:高三物理光学和近代物理试题

板块Ⅵ

光学和近代物理初步

【例1】某三棱镜的横截面为一直角三角形，如图所示，∠A = 90°，∠B = 30°，∠C = 60°，棱镜材料的折射率为n，底面BC涂黑，入射光沿平行于底面BC的方向射向AB面，经AB面和AC面折射后出射。

（1）求出出射光线和入射光线延长线的夹角δ。

（2）为使上述入射光线能从AC面出射，折射率n的最大值为多少？

解析：

（1）设光在AB面上入射角为，折射角为，在AC面上入射角为α，折射角为β。由光的折射定律有而，可得又，故由光的折射定律，得∴夹角

（2）要使光从AC面出射，应有＜1即＜1解得＜

［解题关键］光的反射和折射俗称几何光学，此题的解题过程充分体现了这一点：如：的推算，的来由，的得出，无一不是几何知识的应用。

【例2】一群处于基态的氢原子受激发后，可发射出6种频率的光子。那么这些氢原子受激

发后可跃迁到最高能级为；其中最易发生干涉的是的能级跃迁到的能级的光子；而能使某种金属发生光电效应的有三种光子，其中最接近这种金属极限频率的光子能量为J。（氢原子的基态能量，电子电量）

解析：根据如图所示的能级图可分析，可发射6种光子的最高能级为；根据，可知由能级跃迁到能级发生的光子的频率γ最低，则最易发生干涉现象。

而三种能使某金属发射光电效应的光子中，频率最低即最接近该金属极限频率的是由能级跃迁到基态的光子。其能量为。

故答案为： 4  ； 4   3 ；