1、高考资源网（） 您身边的高考专家中学综合学科资源库光胡 波（华东师范大学化学系） 张映辉（华东师范大学生物系）光的波动说和微粒说1690年，荷兰物理学家惠更斯，经过长期对光的研究，提出了光的波动说。他认为光是某种振动以波的形式传播的。他应用这一原理进行简单的实验，把水波与光波发生的现象加以对照，成功地解释了光波在界面上同时产生反射与折射的现象，从而导出光的反射与折射定律。但是，波动说在解释光的直进现象中，遇到了困难。到1704年，英国的物理学家牛顿，以光的直进现象、小孔成像等实验事实为基础，又提出光是由光源发出的一种微粒，在均匀媒质中以一定速度传播的微粒说。两种学说在对光行为的解释中，各具有成
2、功的一面，但因牛顿在学术界的权威和盛名，致使惠更斯的波动说受到抑制，微粒说一直占据着主导地位。直到1801年，英国的物理学家托马斯。杨（1773-1829），用简音巧妙的方法，解决了相干光源的问题。他让太阳光从单小孔射入，再经过双小孔射向像屏，像屏上便出现了明暗相间的彩色干涉条纹。他又用狭缝代替小孔，用单色光代替太阳光，做了双缝干涉实验，得到了更明亮的干涉条纹。托马斯。杨干涉实验的成功，为光的波动说吹响了振兴的号角。 理科综合专题复习光和能高考改革后的命题指导思想是，考查和引导学生不仅运用单学科内知识来分析解决问题，而且要求能运用中学所学的多学科知识来综合分析和解决问题。例如运用物理和生物知识
3、来解决一些综合问题，比如生物的视觉与光、光与光合作用、生命运动与能量等等，这些都涉及物理和生物等学科的有关知识。现将其举例说明以供参考。1生物的光合作用与光生物的光合作用离不开光，在不同的光照强度、不同的单色光下植物的光合作用强度不同；不同的植物对光的需求也不同，阴性植物和阳性植物对太阳光照强度的县就不同，因此光是影响植物光合作用的一个重要因素。例1：植物的光合作用是通过叶绿体中的色素来实现的。（1）其中的叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收 光，此光是波长较 的可见光。（2）大棚蔬菜的罩膜若采用红色，则可 。A 增大光通量 B 增大红光强度C 增大蓝紫光强度 D 阻碍蓝紫光强度（3
4、）用红色罩膜的大棚环境对植物体的作用是 。A 增强光反应 B 强暗反应 C 增强光合作用 D 降低光合作用解析：本题是一道物理、生物的综合题，主要考查学生对光与植物光合作用之间的关系内容。由于在植物的光合作用中，叶绿体中的色素对不同波长的光吸收不同，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光；而类胡萝卜素主要吸收蓝紫光；因此在可见光中其它波长的光被叶绿体中的色素吸收较少。结合物理学知识，本题的答案为：（1）蓝紫；小（2）D（3）D。练习：将盛有等量衣藻的8只密闭试管编号后，在暗室中放置12天，然后用太阳光通过棱镜色散后的色光，分别照射各试管12h（见如下表）：试管号12345678光线种类紫外紫蓝青绿黄橙红在
5、衣藻试管中加入酒精，并在水浴中加热0.5h，随后使之冷却。问：（1）若用酸碱指示剂对8只试管的溶液进行检测，酸性最强的是 号试管，原因是 （2）取出衣藻并满加碘酒，则变蓝最显著的三份是 号衣藻。（3）根据不同光对生物的影响推测， 号衣藻最易发生基因突变。答案：（1）5 色素对绿光吸收最少，5号管中的衣藻光合作用最弱，而呼吸作用的强度与其它试管中的衣藻基本相同，这样就有更多的二氧化碳溶于水生成碳酸。（2）2、3、8（3）12生物的视觉与光几乎所有生物都有感光的功能，人类的眼睛不仅能感受光的刺激，也能成像，即能感知外界的物体，因此人类能够通过光的刺激而形成视觉。但人眼所能感知的光波段只限于390n
6、m770nm之间，长于或短于这一彼长范围的光，如紫外光、红外光等都是人眼看不见的。例2：能引起人的眼睛视觉效应的最小能量为1018J，已知可见光的平均波长约为0.6um，普朗克恒量h6.631034。回答下面问题：（1）进入人眼的光子数至少为（ ）A 1个 B 3个 C 30个 D 300个（2）人眼相当于光学系统中的一个（ ）A 焦距不变的凸透镜 B 焦距可变的凸透镜C 焦距不变的凹透镜 D 焦距可变的凹透镜（3）引起视觉的部位（ ）A 虹膜 B 视网膜 C 晶状体 D 视觉中枢（4）少年儿童用眼过度，造成晶状体屈光过强，这称为（ ）A 激光 B 远视 C 小灶近视 D 假性近视解析：（1）
7、根据物理学上的质能方程，本题的正确答案为B；（2）人眼既能看远物，也能看近物，这是由于眼有一个由角膜、晶状体以及眼球中液体组成的调节系统所致。观察远物时人眼的光线近于平行，依靠角膜的调节就可在视网膜上成像。观察近物时由于光线高度辐散，只靠角膜调节就不够了，必须靠晶状体调节。晶状体相当于一个透镜，它可依靠睫状体和悬韧带的牵引而变得较平或较凸，所以答案为B；（3）D；（4）D。练习：人的眼睛相当于一个凸透镜，但人还可以通过睫状肌的收缩改变这一结构的凸度而改变眼睛的焦距。假设眼睛的“光心”距视网膜的距离为1.5cm，且睫状肌收缩时改变很小。已知儿童眼睛的焦距范围是老人的6倍，而能看清的最近点距离是老
8、人的0.15倍，且两者均可看情无穷远处的事物。（1）眼球由前到后依次是哪些结构？（2）求儿童与老人的焦距范围。答案：（1）由前到后依次是：角膜、虹膜、晶状体、玻璃体、视网膜（2）儿童焦距范围：1.21.5cm；老人的焦距范围：1.451.5cm。3生物的生命活动与能新陈代谢是生物体内所进行的全部物质和能的变化的总称，生物的新陈代谢是生物体进行一切生命活动的基础，它是最基本的生命活动过程。生活的细胞通过新陈代谢活动，不断从环境中取得能和各种必需的物质，来维持和保证它们正常的生长、分裂等生命活动。例3：生物的种类多种多样，各种生物以各自不同的方式适应于自然界中，萤火虫具有荧光素能发光；电鳗通过自身
9、发出的生物电，获取食物、威胁放害、保护自己；瞪羚、猎豹等动物具有很强的奔跑能力。（1）瞪羚、猎豹等善于奔跑的动物一般生活在哪种类型的生态系统中（ ）A 草原生态系统 B 森林生态系统 C 农田生态系统 D 池塘生态系统（2）电鳗产生生物电的直接能量来源是（ ）A 葡萄糖彻底分降 B 氨基酸彻底分解C 丙酮酸彻底分解 D 三磷酸腺苷的水解（3）若瞪羚体重100kg，它的最大速度可达到72km/h，则它的最大动能为 （4）猎豹的心脏每跳一次输送2104m3的血液，其血压（可看作心脏压送血液的压强）的平均值为3104Pa，心跳每分钟60次。计算其心脏工作的平均功率为 解析：本题是一道典型的物理生物综
10、合题，它主要考查学生对物理生物知识的综合运用。答案：（1）A（2）D（3）2104（4）6练习：跳绳是一种健身运动。设某运动员的质量是50kg，他1min跳绳180次，假定在每次跳跃中脚与地面的接触时间占跳跃一次所需时间的2/5，则（1）该运动员跳绳时克服重力做功的平均功率是 （2）人体运动所需的能量大多由糖类供给，设全部由葡萄糖供给。1rnol葡萄糖在体内氧化产生的能量为2870kJ，其中1225kJ转化为ATP，供人类运动所需，其余都以热的形式消耗掉。该运动员在1min内消耗的葡萄糖是 。（葡萄糖的摩尔质量为0.18kg/mol）答案：（1）75W（2）0.65g【综合练习】一1我国南宋时
11、的程大昌在其所著的演繁露中叙述道：“凡风雨初霁，或露之未唏，其余点缀于草木枝叶之末，欲坠不坠，则皆聚为圆点，光莹可喜。日光入之，五色俱足，闪烁不定。是乃日之光品著色于水，而非雨露有五色也。此五色，无日不能见。”这段文字记叙的是光的何种现象 A 反射 B 色散 C 干涉 D 衍射21999年度诺贝尔化学奖授予具有埃及和美国双重国籍的科学家艾哈迈德泽维尔，以表彰他在毫微微秒光谱学研究方面作出的特殊贡献。泽维尔的实验使用了超短激光技术，即毫微微秒光谱学技术，毫微微秒又称飞秒，1飞秒相当于 A 109秒 B 1012秒 C 1015秒 D 1018秒【参考答案】1B2C二光通过胶体会有“丁达尔现象”，
12、而浊液和溶液无此现象。1胶体胶粒直径d与入射光的波长相比 A d B d C d与的值大小无关 D d与的数值相近2光在通过胶体时发生了 A 散射 B 折射 C 干涉 D 全反射【参考答案】1D2A三1光纤通信是一种现代化的通信手段。制造光导纤维的主要原料是 A CaCO3 B SiO2 C CaO D Na2CO32光导纤维传递光信号的物理原理是 A 光的折射 B 光的衍射 C 光的干涉 D 光的全反射【参考答案】1B2D四利用光电管产生光电流可实现自动控制和信号变换。1光电管由对阳极信用活泼的碱金属制成，原因是这些金属 A 导电性好 B 逸出功小 C 发射电子多 D 电子动能大2产生光电流
13、，入射光必须具备的条件 A 光强度足够大B 光频率足够大C 光波长足够大D 照射时间足够长【参考答案】1B2B六隐形眼镜是一种直接贴在角膜表面的超薄镜片，可随着眼球的运动而运动，目前使用的软质隐形眼镜是由甲醛丙烯酸羟乙酯（HEMA）制成的，中心厚度只有0.05 mm。1近视眼患者戴的HEMA超薄镜片的边缘厚度应为 A 小于0.05mm B 等于0.05mm C 大于0.05mm D 任意值2根据医疗卫生，下列哪种情况不宜使用软质隐形眼镜 A 近视 B 远视 C 散光 D 角膜炎症【参考答案】本题综合医学卫生、透镜成像原理、化学材料等知识，目的是让同学们用学过的物理知识来解释生活中的现象。当一种
14、新技术、新产品问世的时候，要全面了解其特性，对其有正确的分析和判断能力。1C2D六地球上的“极光”：1出现在： A 地球两极的白天 B 地球两极的夜空C 赤道上空的白天 D 赤道上空的夜空2形成的原因： A 太阳光的色散B 太阳光的折射C 太阳光的反射D 高速带电粒子碰撞稀薄的大气分子【参考答案】1B2D七显微镜是生物学实验的重要工具：1如果你在载玻片上用钢笔点上一个直径约为1mm的小圆点，在光镜下选用6倍目镜和5倍物镜进行观察，则视野内所看到的小圆点 A 面积约为30mm2 B 直径约为3cmC 面积扩大30倍 D 直径约为11mm2普通光镜视野中的物像是一个倒立放大的虚像，则此虚像落在 A
15、 物镜焦点以内 B 物镜的焦点上C 目镜焦点以外 D 目镜焦点以内3如果需要将光镜视野内左上方的某个细胞移至视野中央进行观察，则装片应向 A 左上方移动 B 右下方移动C 左下方移动 D 右上方移动4在电子显微镜下所观察到的细胞结构称做细胞的 结构，电镜用电子束代替光镜的光源，放大倍数可达数万倍，这是因为 A 电子束的波长短 B 电子束的频率小C 电子束不具波动性 D 电子束不具粒子性【参考答案】1B显微镜直接放大的是被观察物体的长度和宽度。若将圆点放大10倍，是指圆的直径被放大10倍而并非指圆的面积放大10倍。此问涉及显微镜的放大倍数为6530，故视野内所看到小圆点的直径应为1mm303cm
16、。2C根据光学知识判别3A在光镜下，装片移动方向与视野内物像移动方向相反4A生物学将电镜下看到的细胞结构称做细胞的亚显微结构，依据电镜原理八1有些动物在夜间几乎什么都看不见，而猫头鹰在夜间有很好的视力，其原因是 A 不需要光线，也能看到目标B 自身眼睛发光，照亮搜索目标C 可对红外线产生视觉D 可对紫外线产生视觉2用准分子激光器利用氩气和氟气的混合物产生激光，用于进行近视眼的治疗，用这样的激光刀对近视眼进行手术，手术时间短，效果好，无痛苦。关于这个治疗，以下说法中正确的是 A 近视眼是物体在眼球中成像在视网膜的前面，使人不能看清物体B 激光具有高度的方向性，可以在非常小的面积上对眼睛进行光凝手
17、术C 激光治疗近视眼手术是对视网膜进行修复D 激光治疗近视眼手术是对角膜进行切削3有些动物在夜间几乎什么都看不到，而猫头鹰在夜间有很好的视力。根据热辐射理论，物体发出光的最大波长max与物体的绝对温度T关系满足：Tmax2.90103mK，若猫头鹰的猎物蛇在夜间体温为27，则它发出光的最大波长为 m，属于 波段。【参考答案】1C动物的眼睛要看清物体，必须要物体能发光或反射光线，而夜间没有可见光，但每个有温度的物体都要辐射红外线，要看清这些物体，眼睛必须对红外线产生视觉。2A、B、D激光手术是物理技术用于临床医学的最新的成果。人的眼睛是一个光学成像系统，角膜和晶状体相当于一个凸透镜，物体通过凸透
18、镜成像在视网膜上，人就能看清楚物体。当角膜和晶状体组成的这个凸透镜的焦距比较小，物体成像在视网膜的前面时，人们不能看清楚物体，这就是近视眼。激光手术不是修复视网膜，而是对角膜进行切削，改变角膜的形状，使眼球中的凸透镜的焦距适当变大，物体经过角膜和晶状体后成像在视网膜上。39.7106 红外线九光发动机是利用光能作动力直接把光能转变成机械能输出的装置。其核心装置是化学反应室，室内密封着一种特殊的化合物，在光照射时，能接受光能发生化学反应，在无光作用下又发生逆反应，如此循环往复从而带动活塞的往复运动。试回答：1在下列各种化合物中能作为上述特殊化合物的是 A O2 B NO2 C N2 D CO22
19、写出该特殊化合物在密封室中的化学反应方程式3简单分析密封室活塞被驱动的原因。【参考答案】1B2NO2NOO2或2NO22NOO23光照射时，密封室中的气体分子数增多，引起压强增大，驱动活塞。十近年来，各发达国家对纳米研究给予了极大的关注，在美国，已经实施的国家纳米技术计划（NNI），决定从2001年起政府将大幅度增加纳米研究的投资。在2000年10月3日至11月1日，以“纳米科技中的基本科学问题”为主题的第150次香山科学会议在京召开。1试问什么是纳米科技，它将改变我们什么？2纳米科技是跨世纪新科技，激光束的宽度聚焦到纳米级范围，可修复人体已损坏的器官，对DNA分子进行超微型基因修复，把至今尚
20、令人类无奈的癌症、遗传疾病彻底根除。这是利用了激光的 A 单色性 B 方向性 C 高能量 D 粒子性3对DNA进行修复，属于 A 基因突变 B 基因重组 C 高能量 D 粒子性【参考答案】本题是利用当今高新科技的热点为背景材料，涉及了物理与生物知识、医学知识。这要求学生了解当今世界科学研究热点，特别是涉及到人类社会普遍关注的问题。1纳米科学与技术是指在纳米尺度（0.1纳米到100纳米之间）上研究物质（包括原子、分子）的特性和相互作用，以及利用这些特性的多学科的科学和技术。它使人类认识和改造物质世界的手段和能力延伸到原子和分子。纳米科技的最终目的就是直接以原子、分子及物质在纳米尺度上表现出的新颖
21、的物理、化学和生物学特征制造出具有特定功能的产品。纳米技术不仅在电子学、材料学等领域产生巨大作用，超细纳米技术将在医学领域发挥重要作用。纳米生物导弹能歼灭癌症细胞，纳米技术可以诊断早期癌症。2C3B十一1982年，美国总统科学顾问到白宫向总统介绍他的构想：利用激光武器可奇迹般地摧毁任何来犯的导弹等等。这个设想使当时的美国总统里根产生了浓厚的兴趣。次年三月，里根便提出了“战略防御倡议”（被新闻界称为“星球大战计划”）。访问神奇的激光具有什么特点？【参考答案】60年代是光学史上令人难忘的年代，美国科学家梅曼研制成功世界上第一台红宝石激光器。激光被赞誉为20世纪四大应用发明之一。激光是具有单色性好、
22、相干性强、方向性好、能量高度集中、最亮的光源。十二由3块两两垂直的平面镜组成的立方体角就是一个直角锥形状的反射镜，它有一个突出的优点，光线不论从哪个方向射入这个反射器，它都能将入射光线逆原方向反射回去。试举出应用的实例。【参考答案】自行车尾部装有的用红色塑料制成的尾灯、高速公路两旁隔离栏上的用于晚间指示司机的标记、阿波罗登月时放在月球上的角反射器等。物理知识与实际结合，本题没有标准答案；学生可以有多种答案。十三乌克兰一家冶金学院用铜和铁混合熔化可制成多孔金属。它的一个重要用途是制作太空火箭上使用的煤油燃烧雾化器，试分析该用途的原理。另外发现用硅制成的多孔材料，其中存在大量只有几个纳米大小的微孔
23、时，在激光照射下它会发出可见光。试根据这一特性指出多孔硅材料的一个主要用途。【参考答案】煤油通过这种有大量微孔的雾化器，由油滴变成油雾，使燃料达到最佳燃烧状态。用于制造光电子元件等。十四1为了测定某辆轿车在平直路上起动时的加速度（轿车起动时的运动可近似看作匀加速运动）。某人拍摄了一张在同一底片上多次曝光的照片（如下图所示）。如果拍摄时每隔2s曝光一次，轿车车身总长为4.5m，那么这辆轿车的加速度约为 A 1m/s2 B 2m/s2 C 3m/s2 D 4m/s22底片在曝光时发生化学反应的原理是 【参考答案】这道题考查了物理学中运用打点计时器的原理的实验计算及化学中AgBr的性质及用途等知识。
24、两小题各具独立性，考查的知识较容易。1B 此题通过照片与实物的观察和比较，运用计时器的原理。题中标尺上没有刻度，只需按比例进行估算。22AgBr2AgBr2十五在特定的光谐振腔内，将原子从基态激发至相对稳定的激发态亚稳态，亚稳态的原子受激跃迁就可产生激光.激光的单色性佳、亮度高、方向性强、相干性好，在工业、信息、通信、医疗、科研各领域均有着十分重要的作用。1根据波尔理论，原子的能级是 (填:连续的、不连续).原子从高能级向低能级跃迁时将 (辐射、吸收)光子，该光子的频率由 决定。2将声音、图像等信息加载在激光上可通过光缆进行大容量、高质量的传输。光之所以能沿光纤传输是利用了光的 现象.在终端机
25、将光信号转换成电信号时要利用光电效应现象，即 的现象。3解读VCD视盘的激光波长为780nm，而解读DVD视盘的激光波长为650nm.由红光的频率范围为3.94.81014Hz,黄光为5.05.21014Hz。可知，这两种激光分别是 【参考答案】1不连续的 幅射 两能量级的能量差2全反射 在光的照射下物体发射电子3红外线和红光十六摄影胶卷上涂布的感光材料主要是AgBr。在照相的按动快门的一瞬间，进入相机的光使AgBr发生了分解反应2AgBr=2AgBr2。由于进光量极少，分解出的Ag极少，所以必须通过化学方法进行显影才能看到底片上的影像。对苯二酚是一种常用的显影剂，在显影时发生了如下变化： A
26、gBrAg+Br- 1曝光时所产生的微量Ag在显影过程中 A 是氧化剂 B 是还原剂 C 起催化剂的作用 D 不起什么作用2显影液中如果只溶有对苯二酚，显影速度则非常缓慢。为提高显影速度，可加入 A Na2SO4 B Na2SO3 C Na2CO3 D Na2S2O33溶于显影液中的氧气能与对苯二酚反应，最终生成棕褐色的污斑，影响底片的质量。为避免形成污斑，可向显影液中加人 A Na2SO4 B Na2SO3 C NaCO3 D Na2S2O3【参考答案】1CAg不是反应物，它不可能是氧化剂或还原剂。如果微量Ag不起作用，显影后的底片就会漆黑一片。爆光时产生的微量Ag能催化反应，因底片各处的曝
27、光程度不同，分解出的Ag的量也不同，催化作用就有强弱之别，这样才能使底片上出现黑白有致的影像。2C由苯酚的弱酸性可联想到对苯二酚弱酸性，加碱（NaCO3）可促其电离，增大的浓度，提高显影速度。3B可加入还原性比对苯二酚更强的物质，以消耗显影液中的O2。 Na2SO3和Na2S2O3虽都有还原性，但后者能与AgBr发生配合反应（是定影剂）。十七一种变色眼镜的镜片和普通照相感光片中都含有卤化银（AgX）。1镜片变色是因为卤化银在光的作用下发生了化学反应，其反应方程是 21871年R.L.Maddox开发出了AgX的明胶乳剂，1889年G.Eastplman将感光材料用火棉胶为片基制成了胶卷形式。普
28、通照相感光胶片爆光的反应方程式 ，与变色镜片反应方程式的不同之处是 3照相感光胶片可分为色盲片、全色片对可见光中各种波长的光线（约400nm700nm）都具有良好的感光度，而色盲片私对蓝紫光敏感，对黄绿光感受迟钝，而对红、橙色光毫无反应；与蓝紫光相比，黄、绿、红、橙光在色盲上感光度差是因为 4胶卷曝光后由于AgX的变化留下了物体的潜影，若长时间不冲洗（即显影、定影），曝光形成的潜影会随着时间的延长而逐渐消失（潜影衰退现象），原因是 【参考答案】12AgX2AgX222AgX2AgX2，X2被明胶层吸收，阻止了反应向左进行。3蓝紫光波长短，光子能量高。4X2又极缓慢地与Ag反应生成AgX。十八如
29、右图所示，用云母片（不透明）插入燕麦胚芽鞘尖端部分，从不同方向用手电筒光照射。手电灯泡在3V电压下，通过0.25安的电流，灯泡所发出的光会聚后形成面积为10cm2的平行光束。如果灯泡所耗能量有1%被转化为波长6107米的可见光。照射一段时间后，求1胚芽鞘的生长情况；2沿光传播方向上1m长的光束内有多少光子？【参考答案】1甲、乙不弯曲，丙向右弯曲胚芽鞘尖端能产生生长素，具有横向运输和极性运输的特点。甲图尖端左右被云母片隔断，互不相通，生长素只能垂直向下运输，虽受单侧光照射，也不会导致生长素在某部分的增多，甲不弯曲。乙图尖端被云母片分隔为上下不通的两层，生长素无法在背光侧集中，无法弯曲。丙图尖端右
30、侧被云母片横截了一半，虽然光是垂直照射，但右侧生长素无法向下运输，造成左侧生长素分布较多，胚芽鞘向右弯曲。27.54107个手电筒的光由光子组成，光子的能量为Ehc/3.321019J电筒功率PUI0.75W每秒钟发出的光子数n2.261016个/秒1米长的光柱中光子个数X7.53107个十九如右图所示，两根相同的小麦苗分别放在培养液a、b中，其中a培养液有足够的小麦所需的全部矿质元素，b培养液仅比a缺少一种镁元素。现有一直角三棱镜，如右图所示，a角为30，BC边与MN平行，并且相距为Lcm，一束含红光、紫光的光束垂直AB边射入棱镜，已知光束宽为2cm。如果要促进小麦苗的生长发育，促进其进行光
31、合作用，把培养了足够长时间的小麦a和b分别在MN线上移动，请问a和b最适宜的移动区域分别在MN上的哪一段，距离有多宽，请画图表示。已知红光、紫光折射率分别为、。【参考答案】如右图所示麦苗a最适合移动区域为EF，宽度2.73cm，麦苗b最适合移动区域为DF，宽度4cm。培养液a中养分充足，小麦正常生长，麦叶里含的叶绿素占绝大部分，主要吸收红紫光。b中由于缺少镁元素，无法形成叶绿素，所以麦叶中类胡萝卜素占大多数，主要吸收紫光。由于光垂直AB入射，在AB边上不发生折射，在BC边上红光紫光分别发生折射，由于入射角为30，nsini/sinr，得红光，紫光折射角分别为45和60。如右图所示，DO、FO内
32、为紫光区域，EO、CO内为红光区域。其中DF为紫光区域，EC为红光区域，EF区域内既有红光也有紫光。因此，麦苗a吸收红紫光比较多，最适宜的区域是在红紫光区域EF；麦苗b对紫光的吸收量大，最适宜的区域是紫光区域DF。二十根据量子理论，光子不但有动能，还有动量，其计算式为p=h/，其中h是普朗克常量，是光子的波长。既然光子有动量，那么光照到物体表面，光子被物体吸收或反射时，光都会对物体产生压强，这就是“光压”。1一台二氧化碳气体激光器发出的激光功率为P0=1000W，射出的光束的横截面积为S=1.00mm2，当它垂直照射到某一物体表面时，对该物体产生的光压最大将是多大？2既然光照射物体会对物体产生
33、光压，有人设想在遥远的宇宙探测中用光压为动力推动航天器加速。给探测器安上面积极大，反射率极高的薄膜，并让它正对太阳。已知在地球绕日轨道上，每平方米面积上得到的太阳光能为1.35KW，探测器质量为M=50kg，薄膜面积为4104m2，那么探测器得到的加速度为多大？【参考答案】分析：由E=h和p=h/以及真空中光速C=，不难得出光子的能量和动量之间的关系：E=pC.设时间t内激光器射出的光子个数为n，每个光子的能量为E，动量为p，激光照到物体上后全部被反射，这时激光对物体的光压最大。设这个压强为P，则有： 。1 2同理可得P=910-6Pa，再由牛顿第二定律a=PS/M=7.210-3m/s2。这
34、个加速度虽然很小，但通过长时间加速后也能得到可观的速度增量。这对远距离的太空探测来说是可行的。二十一萤火虫能有节律地发出黄色的光。科学研究发现，萤火虫发光的原理是由于萤火虫体内含有荧光素和荧光酶两种物质，在荧光酶作用下，荧光素在细胞内水分的参与下，与氧化合发出荧光。荧光素的结构式如右图所示。（以下用L表示虚线左边的主体部分，将其结构简写成HLCOOH）。萤火虫发光的生化过程是：HLCOOHATPH2OHLCOAMP2H3PO4HLCOAMPO2LOCO2AMP光子科学家已能用化学方法人工合成荧光素和荧光酶而制成生物光源。 1萤火虫发光的主要化学反应是属于 反应，荧光素作为 ，荧光酶作为 ，氧气
35、作为 。2荧光素的化学式为 ，其相对分子质量为 。3已知ATP的化学式为C10H16O13N5P3，则AMP的化学式为 。4荧光素发光时的能量来源是 5与普通的电灯相比，这种生物光源更适合于在充满瓦斯的矿中当闪光灯及在清除磁性水雷时用以照明。这是因为 6白炽灯、日光灯、生物光源三者相比，哪一种光源的发光效率最高？7萤火虫所发黄光的波长为600nm。据测定知，1000只萤火虫所发出的光相当于一只20W电灯泡的亮度，一只萤火虫每秒钟可发射出 个光子，需消耗 g荧光素。（计算结果保留2位有效数字）8已知每mol高能磷酸键可释放30.5kJ的能量，请估算每mol荧光素被氧化时释放的能量。【参考答案】1
36、萤火虫发光的主要化学反应是氧化还原反应 还原剂 催化剂 氧化剂2荧光素的化学式为C11H8O3N2S2，其相对分子质量为280。3C10H14O7N5P4分析反应和可知，荧光素发光所需的能量来源于ATP高能磷酸键水解时和荧光素被氧化时释放的能量。5由于这种生物光源是冷光，没有热效应和磁效应，所以在充满瓦斯或在磁性水雷的地方使用仍然是安全的。6由于生物光源是冷光，它在化学反应过程中释放的能量主要是以光的形式，伴随的热很少。而普通光源在发光的时候，释放能量的主要形式是发热，所以生物光源的发光的效率最高。生物光源的发光的机理是化学反应，它之所以可以用在一些危险的场合，是因为它具有区别于普通光源的物理性质。76.01016 2.8105g8138.6kJ（氧化1mol荧光素，断裂2mol磷高能酸键，并产生1mol光子）主页 目录 下载 论坛- 11 - 版权所有高考资源网