。自然光不一定非要通过偏振片才能变为偏振光。本题应选BD。
4.产生明显衍射的条件:障碍物或孔的尺寸可以跟光的波长相比或比光的波长小.
小结:光的干涉条纹和衍射条纹都是光波叠加的结果,但存在明显的区别:
单色光的衍射条纹与干涉条纹都是明暗相间分布,但衍射条纹中间亮纹最宽,两侧条纹逐渐变窄变暗,干涉条纹则是等间距,明暗亮度相同。 白光的衍射条纹与干涉条纹都是彩色的。
[例5]某同学以线状白炽灯为光源,利用游标卡尺两脚间形成的狭缝观察光的衍射现象后,总结出以下几点,你认为正确的是
A.若狭缝与灯泡平行,衍射条纹与狭缝平行
B.若狭缝与灯泡垂直,衍射条纹与狭缝垂直
C.衍射条纹的疏密程度与狭缝的宽度有关
D.衍射条纹的间距与光的波长有关 [答案] ACD
[例6]平行光通过小孔得到的衍射图样和泊松亮斑比较,下列说法中正确的有
A.在衍射图样的中心都是亮斑
B.泊松亮斑中心亮点周围的暗环较宽
C.小孔衍射的衍射图样的中心是暗斑,泊松亮斑图样的中心是亮斑
D.小孔衍射的衍射图样中亮、暗条纹间的间距是均匀的,泊松亮斑图样中亮、暗条纹间的间距是不均匀的
解:从课本上的图片可以看出:A、B选项是正确的,C、D选项是错误的。
3. 各种不同形状的障碍物都能使光发生衍射。
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