2022届高考物理一轮复习-第1课时--光的波动性课件-人教大纲版2.ppt
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1、考考 纲纲 要要 求求三三 年年 考考 情情热热 点点 考考 向向考点考点要求要求2007年年2008年年2009年年光的本性学光的本性学说说的的发发展展简简史史江江苏苏物理物理(T3选择选择)上海物理上海物理(T8选择选择)四川理四川理综综(T19选择选择)天津理天津理综综(T14选择选择)全国理全国理综综(T17选择选择)天津理天津理综综(T16选择选择)北京理北京理综综(T13选择选择)上海物理上海物理(T16选择选择)上海物理上海物理(T12选择选择)北京卷北京卷(T21实验实验)天津卷天津卷(T7选择选择)福建卷福建卷(T13选择选择)就近几年高考就近几年高考试试卷卷看,光的波看,光
2、的波动动内容内容高考命高考命题频题频率也率也较较高高对对光的波光的波动动性性进进行考行考查查,主要是,主要是以干涉和衍射以及以干涉和衍射以及电电磁波磁波谱谱知知识为识为要要点,多以点,多以选择题选择题的的形式出形式出现现.光的干涉光的干涉现现象,双象,双缝缝干涉、薄膜干涉、双干涉、薄膜干涉、双缝缝干涉的条干涉的条纹间纹间距与距与波波长长的关系的关系光的衍射光的衍射光的偏振光的偏振现现象象红红外外线线、紫外、紫外线线、X射射线线、射射线线以及它以及它们们的的应应用、光的用、光的电电磁磁本性、本性、电电磁波磁波谱谱激光的特性及其激光的特性及其应应用用实验实验:用双:用双缝缝干涉干涉测测光的波光的波
3、长长第十五章第十五章 光的波动性光的波动性第第1 1课时课时 光的波动性光的波动性第一页,编辑于星期一:十三点 五十六分。第一页,编辑于星期四:二十点 三十一分。1牛牛顿顿的的微微粒粒说说:认认为为光光是是高高速速 ,它它能能解解释释光光的的直直射射现现象象和和光光的的反反射射现现象象2惠惠更更斯斯的的波波动动说说:认认为为光光是是某某种种 ,以以波波的的形形式式向向周周围围传传播播它它能能解解释释光光的的干涉和衍射干涉和衍射现现象象粒子流粒子流振动振动第二页,编辑于星期一:十三点 五十六分。第二页,编辑于星期四:二十点 三十一分。3麦克斯韦的电磁说麦克斯韦的电磁说麦麦克克斯斯韦韦根根据据电电
4、磁磁波波与与光光在在真真空空中中的的 相相同同,提提出出光光在在本本质质上上是是一一种种电电磁磁波,波,用实验证明了光的电磁说的正确性用实验证明了光的电磁说的正确性4爱爱因因斯斯坦坦的的光光子子说说:认认为为光光的的传传播播是是一一份份一一份份的的,每每一一份份叫叫一一个个 ,其其能能量量与与它的频率成正比,即它的频率成正比,即E .光子说能成功地解释光电效应现象光子说能成功地解释光电效应现象5德德布布罗罗意意的的波波粒粒二二象象性性学学说说:认认为为光光既既有有 性性,又又有有 性性个个别别光光子子表表现现为为 性性,大大量量光光子子的的行行为为表表现现为为 性性;频频率率大大的的光光子子
5、性性明明显显,而而频频率率小小的的光子光子 性明显性明显传播速度传播速度赫兹赫兹光子光子粒子粒子波动波动粒子粒子波动波动粒子粒子波动波动h第三页,编辑于星期一:十三点 五十六分。第三页,编辑于星期四:二十点 三十一分。1人人类类对对光光的的本本性性的的认认识识经经历历了了曲曲折折的的过过程程下下列列关关于于光光的的本本性性的的陈陈述述符符合合科科学学规规律或律或历历史事史事实实的是的是()A牛牛顿顿的的“微粒微粒说说”与与爱爱因斯坦的因斯坦的“光子光子说说”本本质质上是一上是一样样的的B光的双光的双缝缝干涉干涉实验显实验显示了光具有波示了光具有波动动性性C麦克斯麦克斯韦预韦预言了光是一种言了光
6、是一种电电磁波磁波D光具有波粒二象性光具有波粒二象性第四页,编辑于星期一:十三点 五十六分。第四页,编辑于星期四:二十点 三十一分。解解析析:牛牛顿顿的的“微微粒粒说说”认认为为光光是是一一种种物物质质微微粒粒,是是宏宏观观上上的的粒粒子子;爱爱因因斯斯坦坦的的光光子子说说认认为为光光是是一一份份一一份份的的,每每一一份份是是一一个个光光子子,它它是是从从微微观观上上来来说说明明光光子子的的,故故A错错;光光的的干干涉涉和和衍衍射射证证明明光光是是一一种种波波,那那时时人人们们习习惯惯以以机机械械波波的的模模型型去去认认识识光光波波,到到19世世纪纪60年年代代,麦麦克克斯斯韦韦预预言言了了光
7、光是是一一种种电电磁磁波波,到到20世世纪纪初初期期,光光电电效效应应现现象象证证明明光光具具有有粒粒子子性性,由由此人们认识到光具有波粒二象性此人们认识到光具有波粒二象性答案:答案:BCD第五页,编辑于星期一:十三点 五十六分。第五页,编辑于星期四:二十点 三十一分。1双缝干涉双缝干涉 (1)干涉现象干涉现象两两列列光光波波在在空空间间相相遇遇时时发发生生叠叠加加,在在某某些些区区域域总总加加强强,在在另另外外一一些些区区域域总总减减弱弱,从而出现从而出现 的现象叫光的干涉现象的现象叫光的干涉现象(2)产生干涉的条件产生干涉的条件两两个个振振动动情情况况总总是是 的的波波源源叫叫相相干干波波
8、源源,只只有有 发发出出的的光光互互相相叠叠加加,才能产生干涉现象,在屏上出现稳定的亮暗相间的条纹才能产生干涉现象,在屏上出现稳定的亮暗相间的条纹亮暗相间的条纹亮暗相间的条纹相同相同相干波源相干波源第六页,编辑于星期一:十三点 五十六分。第六页,编辑于星期四:二十点 三十一分。2薄膜干涉薄膜干涉(1)薄膜干涉的成因薄膜干涉的成因由由薄薄膜膜的的 反反射射的的两两列列光光波波叠叠加加而而成成劈劈形形薄薄膜膜干干涉涉可可产产生生 的条纹的条纹(2)双双缝缝干干涉涉图图样样特特点点:单单色色光光干干涉涉图图样样的的中中央央为为 ,往往两两边边是是亮亮暗暗相相间间且且间间距距相相等等的的条条纹纹白白光
9、光干干涉涉图图样样的的中中央央亮亮纹纹是是白白色色,中中央央白白光光边边缘缘呈呈彩色彩色前、后表面前、后表面平行相间平行相间亮条纹亮条纹第七页,编辑于星期一:十三点 五十六分。第七页,编辑于星期四:二十点 三十一分。1双缝干涉实验规律双缝干涉实验规律(1)双双缝缝S1、S2之之间间距距离离为为d,双双缝缝到到屏屏间间的的距距离离为为L,屏屏上上一一点点P到到双双缝缝距距离离分分别别为为r1和和r2,由图可以知双缝由图可以知双缝S1和和S2到屏上到屏上P的路程差为的路程差为(光程差光程差)若光程差若光程差是波长是波长的整数倍,即的整数倍,即n(n0,1,2,3,),P点将出现亮纹,如图点将出现亮
10、纹,如图1511甲所示甲所示若若光光程程差差是是半半波波长长的的奇奇数数倍倍,即即 (n0,1,2,3),P点点将将出出现现暗暗条条纹纹,如如图图1511乙所示乙所示第八页,编辑于星期一:十三点 五十六分。第八页,编辑于星期四:二十点 三十一分。(2)关于公式关于公式x 的讨论的讨论相邻亮纹或暗纹的间距相邻亮纹或暗纹的间距x与双缝到屏的距离与双缝到屏的距离L成正比,与两狭缝之间的距离成正比,与两狭缝之间的距离d成反比成反比条纹间距与缝本身的宽度无关条纹间距与缝本身的宽度无关条条纹纹间间距距与与光光的的波波长长成成正正比比不不同同颜颜色色的的光光的的波波长长不不同同,所所以以不不同同色色光光条条
11、纹纹间间距距不不同同第九页,编辑于星期一:十三点 五十六分。第九页,编辑于星期四:二十点 三十一分。2薄膜干涉薄膜干涉(1)当当光光照照在在薄薄膜膜上上时时,从从膜膜的的前前后后表表面面各各反反射射回回一一列列光光波波,这这两两列列波波即即是是频频率率相相同同的的相相干干光光波波,由由于于薄薄膜膜的的厚厚度度不不同同,这这两两列列光光波波的的路路程程差差不不同同当当路路程程差差为为光光波波波波长长的的整整数数倍倍时时,则则为为波波峰峰与与波波峰峰相相遇遇或或波波谷谷与与波波谷谷相相遇遇,使使光光波波的的振振动动加加强强,形形成成亮亮条条纹纹;当当光光波波的的路路程程差差为为半半波波长长的的奇奇
12、数数倍倍时时,则则波波峰峰与与波波谷谷相遇,光波的振动减弱,形成暗条纹相遇,光波的振动减弱,形成暗条纹(2)相干光相干光为为薄膜前后两个界面的反射光薄膜前后两个界面的反射光(3)图图样样特特点点:若若单单色色光光入入射射,出出现现亮亮暗暗相相间间的的条条纹纹(薄薄膜膜厚厚度度相相等等的的地地方方对对应应同同一一级级条条纹纹);若若白白光光入射,出入射,出现现彩色条彩色条纹纹,在同一,在同一级级条条纹纹中,从紫色到中,从紫色到红红色色对应对应的薄膜厚度从薄到厚的薄膜厚度从薄到厚第十页,编辑于星期一:十三点 五十六分。第十页,编辑于星期四:二十点 三十一分。2如图如图1512所示所示为为双双缝缝干
13、涉的干涉的实验实验装置,装置,绿绿光通光通过单缝过单缝S后,照射到具有双后,照射到具有双缝缝的的挡挡板上,双板上,双缝缝S1和和S2到到单缝单缝的距离相等,光通的距离相等,光通过过双双缝缝后在与双后在与双缝缝平行的光屏上平行的光屏上形成干涉条形成干涉条纹纹屏上屏上O点距双点距双缝缝S1、S2的距离相等,的距离相等,P点在距点在距O点最近的第一条亮点最近的第一条亮纹纹的中心的中心线线上,如果将入射的上,如果将入射的单单色光分色光分别换别换成成红红光和光和蓝蓝光,下列光,下列说说法正确的是法正确的是()第十一页,编辑于星期一:十三点 五十六分。第十一页,编辑于星期四:二十点 三十一分。AO点在点在
14、红红光的亮条光的亮条纹纹中心中心线线上上BO点不在点不在蓝蓝光的亮条光的亮条纹纹中心中心线线上上C红红光的第一条亮条光的第一条亮条纹纹中心中心线线在在P点的上方点的上方D蓝蓝光的第一条亮条光的第一条亮条纹纹中心中心线线在在P点的上方点的上方答案:答案:AC第十二页,编辑于星期一:十三点 五十六分。第十二页,编辑于星期四:二十点 三十一分。1光的衍射现象光的衍射现象 光在遇到光在遇到 时,偏离直线传播方向而照射到时,偏离直线传播方向而照射到 的现象叫做的现象叫做 光的衍射光的衍射2光发生明显衍射现象的条件光发生明显衍射现象的条件 当孔或障碍物的尺寸比光波波长当孔或障碍物的尺寸比光波波长 ,或者跟
15、波长,或者跟波长 时,光才能发生明显时,光才能发生明显 的衍射现象的衍射现象障碍物障碍物阴影区域阴影区域差不多差不多小小第十三页,编辑于星期一:十三点 五十六分。第十三页,编辑于星期四:二十点 三十一分。3各种衍射图样各种衍射图样(1)单单缝缝衍衍射射:中中央央为为 ,两两侧侧有有明明暗暗相相间间的的条条纹纹,但但间间距距和和亮亮度度不不同同白白光光衍衍射射时时,中中央央仍仍为为白白光光,最最靠靠近近中中央央的的是是 ,最最远远离离中中央央的的是是 (2)圆孔衍射:明暗相间的不等距圆孔衍射:明暗相间的不等距 (3)泊泊松松亮亮斑斑:光光照照射射到到一一个个 的的圆圆板板后后,在在圆圆板板的的阴
16、阴影影中中心心出出现现的的亮斑,这是光能发生衍射的有力证据之一亮斑,这是光能发生衍射的有力证据之一亮条纹亮条纹紫光紫光红光红光圆环圆环半径很小半径很小第十四页,编辑于星期一:十三点 五十六分。第十四页,编辑于星期四:二十点 三十一分。光的干涉和光的衍射的关系光的干涉和光的衍射的关系1光光的的干干涉涉和和光光的的衍衍射射都都是是光光波波叠叠加加的的结结果果,只只是是干干涉涉条条纹纹是是通通过过双双缝缝的的两两束束相相干干光光的的叠叠加加,而而衍衍射射是是通通过过单单缝缝或或三三缝缝及及更更多多缝缝的的光光相相遇遇时时叠叠加加的的结结果果在在双双缝缝干干涉涉实实验验中中,光光在在通通过过其其中中的
17、的每每个个狭狭缝缝时时,都都会会先先发发生生衍衍射射,而而后后衍衍射射的的光光相遇再相遇再发发生干涉因此,干涉中也有衍射生干涉因此,干涉中也有衍射2衍射与干涉的衍射与干涉的图样图样比比较较第十五页,编辑于星期一:十三点 五十六分。第十五页,编辑于星期四:二十点 三十一分。两种两种现现象象比比较项较项目目 单缝单缝衍射衍射双双缝缝干涉干涉不不同同点点条条纹宽纹宽度度条条纹宽纹宽度不等,中央最度不等,中央最宽宽条条纹宽纹宽度相等度相等条条纹间纹间距距各相各相邻邻条条纹间纹间距不等距不等各相各相邻邻条条纹纹等等间间距距亮度亮度中央条中央条纹纹最亮,两最亮,两边变边变暗暗清晰条清晰条纹纹,亮度基本相等
18、,亮度基本相等相同点相同点干涉、衍射都是波特有的干涉、衍射都是波特有的现现象,属于波的叠加;干涉、衍象,属于波的叠加;干涉、衍射都有明暗相射都有明暗相间间的条的条纹纹第十六页,编辑于星期一:十三点 五十六分。第十六页,编辑于星期四:二十点 三十一分。3某某研研究究性性学学习习小小组组用用激激光光束束照照射射圆圆孔孔和和不不透透明明圆圆板板后后,分分别别得得到到如如图图1513甲、乙所示的衍射甲、乙所示的衍射图样图样据此可以判断出据此可以判断出()A甲是光甲是光线线射到射到圆圆孔后的衍射孔后的衍射图样图样,乙是光,乙是光线线射到射到圆圆板后的衍射板后的衍射图样图样B乙是光乙是光线线射到射到圆圆孔
19、后的衍射孔后的衍射图样图样,甲是光,甲是光线线射到射到圆圆板后的衍射板后的衍射图样图样C甲、乙都是光甲、乙都是光线线射到射到圆圆孔后的衍射孔后的衍射图样图样,甲孔的直径,甲孔的直径较较大大D甲、乙都是光甲、乙都是光线线射到射到圆圆板后的衍射板后的衍射图样图样,乙板的直径,乙板的直径较较大大答案:答案:A第十七页,编辑于星期一:十三点 五十六分。第十七页,编辑于星期四:二十点 三十一分。1光的本质光的本质(1)麦克斯韦提出光在本质上是一种麦克斯韦提出光在本质上是一种 ,电磁波与光在真空中传播速度都是电磁波与光在真空中传播速度都是 .(2)用实验证明了光的电磁说的正确性用实验证明了光的电磁说的正确
20、性2电磁波谱电磁波谱电磁波按波长由大到小的顺序排列为无线电波电磁波按波长由大到小的顺序排列为无线电波、可见光可见光、X射线射线、射线射线电磁波电磁波3108m/s赫兹赫兹红外线红外线紫外线紫外线第十八页,编辑于星期一:十三点 五十六分。第十八页,编辑于星期四:二十点 三十一分。不同电磁波的产生机理和主要特征及应用不同电磁波的产生机理和主要特征及应用电电磁波及磁波及规规律律无无线电线电波、波、红红外外线线、可、可见见光、紫外光、紫外线线、X射射线线(伦伦琴射琴射线线)、射射线线1它它们们的的频频率:小率:小大大2它它们们的波的波长长:大:大小小3在同种介在同种介质质中的中的传传播速度:大播速度:
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